КАНАЛИЗАЦИЯ

МЕТАНТЕНКИ

Принцип работы метантенков

Более совершенными сооружениями для сбраживания осадков яв­ляются метантенки. Сокращение сроков сбраживания в них за счет ис­кусственного подогрева приводит к значительному уменьшению объема сооружений. В настоящее время метантенки широко применяются в оте­чественной и зарубежной практике.

Метантенк представляет собой цилиндрический железобетонный ре­зервуар с коническим днищем и герметическим перекрытием, в верхней части которого имеется колпак для сбора газа, откуда газ отводится для дальнейшего использования.

Осадок в метантенке перемешивается и подогревается с помощью особых устройств.

В зависимости от температуры, при ко­торой происходит брожение, различают два типа процесса — мезофильное сбраживание, происходящее при температуре 30—35° С, и термофильное сбраживание, происходящее при температуре 50—55°С.

За рубежом в основном применяется ме - зофильный процесс. В СССР наряду с ме - зофильным сбраживанием широкое распро­странение получил и термофильный про­цесс.

Термофильное сбраживание отличается большей интенсивностью распада органических веществ и заканчивается примерно в 2 раза быстрее, за счет чего вдвое сокращается требуемый объем сооружений. На рис. 4.50 показаны зависимости сроков сбражива­ния от температуры, а также ход процесса при мезофильном и термо­фильном сбраживании.

При термофильном сбраживании достигается полная дегельминти­зация осадка, тогда как в условиях мезофильных температур погибает лишь 50—80% яиц гельминтов.

Основным преимуществом мезофильного сбраживания является обеспечение процесса теплом, получаемым от сжигания газов броже­ния. Подогрев осадка до термофильных температур, особенно в зимнее время, требует дополнительного расхода топлива, что влечет за собой увеличение эксплуатационных затрат.

Осадок, сброженный в термофильных условиях, значительно труднее обезвоживается, чем осадок, сброженный при мезофильном процессе, поэтому выбор температурного режима брожения должен производить­ся с учетом принятой схемы дальнейшей обработки осадка.

На современных очистных станциях сбраживанию обычно подверга­ется смесь сырого осадка и активного ила. Минерализация органичес­ких веществ осадка и ила в процессе брожения сопровождается выде­лением продуктов распада в газ и в иловую воду и приводит к значи­тельным изменениям в химическом составе сброженной смеси. Общий объем бродящей смеси практически не изменяется и, так как сухое ве­щество в результате распада уменьшается, влажность осадка в процес­се брожения возрастает. Возрастает и зольность, поскольку зольная часть осадка при сбраживании остается неизменной, а сухое вещество уменьшается.

Эффективность работы метантенков оценивается по величине распа­да беззольного вещества, который подсчитывают либо по выходу газа Рт, либо по убыли беззольного вещества Рбэ. В первом случае массу газа
выражают в процентах от массы загруженного беззольного вещества. Распад по газу показывает, какая часть беззольного вещества превра­тилась в процессе брожения в газ. Значение Рбз подсчитывают по дан­ным анализа загруженного и выгруженного осадков на влажность и зольность. Убыль беззольного вещества выражают в процентах от мас­сы загруженного беззольного вещества.

Величины Рг и Рбз могут совпадать или значительно отличаться друг от друга. Для метантенков высоконагружаемых Рт обычно больше РБ3- Обратное соотношение Рбз^Рг характерно для низконагружаемых ме­тантенков с длительным периодом сбраживания, когда значительная часть продуктов распада после окончания газовыделения поступает в иловую воду.

Выход газа при сбраживании в метантенках обусловливается распа­дом только жиров, белков и углеводов, составляющих основную массу беззольного вещества осадков.

Родигер на основании обобщения обширных литературных данных и многочисленных экспериментов по сбраживанию углеводов, жиров и белков, присущих городским канализационным осадкам, показал, что состав и удельный выход газа при распаде каждого компонента осадка различны (табл. 4.31).

Таблица 4.31

Наибольшая масса газа образуется при распаде жиров, наимень­шая— при распаде белков. Поскольку в составе активного ила преоб­ладают белки, выход газа при его сбраживании оказывается меньшим, чем при сбраживании осадка из первичных отстойников.

