|
В конструктивном отношении
различаются следующие ме- тантенки:
с неподвижным затопленным перекрытием;
с неподвижным незатопленным перекрытием;
с плавающим (подвижным) перекрытием;
открытые без перекрытия (для второй или последней ступени
сбраживания).
Первые отечественные метантенки с затопленным перекрытием
появились в 1930 г.
на Кожуховской станции аэрации, а затем на Люберецких полях фильтрации. Этот
тип метантенка представляет собой железобетонный резервуар квадратной формы с
четырьмя пирамидальными куполами и газосборными колпаками.
Перемешивание осадков осуществлялось циркуляционной
перекачкой их по трубам.
Обогревание метантенка производилось непосредственным
впуском горячей воды. Иловая вода постепенно выходила через отверстия в
перекрытия и удалялась через сборный лоток. Такая система обогрева
способствовала всплыванию легких примесей на поверхность и образованию
«корки», усложняющей эксплуатацию. Кроме того, горячая вода увеличивала объем
выгружаемого осадка примерно на 30%. В процессе эксплуатации были выявлены
также потери газа.
Приведенный тип метантенков не получил дальнейшего
распространения, а обогрев их водой впоследствии был заменен обогревом паром.
Дальнейшее усовершенствование конструкции привело к ме-
тантенкам с незатопленным перекрытием. Подобные метантенки получили у нас
наибольшее распространение. На Люблинской очистной станции первые такие
метантенки были построены в виде круглых железобетонных резервуаров диаметром
14 м,
высотой 10 ж, с плоским днищем и конусным перекрытием. Обогрев метантенка
производился паром.
Большая свободная поверхность конусного перекрытия,
используемая для сбора газа, создавала благоприятные условия для образования
корки. Плоское днище в этих метантенках, которое по идее должно было
способствовать лучшему использованию строительного объема сооружения, с
эксплуатационной стороны себя не оправдало.
В 1936—1938 гг. в Харькове были построены круглые
метантенки диаметром 10 м
с полусферическим днищем и конусным незатопленным перекрытием с общей высотой
11,3 м.
Метантенки обогреваются острым паром низкого давления. Перемешивание осадка
производится гидроэлеватором.
Уровень осадка здесь был поднят почти до горловины
перекрытия. Незатопленным остался лишь небольшой газосборник с герметическим
плоским люком.
Повышение уровня осадка в харьковских метаитенках вполне
себя оправдало. Это позволило: увеличить полезный объем сооружения, намного
уменьшить дорогостоящую газонепроницаемую изоляцию перекрытия, значительно
сократить коркооб- разующую поверхность метантенка и ослабить процесс ее
образования.
Наиболее крупные и более совершенные метантенки объемом по
5200 ж3 были построены в 1951
г. на Курьяновской станции аэрации в Москве. Каждый
метантенк диаметром 24 м
и общей высотой 19,6 м
имеет коническое днище и полусферическое незатопленное перекрытие. В центре
перекрытия расположена горловина диаметром 4 м я высотой 2,5 м.
Поверхность осадка находится выше основания горловины,
благодаря чему значительно сокращается свободная площадь для образования
корки. При этом создается большая интенсивность газовыделения на единицу
площади свободной поверхности, препятствующая образованию корки.
Газо- и теплоизоляция бетонного перекрытия выполнена из
четырех-пяти слоев перхлорвинила, уложенного по бетону и покрытого цементной
стяжкой. Выше этого уложен шлак толщиной 50 см, также покрытый
цементной стяжкой. На самом верху перекрытие защищено трехслойной рулонной
кровлей.
Обогрев метантенков осуществляется паром при помощи
пароструйных инжекторов, работающих зимой по 11 —13, а летом по 3—-4 ч в
сутки. Расход пара на 1 м3
загрузки составляет зимой 23—46, а летом 17—27 кг.
Для перемешивания осадка в центре метантенка установлена
пропеллерная мешалка производительностью 0,9 м3/сек при 270 об/мин,
приводимая в движение взрывобезопасным мотором мощностью 16 кет, 960 об!мин
через текстропиую передачу.
Горловина метантенка является газосборником с емкостью 20 м3. Отбор газа
осуществляется из колонок, которые служат также опорой при подъеме мешалки.
Газопровод смонтирован на 2,5
м выше уровня осадка, что исключает попадание в него
частиц осадка и пены. Для контроля за работой метантенка вверху имеются
смотровые люки.
Курьяновские метантенки 'Оказались вполне надежными в
эксплуатации.
Метантенки с плавающим (подвижным) перекрытием получили за
последние годы широкое распространение в США, Англии, Канаде.
Появление новой конструкции перекрытия метантенков вызвано
наличием некоторых недостатков, свойственных жестким перекрытиям и связанных
с непостоянством давления внутри метантенка. Образование вакуума (при выгрузке
сброженного осадка) и повышенного давления (при загрузке сырого осадка) может
привести к образованию трещин в железобетонном перекрытии. Кроме того,
засасывание воздуха при неблагоприятных условиях может вызвать взрыв в
метантенке.
В 1949—1950 гг. в Ленинграде на Василеостровской насосно-
очистной станции была осуществлена и испытана конструкция плавающего
перекрытия, разработанная кафедрой канализации ЛИСИ под руководством С. М.
Шифрина. Наблюдения проводились над метантенком диаметром 6,03 м, глубиной 6,75 м, объемом 162 м3. Подогрев осадка в
метантенке производился острым паром, а перемешивание — насосом, который
забирал осаДок из нижней конической части и перекачивал в верхнюю часть
перегнивателя.
