Метантенк это – Метантенки. Условия работы метантенка. Эффект сбраживания.

alexxlab
22.06.2017
Комментарии: 0

Содержание

Метантенк – это… Что такое Метантенк?

Метантенк (от англ. methane — метан и англ. tank — резервуар) — устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана.

Назначение

Метантенк является одним из важных элементов очистных сооружений. В отличие от аэротенков в них поступает, как правило, не сама сточная жидкость, а концентрированный осадок, выпадающий в отстойниках. Для малых количеств сточной жидкости (как правило, до 25 м³ в сутки) обычно применяют септики, для средних количеств (до 10 000 м³ в сутки) — двухъярусные отстойники.^[1]

Биологические методы очистки основаны на окислении органических остатков с использованием микроорганизмов. Неперегнивший осадок не может быть утилизован. В метантенках органические остатки переводятся в незагнивающую форму без доступа кислорода. Первые эксперименты по метановому брожению канализационных отходов начались в конце XIX века. В середине 1920-х годов началась промышленная эксплуатация метантенков в Германии, Великобритании, США и СССР

[2].

Конструкция

Конструктивно метантенк представляет собой цилиндрический или реже прямоугольный резервуар, который может быть полностью или частично заглублён в землю. Днище метантенка имеет значительный уклон к центру. Кровля метантенка может быть жёсткая или плавающая. В метантенках с плавающей кровлей снижается опасность повышения давления во внутреннем объёме.

Стенки и днище метантенка выполняются, как правило, из железобетона.

Принцип действия

Сверху в метантенк по трубе поступает осадок и активный ил. Для ускорения процесса брожения метантенк подогревают, а содержимое перемешивают. Подогрев осуществляется водяным или паровым радиатором. В условиях отсутствия кислорода из органических веществ (жиров, белков и т. д.) образуются жирные кислоты, из которых при дальнейшем брожении образуется метан и углекислый газ.

Сброженный ил высокой влажности удаляется из нижней части метантенка и направляется на сушку (например, иловые площадки). Образовавшийся газ отводится через трубы в кровле метантенка. Из одного кубического метра осадка в метантенке получается 12—16 кубометров газа, в котором около 70 % составляет метан.

Шведской фирмой «Альфа Лаваль» выполняются метантенки грушевидной и яйцевидной формы^[2].

Основными технологическими параметрами при расчётах метантенков являются температура во внутреннем пространстве, продолжительность сбраживания, производительность по сухому органическому веществу, концентрация перерабатываемого осадка и режим загрузки. Наибольшее применение нашли мезофильный (при температуре 32—35 °C) и термофильный режим (при температуре 52—55 °C). Мезофильный режим является менее энергоёмким, термофильный позволяет применять метантенки меньшего объёма. За рубежом чаще применяется мезофильный режим. ^[3]

В конце XX века вместо метантенков начали применять механическое обезвоживание и химическое кондиционирование нестабилизированных биологических осадков, однако эти методы энергетически менее выгодны.

Ссылки

↑ Ленский В. А. Водоснабжение и канализация, изд. 4. — М.: Высшая школа, 1969. — 432 с.
↑ ¹ ² Гюнтер Л. Л., Гольдфарб Л. Л. Метантенки. — М.: Стройиздат, 1991. — 128 с.
↑ Яковлев С. В., Карелин Я. А., Жуков А. И., Колобанов С. К. Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е. — М.: Стройиздат, 1975. — 632 с.

dic.academic.ru

Конструкция метантенков

Метантенки представляют собой крупные резервуары с плоским или коническим днищем, выполненным из железобетона или стали. Состоит из двух основных частей – корпуса и купола. Особое внимание уделяется теплоизоляции и обеспечению газонепронецаемости купола. Для обеспечения теплоизоляции наружную поверхность обваловывают грунтом. Либо утепляют различными синтетическими материалами.

1- подача осадка; 2- паровой инжектор;

3 – выпуск сброженного осадка;

4 – опорожнение метантенка;

5 – теплоизоляция; 6 – система сбора

и отвода газа; 7 – циркуляционная труба;

8 – уровень осадка

Основными элементами, обеспечивающими эффективную работу метантенка является:

система подачи исходного осадка и выгрузки сброженного;
система подогрева осадка
система перемешивания бродящей массы
система сбора и отвода биогаза

Система подачи и выгрузки осадка

В зависимости от конструкции метантенка подача осадка на сбраживание может осуществляться либо через общую для всех сооружений загрузочную камеру, либо насосом непосредственно в каждый метантенк. Осадок подают в верхнюю зону, а выгружают с самой нижней точки днища. Чем больше расстояние между подающими и отводящими трубами, тем меньше вероятность попадания несброженного осадка в выгружаемую массу.

Система подогрева осадка

Чаще всего в отечественной практике подогрев осадка осуществляют острым паром. Для этого пар низкого давления с температурой 110-112⁰С подается во всасывающую трубу насоса при подаче или перемешивании осадка, либо непосредственно в метантенк через паровой инжектор.

Система перемешивания бродящей массы

Перемешивание обеспечивает однородность бродящей массы во всем объеме метантенка. При загрузке холодного осадка в верхнюю часть метантенка он как более тяжелый начинает опускаться вниз. Вместе с этим пузырьки выделяющегося газа поднимаются кверху, это обеспечивает перемешивание в вертикальном направлении. Если метантенк оборудован инжектором, то при подаче пара обеспечивается горизонтальное перемешивание. Однако, следует отметить, что это не обеспечивает должного перемешивания, поэтому для интенсификации процесса применяют циркуляционные насосы или мешалки.