Образующийся в метантенках газ состоит в основном из метана — 60—67% и угольной кислоты—30—33%, содержание водорода не пре­вышает 1—2%, азот составляет около 0,5%. Высокое содержание мета­на в газе обусловливается распадом жиров и белков. Углеводы дают газ с большим содержанием угольной кислоты.

Установлено, что полного сбраживания беззольного вещества осад­ка и каждого из его компонентов независимо от условий сбраживания в метантенке добиться невозможно. Все они имеют свой предел сбра­живания, зависящий от их химического состава.

Исследованиями Л. И. Гюнтер установлено, что жироподобные веще­ства осадков городских сточных вод способны распадаться не более чем на 70%, предел распада углеводов равен 62,5%, белков—48%. Пользуясь предельными значениями распада компонентов и данными Родигера, приведенными в табл. 4.31, и зная химический состав осадка, можно подсчитать максимально возможный выход газа с 1 г сбраживае­мого осадка:

А = (1,31-0,7ж)+ (0,71-0,486)4- (0,985- 0,625г/), (4.97)

Где - а—предел сбраживания осадка (выражается в %);

Ж, б, у—содержание соответственно жиров, белков и уг­леводов в 1 г беззольного вещества сбраживае­мого осадка;

1,31; 0,71; 0,985 — масса газа, г, получаемая с 1 г распавшегося ве­щества;

0,7; 0,48; 0,625—пределы сбраживания компонентов в долях еди­ницы.

Состав осадков зависит от состава очищаемой воды, поэтому содер­жание белков, жиров и углеводов в осадках разных станций изменяет­ся в значительной степени, особенно при поступлении в городскую ка­нализацию производственных сточных вод. В зависимости от химиче­ского состава осадков изменяется и предел сбраживания. Например, по данным АКХ, сырой осадок очистной станции г. Ярославля имеет пре­дел сбраживания 36,6%, а для осадка Тушинской станции аэрации г. Москвы эта величина составляет 51 %.

4

Важным фактором, предопределяющим весь ход распада органиче­ского вещества, является доза загрузки. Обычно указываются суточные дозы загрузки по объему и по беззольному веществу.

Доза загрузки по объему выражается в процентах. Она показывает, какую часть от объема метантенка составляет суточный объем загру­жаемого осадка.

• Доза загрузки по объему Д и продолжительность сбраживания П Связаны соотношением: #=100/Д.

Доза загрузки по беззольному веществу Дбз — это масса беззольно­го вещества осадка, кг, подаваемая на 1 м3 объема метантенка в сутки [кг/(м3-сутки)].

В зависимости от влажности и зольности осадка одной и той же объемной дозе могут соответствовать разные значения доз загрузки по беззольному веществу.

Доза загрузки является одним из важнейших технологических пара­метров, определяющих в совокупности с рядом других факторов сте­пень распада органических веществ в метантенке.

В зарубежной литературе процесс брожения в метантенках часто описывается как обычная мономолекулярная реакция. В отечественной практике для математического описания этого процесса наиболее ши­рокое применение нашли прямолинейная и степенная зависимости сте­пени распада беззольного вещества от дозы загрузки метантенков. Влияние других параметров (таких, как влажность, температура, со­став осадка) учитывается введением в уравнение коэффициентов, полу­ченных экспериментально.

На основе обобщения эксплуатационных данных Курьяновской стан­ции аэрации А. А. Карпинским предложены расчетные уравнения и гра­фики (рис. 4.51), связывающие степень распада беззольного вещества Рбз с дозой загрузки Дбз- Уравнение имеет вид

Р6з = аДь*, (4.98)

Где а—величина распада при ДБз=1;

Х— экспериментальный коэффициент;

А и х зависят от температурного режима, влажности и химического состава осадка.

Аналогичные уравнения и соответствующие им графики (рис. 4.52) связывают массу выделившегося газа с дозой загрузки по беззольному веществу.

Рис. 4.51. и 4.52 дают наглядное представление об уменьшении рас­пада и интенсивности газовыделения при возрастании дозы загрузки. Устойчивый процесс брожения в метантенках обеспечивает распад без­зольного вещества в среднем на 40%.