Плавающее перекрытие выполнено из листовой стали толщиной 6 мм. Высота сварного
цилиндра 1,5 м,
а диаметр его 5,89м. Выше цилиндра расположено шатровое перекрытие с
теплоизоляцией. Снизу к наружному краю цилиндра приваривается вертикальный
пояс («фартук»), который всегда погружен (затоплен) на глубину 800 мм. Это создает
надежный гидравлический затвор, препятствующий проникновению газа через
кольцевой зазор в 70 мм,
образованный между плавающим перекрытием и внутренней стенкой метантенка.
Перекрытие перемещается по направляющим с роликовым устройством. В центре
перекрытия находится цилиндр диаметром 900 мм, внутри которого размещен газовый
колпак диаметром 700 мм
с гидравлическим водяным затвором высотой 300—350 мм.
Авторы отмечают, что независимо от степени заполнения
метантенка внутри него всегда поддерживается плюсовое давление газа, что
исключает попадание воздуха внутрь сооружения. Положение перекрытия может
достаточно точно фиксировать дозу загрузки осадка. Положительным является и
то, что под тяжестью перекрытия корочные образования постоянно погружаются в
иловую жидкость, а это предупреждает образование плотной и толстой корки.
Наконец, под плавающим перекрытием можно аккумулировать большое количество
газа и за счет этого сократить емкость газгольдеров до 50%.
По проекту ЛИСИ и Леигипрокоммунводоканала в 1955 г. был построен
подобный метантенк объемом 432
м3 для Череповецкого металлургического завода . В
отличие от опытного метантенка газовый колпак здесь приварен к перекрытию и
не имеет гидравлического затвора; кроме того, все коммуникации для осадка,
пара, газа и измерительных приборов перенесены под плавающее перекрытие.
На Люблинской очистной станции один из метантенков
диаметром 14 ж и емкостью свыше 1000 м3 был также переделай в опытный
метантенк с плавающим перекрытием. При эксплуатации зимой, во время сильных
морозов, перекрытие сильно охлаждалось и примерзало к стенкам; отмечалось
также, что перекрытие не гарантирует полного устранения под ним корки
С. М. Шифрин объясняет эти явления несовершенством конструкции перекрытия, в
частности отсутствием надлежащей теплоизоляции, а также ненормальными
условиями эксплуатации метантенка.
Кафедрой ЛИСИ разработан проект реконструкции одного
из метантенков Мясокомбината в Ленинграде емкостью 900 м3. Здесь метантенк с затопленным
перекрытием был переоборудован в метантенк с плавающим железобетонным
перекрытием. В связи с этим производился сравнительный подсчет строительной
стоимости метантенков с неподвижным перекрытием вместе с газгольдерами и
метантенков с плавающим перекрытием при емкости газгольдеров, уменьшенной на
50%- Подсчет показал, что строительная стоимость и эксплуатационные расходы
практически являются одинаковыми.
На 2.18 показан типовой проект метантенка,
разработанный Гипрокоммунводоканалом для очистных станций производительностью
от 20 до 300 тыс. м3/сутки. Проект составлен с учетом опыта эксплуатации
существующих метантенков, а также требований при их проектировании,
изложенных в СНиП П-Г.6-62.
Работа метантенков во многом зависит от условий их
эксплуатации, т. е. от перемешивания осадка, его подогрева, режима подачи и
удаления сброженного осадка.
Большим усовершенствованием условий эксплуатации
метантенков является разработанный на Курьяновской станции аэрации способ
непрерывной подачи и удаления осадка через два смежных бака с разными
уровнями.
Этот способ использован также и в типовых проектах
метантенков. Открытые метантенки применяются для двухступенчатого или
многоступенчатого сбраживания в целях небольшого дображивания осадка и его
уплотнения. Это земляные резервуары, обычно облицованные бетоном или камнем.
По нормативным данным глубина открытых неподогре- ваемых
метантенков достигает 5 м,
наклоны стен составляют не менее 1 : 1,5. Уклон днища к сборному лотку
принимается от 0,025 до 0,05, а уклон лотка к приямку для сбора осадка — от
0,05 до 0,1.
Применение этих метантенков рекомендуется в районах со
среднегодовой температурой воздуха не ниже +6° С.
Впуск осадка осуществляется в трех-четырех точках с
противоположной стороны от сборного приямка. Выпуск осадка производится по
иловой трубе диаметром 200
мм под гидростатическим напором не менее 2 м. Выпуск иловой воды
предусматривается на разных уровнях через каждые 1,5 м по высоте открытого
метантеика.
Наблюдения показали, что хорошо сброженный осадок, находясь
в состоянии покоя, через некоторое время расслаивается
на два слоя; внизу — осадок, вверху — иловая вода. При
недостаточно хорошем сбраживании осадок, будучи в состоянии покоя,
расслаивается на три слоя: внизу-—осадок, в центре — иловая вода, вверху —
осадок.
I — выпуск осадков из метантенков I ступени; 2 —- выпуск
уплотненного осадка и откачка его; 3 — выпуск иловой воды и откачка ее
После удаления иловой воды осадок становится менее
влажным, более плотным, значительно уменьшается в объеме. При сбраживании
осадка из первичных отстойников влажность выгружаемого из второй ступени
осадка принимается 92%; при сбраживании смеси осадка из первичных отстойников
и активного ила из аэротенков на неполную очистку или ила после
высоконагружаемых биофильтров она составляет 93%; при сбраживании смеси
осадка из первичных отстойников и активного ила из аэротенков на полную
очистку— 94%.
|