4

55

Рис. 4.52. Выход газа РбЗ, л на 1 кг загру­женного абсолютно су­хого вещества в зависи­мости от дозы его за­грузки Дбз (эксплика­цию см. рис. 4.51)

Академией коммунального хозяйства предложена прямолинейная зависимость

У = (а — пД)/т, (4.99)

Где п — экспериментальный коэффициент, зависящий от влажности и температуры брожения; принимается по табл. 4.32; у—выход газа, м3 на 1 кг загруженного беззольного вещества

(плотность газа принята равной 1). Д — суточная доза загрузки метантенка, % (табл. 4.33).

МЛ

Рис. 4.53. Зависимость распада беззольного вещества осадка от дозы загрузки метантенка и температуры сбраживания 1 — 2=32 ... 35° С; 2 — F=53° С

Графически эта зависимость изображена на рис. 4.53. Прямолиней­ный характер зависимости нарушается по достижении предельных для каждого температурного режима доз нагрузки.

Зависимости, предложенные А. А. Карпинским и АКХ, действитель­ны в определенных интервалах исследованных доз загрузки и не могут быть распространены на широкий диапазон изменения доз, так как те­ряют при этом физический смысл. На наш взгляд, следует стремиться к нахождению кинетических зависимостей, отражающих существо про­цесса и охватывающих максимальное число параметров, влияющих на процесс.

Расчет метантенков

Расход осадка (считая по сухому веществу) Осух, т/сутки, и рас­ход избыточного активного ила #сух, т/сутки, определяют по следующим формулам:

Сэк

О сух =-------- — Q; (4.100)

Сух 1000-1000V '

С( 1 — Э)п — б

Исхх = —----------- --------- Q. (4.101)

Сух 1000-1000

Где С—начальная концентрация взвешенных веществ, мг/л;

Э — эффект задержания взвешенных веществ в первичных отстой­никах в долях единицы; К— коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализа, и принимаемый равным 1,1— 1,2;

Q—средний приток сточных вод на очистную станцию, м3/сутки; п — коэффициент, учитывающий увеличение и неравномерность прироста активного ила в процессе очистки и равный 1,15— 1,25;

Б—вынос активного ила из вторичных отстойников в водоем, мг/л.

Расход беззольного вещества осадка Обз, т/сутки, и избыточного ак­тивного ила Ибз, т/сутки, находят по уравнениям:

0СУХ(100-ВГ)(100-3ОС)

Пнмоо • (4Л02)

= ясух(Ю0-а'г)(Ю0-3ил) (4< 103)

03 100-100 v '

Где вг и в;—гигроскопическая влажность соответственно сырого осадка и избыточного активного ила, % (равна в среднем 5—6%); 30с и Зил — зольность сухого вещества сырого осадка и активно­го ила, % (равна в среднем соответственно 27 и 25%). Расход сырого осадка Voc, м3/сутки, и избыточного активного ила Vuji, м3/сутки, определяется по формулам:

___ 100 осух

(100—Woc) рос ' (4,104)

(4.105)

ИЛ (100 — WaJI) Рил

Где Woc — влажность сырого осадка,% (колеблется от 93 до 95%);

WKJj—влажность уплотненного активного ила, % (изменяется от 96,5 до 97,5%);

Рос и Рил — плотность соответственно сырого осадка и активного ила, которую для упрощения расчетов можно прини­мать равной единице Обший расход сырого осадка и избыточного активного ила будет: по сухому веществу, т/сутки,

Мсух = Осух + Исух; (4 106)

По беззольному веществу, т/сутки,

Мбз = 0бз + Ибз - (4 107>

По расходу смеси фактической влажности, м3/сутки,

Мобщ = ^ос 4- ^ил• (4.108)

Средняя влажность смеси, %, может быть определена по формуле

BCM = 100(l-°^ + ^yx). (4.109)

* ос ~Г У ял 1

Средняя зольность абсолютно сухого вещества смеси, %,

0бз+ Иба

Зс.„ = 100

О сух (100 — Вг)/100 + Исух (100 — В )/100

Объем метантенка, м3, определяется в зависимости от фактической влажности осадка (или смеси осадка с активным илом) по формуле

W = Мобщ-т/Д, (4.111)

Где М0Бщ—количество осадка (или смеси осадка с активным илом), по­ступающего в сутки в метантенк, м3, Д—суточная доза загрузки в метантенк, %, принимаемая по табл. 4.33,

При содержании в осадке СПАВ, превышающем 11—13 мг/г сухого вещества при сбраживании в мезофильных условиях и 6—7 мг/г в тер­мофильных, доза загрузки метантенков, %, рассчитывается по формуле

10 q

Д= -------- . (4.112)

С (100— В) [15] '

Где q—предельно допустимая нагрузка по СПАВ, составляющая для алкилсульфонатов с прямой цепью 40 г/м3, для «мягких» и промежуточных анионоактивных СПАВ—85 г/м3 рабочего объема метантенка в сутки; С — концентрация СПАВ в загружаемом осадке, мг/г; В—влажность загружаемого осадка, %. Выход газа при сбраживании определяется из уравнения (4 99) Ве­личину максимально возможного сбраживания беззольного вещества загрузки а определяют по формуле (4.97).

Таким образом, для расчета метантенков необходимо знать состав осадка. При отсутствии данных о химическом составе можно принимать для осадка из первичных отстойников а0—53%, а для избыточного ак­тивного ила аи=44%.

Величину а для смеси осадка с активным илом следует определять по формуле

°см = (ао °бз + °И Ибэ)/Мб3. (4.113)

Указанный метод расчета основан на данных эксперимента, до­статочно прост и поэтому рекомендуется техническими условиями для проектирования метантенков.

Конструкции метантенков

Метантенки проектируются в виде герметических резервуаров с подвижным (плавающим), и неподвижным перекрытием.

К числу достоинств метантенков с плавающим перекрытием (рис. 4.54) относится их взрывобезопасность, возможность регулирова­ния загрузки и выгрузки осадка по положению плавающего перекры­тия по высоте. Однако применение их ограничено, так как вследствие большого зеркала бродящей массы создаются благоприятные условия для образования корки. Кроме того, при низкой температуре воздуха затрудняется движение плавающего перекрытия по направляющим ро­ликам из-за их обмерзания.

Наибольшее распространение в отечественной практике получили метантенки с неподвижными перекрытиями (рис. 4.55 — 4.57).

На рис. 4.56 представлен метантенк диаметром 24 м и общей высо­той 19,6 м. Полезный объем метантенка 5200 м3, перекрытие полусфери­ческое. В верхней части перекрытия метантенка расположена горловина диаметром 4 м и высотой 2,5 м. Поверхность бродящей массы всегда на­ходится выше основания горловины, вследствие чего площадь свободно­го зеркала в метантенках значительно сокращается. При уменьшении этой площади увеличивается интенсивность газовыделения на единицу площади, что способствует разбиванию корки. При этом площадь гор­ловины резервуара назначается исходя из нагрузки по объему выходя­щего газа — 700—1200 м3/м2 в сутки.

Для сбора газа на горловине метантенка установлены газовые кол­паки высотой 3,8 м. Давление газа в них составляет 3—3,5 кПа.

Отечественный опыт показывает, что отношение диаметра метантен­ка к его глубине должно находиться в пределах 1 : 1—1 :0,8.

Газо- и теплоизоляцию бетонного перекрытия метантенков выполня­ют из четырех-пяти слоев перхлорвиниловой массы, уложенной по бе­тону и покрытой цементной стяжкой. Далее уложен слой шлака толщи­ной 50 см, также покрытый цементной стяжкой, а сверху — трехслойной рулонной кровлей.

С точки зрения режима подачи осадков наиболее рациональной яв­ляется эксплуатация метантенков по прямоточной схеме, при которой загрузка и выгрузка осадка происходит одновременно и непрерывно.

Такой режим создает благоприятные температурные условия в метан - тенке, так как исключается охлаждение бродящей массы от залповых поступлений более холодного сырого осадка и обеспечивает равномер­ное газовыделение в течение суток.

Осадок подается через дозирующую камеру в верхнюю зону метан­тенка и выгружается из конусной части днища. Максимальное удале­ние друг от друга трубопроводов загрузки и выгрузки предотвращает попадание несброженного осадка в выгружаемую массу.

В конструкции метантенков Курьяновской станции аэрации (см. рис. 4.56) предусмотрены трубопроводы, расположенные на разных от­метках по высоте метантенка. Первоначально эти трубопроводы пред­назначались для удаления иловой воды и выгрузки сброженного осад­ка с разных уровней. Однако при высоких дозах загрузки, характерных для метантенков Курьяновской станции, расслоения осадка в них не происходит и иловая вода не отделяется. Кроме того, вместе с осадком из первичных отстойников в метантенк попадает часть песка, не задер­жанного песколовками. Тяжелые минеральные части песка осаждаются на дно и при выгрузке с разных отметок постепенно накапливаются в метантенке, уменьшая полезный объем сооружения. Поэтому в настоя­щее время эти трубопроводы используются в основном для отбора проб с разных уровней и замера температуры по разрезу метантенка.

Метантенки больших размеров получают все более широкое приме­нение. Так, объем каждого резервуара метантенков на очистной стан­ции Могден (Англия) равен 3800 м3, в Буффало (США) —5660 м3, в Детройте (США) —8500 м3.

Крупноразмерные метантенки построены и на Ново-Курьяновской станции аэрации (рис. 4.57).

Осадок в метантенке подогревается, как уже говорилось, различны­ми способами. Подогрев горячей водой и острым паром, циркулирующим в трубчатых теплообменниках, малоэффективен и применяется только для метантенков небольших размеров.

В зарубежной практике получили распространение спиральные теп­лообменники, обладающие большим коэффициентом теплопередачи, чем обычные трубчатые теплообменники. Указанный способ у нас не испытан.

Повсеместное применение в СССР получил способ подогрева осадка острым паром. Пар низкого давления с температурой 100—112° С пода­ется во всасывающую трубу насоса при поступлении и перемешивании осадка или непосредственно в метантенк с помощью эжектирующих уст­ройств; пар может подаваться также в дозирующий приемный колодец.

Пар, смешиваясь с осадком, конденсируется и нагревает его. Наибо­лее распространена подача пара пароструйным инжектором. Инжекто -

1 — загрузочный трубопровод метантенка, 0 219X8; 2—выгрузочные трубопроводы сброженного осадка, 0 219X8, 3 — трубопровод для откачки, 0 273X 8, 4 — труба с бобышкой для термометра, 5 —. всасывающий трубопровод насоса, 0 325X9, 6 — трубопроводы инжекторного подогревателя, 7 — трубопроводы для промывки, 0 219X8

Ры устанавливают в камерах управления по одному агрегату на каж­дый метантенк. Забирая в качестве рабочей жидкости осадок из метан­тенков и подавая смесь этой жидкости и пара снова в метантенк, паровой инжектор обеспечивает и подогрев осадка, и частичное перемеши­вание бродящей массы. Паровые инжекторы, установленные на метан­тенках Курьяновской станции аэрации, оказались удобными и надеж­ными в эксплуатации.

В зимний период инжектор работает в течение 11 —13 ч, а летом — 3—4 ч в сутки. Максимальный расход пара на один инжектор диамет­ром 250 мм составляет 1,2—1,5 т/ч. Давление пара в эксплуатационных условиях колеблется от 0,2 до 0,46 МПа.

Целесообразно перегретый пар подавать в дозирующую камеру. При температуре подогрева осадка в камерах 70—80° С происходит де­гельминтизация осадка, что является обязательным условием в техно­логическом процессе обработки осадков на современных станциях.

При проектировании метантенков необходимо производить их теп­лотехнический расчет и определять баланс тепла, получаемого в резуль­Тате сжигания газа на топливо и расходуемого на возмещение потерь Тепла в метантенке и на другие нужды станции. В метантенках тепло расходуется: а) на непосредственный подогрев загружаемого осадка до необходимой расчетной температуры; б) на возмещение потерь теп­ла, уходящего через стенки, днище и перекрытие метантенка; в) на воз­мещение потерь тепла, уносимого с уходящими газами.

Тепловой поток D, Вт, необходимый для подогрева сырого осадка» определяется по формуле

D (Т — TQ) С, (4.114)

Где Q— расход осадка, кг/ч;

Т— расчетная температура в метантенке, К;

Т0—температура сырого осадка, поступающего в метантенк, К; с— удельная теплоемкость осадка, принимаемая равной 4,2 кДж/(кг-К).

Теплопотери через стенки метантенков определяются по СНиП, а через стенки, заглубленные в грунт, — по формуле

Qx = (T^-TB)KyFt (4.П5)

Где Qj— теплопотери, Вт;

/Су—условный коэффициент теплопередачи, кВт/(м2-К);

F — площадь соответствующей зоны стенки, м2.

Величина /Су зависит от заглубления рассчитываемой зоны стенки и при глубине от поверхности земли до 2 м принимается равной 0,464; от 2 до 4 м —0,232 и от 6 м и выше —0,0696 кВт/(м2-К).

При термофильном процессе сбраживания возрастает расход пара для подогрева осадка. Для уменьшения общего расхода пара может быть применен предварительный подогрев осадка в скрубберной уста­новке или в специальных теплообменниках.

Для обеспечения равномерного подогрева всего осадка и перемеши­вания вновь поступившей его порции со сброженной частью применяют искусственное перемешивание с помощью циркуляционных насосов, на­соса с гидроэлеватором или пропеллерными мешалками. Осадок целе­сообразно перемешивать в течение 2—5 ч в сутки.

Чтобы уменьшить затраты энергии, чаще применяют перемешивание осадка с помощью гидроэлеватора. Гидроэлеватор надежен в эксплуа­тации. Однако коэффициент полезного действия таких установок крайне низкий, поэтому их применяют только для метантенков вместимостью до 1700 м3. Метантенки большей вместимости оборудуют пропеллерны­ми мешалками. В частности, такая мешалка установлена в метантенке Курьяновской станции (см. рис. 4.56). Мешалка имеет диаметр 750 мм, производительность 900 л/с, напор 1,15 ми частоту вращения винта 270 мин-1. Винт насоса 30ПР-70 изготовлен по специальному заказу. При такой производительности мешалки ил, заполняющий весь объем метантенка, перемешивается в течение 2 ч.

Дополнительное перемешивание осадка обеспечивается инжектором, движением более холодного загружаемого осадка сверху вниз и за счет выделения пузырьков газа, обеспечивающих движение частиц осадка в противоположном направлении.

Типовые метантенки с коническими перекрытием и днищем имеют полезную вместимость 500—4000 м3 (табл. 4.34).

Секция метантенков состоит из четырех резервуаров, здания обслу­живания, киоска газовых приборов и проходного туннеля (метантенки диаметром 12,5 м не имеют проходного туннеля).

Загрузка и выгрузка осадка в резервуары производится одновре­менно с помощью камер впу­ска и выпуска, установленных в изолированном помещении, кото­рое относится к категории взры­воопасных. Разрез типового ме­тантенка диаметром 17,5 м при­веден на рис. 4.58.

За рубежом (в частности, в ГДР, Англии) получили распро­странение двухступенчатые ме­тантенки. В первой ступени ме­тантенка происходит интенсив­ное брожение органических ве­ществ осадков, сопровождающее­ся бурным газовыделением и пе­ремешиванием всей толщи осад­ка. Для второй ступени харак­терно затухание газовыделения, Рис. 4.59. Схема открытого метантенка расслоение осадка с образова - второй ступени

НИЄМ СЛОЯ ИЛОВОЙ ВОДЫ. Вторая 1 и 2 — трубопроводы для отвода иловой воды

Г п осадка; 3 и 4 — патрубки соответственно для Ступень, таким образом, ВЫПОЛ- выпуска осадка и иловой воды в приемную

Няет rhvHKTmw лтгглтнитРЛЯ камеру, 5 — трубопровод для подачи осадка

НЯЄІ функции ушішниіелм. из метантенков второй ступени

19—11

Двухступенчатое сбраживание не имеет преимущества в степени распада беззольного вещества по сравнению с одноступенчатыми метан - тенками равного объема, но позволяет примерно вдвое уменьшить объ­ем осадка за счет удаления иловой воды. Двухступенчатое сбраживание обеспечивает более устойчивый процесс в условиях неравномерного притока сточных вод на станцию.

При двухступенчатой схеме для метантенков первой ступени прини­мается мезофильный режим сбраживания. Вторая ступень обычно про­ектируется в виде открытых необогреваемых резервуаров, поэтому при­менение двухступенчатой схемы целесообразно в районах со среднего­довой температурой воздуха не ниже 6° С. Доза загрузки метантенков второй ступени принимается 3—4%.

Метантенки такого типа построены в Лейпциге и Дрездене.

Двухступенчатые метантенки представляют собой земляные резер­вуары, облицованные обычно бетоном или камнем. Глубина резервуаров при небольших их размерах 3—5 м, при больших 5—12 м; крутизна от­косов соответственно 1 : 1,5 или 1 :2. Осадок подается рассредоточенно на половину глубины, а выпуск уплотненного осадка производится с не­скольких уровней и со дна.

Схема открытого метантенка второй ступени представлена на рис. 4.59.

Газовая сеть и газгольдеры

Для транспортирования газа из метантенков прокладывают специ­альную газовую сеть. Вследствие того, что газ поступает из сооружения неравномерно, целесообразно на тупиковых концах сети устраивать аккумулирующие газгольдеры, которые выравнивают давление газа в сети.

Газовую сеть из стальных труб на сварке с усиленной и противокор­розионной изоляцией укладывают ниже глубины промерзания (но не менее 0,9 м) или утепляют (при прокладке по поверхности земли).

Газопроводы рассчитывают по формуле Левина:

О1-75

H = 3,8 ~RsM0-3, (4.116)

Где h—потери напора в газопроводе на участке длины /, м;

Q— расход газа, м3/ч;

D— диаметр трубопровода, см;

S— отношение плотности газа к плотности воздуха, равное: s— = р/1,293; здесь р — плотность газа, кг/м3 при 0°С и давлении 0,1 МПа (значения рколеблются от 0,94 до 1,17 кг/м3).

Газ метантенков по плотности близко подходит к смеси московско­го городского и саратовского газа, что позволяет пользоваться при расчетах всеми исходными данными для этого газа, вводя поправочный коэффициент Ят на температуру:

Кт =(1 +0,00366Г)1,625;

При Т=10° С этот коэффициент составляет 1,072.

Для приема газа из метантенков используют мокрые газгольдеры, каждый из них состоит из резервуара, заполненного водой, и колокола, перемещающегося на роликах по направляющим. Вес колокола уравно­вешивается противодавлением газа. Благодаря этому при изменении объема газа под колоколом давление в газгольдере и газовой сети оста­ется постоянным.

Мокрые газгольдеры сооружаются по типовым проектам, разработан­ным в конструктивной части институтом Проектстальконструкция, а в остальных частях — Научно-исследовательским проектным институтом газовой промышленности.

Вместимость газгольдеров назначается в соответствии с графиком выхода и потребления газа. При отсутствии графика принимается ем­кость, равная 3-часовому притоку газа.

Газ, получаемый в метантенках в результате процесса сбраживания осадка, используется на энергетические нужды канализационных стан­ций: 1) непосредственно в качестве горючего в котлах с газовыми горел­ками, для обогрева метантенков и отопления зданий очистных станций и поселков при них; этот способ использования газа является самым рас­пространенным; 2) в газовых двигателях, приводящих в движение гене­ратор, насосы и воздуходувки; при этом расход газа на 735,5 Вт мощно­сти двигателя составляет для дизелей 0,3—0,6 м3, для карбюраторных, бензиновых или керосиновых двигателей 0,45—0,65 м3; 3) в качестве го­рючего для автомашин и бытового газоснабжения районов путем запол­нения баллонов из газонаполнительной станции.

Метантенки и газгольдеры — сооружения взрывоопасные, поэтому их следует располагать на расстоянии не менее 40 м от основных соо­ружений станции, автомобильных и железных дорог и высоковольтных линий. На огражденной территории метантенков курить и разводить от­крытый огонь запрещается. Во всех помещениях пусковые и токоведу - іцие устройства должны монтироваться во взрывобезопасном исполне­нии. Для проверки наличия газов необходимо пользоваться взрывобезо- пасной шахтерской лампой. Во избежание искрообразования в камерам нужно работать инструментом из цветного металла. Перед спуском в ка­меру необходимо ее проветрить в течение 10—15 мин ручным венти­лятором или компрессором Замерзшие участки газопроводов следует ооогревать паром, горячим песком или горячей водой.