Система сбора и отвода биогаза

Для сбора газа на горловине метантенка устраивают газовые колпаки. Для транспортирования газа укладывается специальная сеть из стальных труб с усилинной антикоррозийной обработкой. Процесс выделения газа неравномерен по времени, поэтому для поддержания постоянного давления в газовой сети на ее концах устраивают аккумулирующие емкости, называемые газгольдерами. Газгольдеры представляют сбой резервуар, заполненный водой и колокол, перемещающийся в вертикальном направлении на роликах. Все колокола уравновешиваются давлением газа, благодаря этому давление газа в сети остается постоянным. При невозможности сбора газа предусматривают его сжигание, используя специальное устройство – газовую свечу. В целях пожара и взрыва безопасности газгольдеры и метантенки удаляют от трансформаторных, ЛЭП, котельных и т.д. на расстояние не менее 30 м.

За рубежом получили распространение двухступенчатые метантенки:

– в первой ступени происходят интенсивные брожения органических веществ с бурным газовыделением и интенсивное перемешивание осадка;

– для второй ступени характерно затухание газовыделения и расслоение осадка с образованием слоя надиловой воды.

В качестве первой ступени применяют обычные метантенки с мезофильным режимом сбрасывания, в качестве второй ступени – используют открытые резервуары. Это ограничивает использование такой схемы. Поскольку при температурах ниже 6⁰С процессы брожения практически прекращаются.

газ Ch5

studfiles.net

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 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.

Дополнительно по теме канализация:

СМОТРОВЫЕ КОЛОДЦЫ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ

ПЕРЕПАДНЫЕ КОЛОДЦЫ

ГЛАВНЫЕ И РАЙОННЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

ДВУХЪЯРУСНЫЕ ОТСТОЙНИКИ

Наши дополнительные услуги:

автономная котельная

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

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 Рьэ- 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 Рт и Рбз могут совпадать или значительно отличаться друг от друга. Для метантенков высоконагружаемых Рт обычно больше Рбз-Обратное соотношение Рба>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

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.

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.

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.

Конструкции метантенков

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

К числу достоинств метантенков с плавающим перекрытием ( 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

На 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 метан-тенка 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. 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

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. Инжекторы устанавливают в камерах управления по одному агрегату на каждый метантенк. Забирая в качестве рабочей жидкости осадок из метан-тенков 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.

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. 4.56). Мешалка имеет диаметр 750 мм, производительность 900 л/с, напор 1,15 ми частоту вращения винта 270 мин-1. Винт насоса ЗОПР-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.

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.

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).

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-щие 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.

www.house-heating.msk.ru

Метантенк — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Назначение

Конструкция

Конструктивно метантенк представляет собой цилиндрический или реже прямоугольный резервуар, который может быть полностью или частично заглублён в землю. Днище метантенка имеет значительный уклон к центру. Кровля метантенка может быть жёсткой или плавающей. В метантенках с плавающей кровлей снижается опасность повышения давления во внутреннем объёме.

Стенки и днище метантенка выполняются, как правило, из железобетона.

Принцип действия

Шведской фирмой «Альфа Лаваль» выполняются метантенки грушевидной и яйцевидной формы^[2].

Напишите отзыв о статье “Метантенк”

Ссылки

↑ Ленский В. А. Водоснабжение и канализация, изд. 4. — М.: Высшая школа, 1969. — 432 с.
↑ ¹ ² Гюнтер Л. Л., Гольдфарб Л. Л. Метантенки. — М.: Стройиздат, 1991. — 128 с.
↑ Яковлев С. В., Карелин Я. А., Жуков А. И., Колобанов С. К. Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е. — М.: Стройиздат, 1975. — 632 с.

Отрывок, характеризующий Метантенк

– Друг мой, голубушка… маменька, душенька, – не переставая шептала она, целуя ее голову, руки, лицо и чувствуя, как неудержимо, ручьями, щекоча ей нос и щеки, текли ее слезы.
Графиня сжала руку дочери, закрыла глаза и затихла на мгновение. Вдруг она с непривычной быстротой поднялась, бессмысленно оглянулась и, увидав Наташу, стала из всех сил сжимать ее голову. Потом она повернула к себе ее морщившееся от боли лицо и долго вглядывалась в него.
– Наташа, ты меня любишь, – сказала она тихим, доверчивым шепотом. – Наташа, ты не обманешь меня? Ты мне скажешь всю правду?
Наташа смотрела на нее налитыми слезами глазами, и в лице ее была только мольба о прощении и любви.
– Друг мой, маменька, – повторяла она, напрягая все силы своей любви на то, чтобы как нибудь снять с нее на себя излишек давившего ее горя.
И опять в бессильной борьбе с действительностью мать, отказываясь верить в то, что она могла жить, когда был убит цветущий жизнью ее любимый мальчик, спасалась от действительности в мире безумия.
Наташа не помнила, как прошел этот день, ночь, следующий день, следующая ночь. Она не спала и не отходила от матери. Любовь Наташи, упорная, терпеливая, не как объяснение, не как утешение, а как призыв к жизни, всякую секунду как будто со всех сторон обнимала графиню. На третью ночь графиня затихла на несколько минут, и Наташа закрыла глаза, облокотив голову на ручку кресла. Кровать скрипнула. Наташа открыла глаза. Графиня сидела на кровати и тихо говорила.
– Как я рада, что ты приехал. Ты устал, хочешь чаю? – Наташа подошла к ней. – Ты похорошел и возмужал, – продолжала графиня, взяв дочь за руку.
– Маменька, что вы говорите!..
– Наташа, его нет, нет больше! – И, обняв дочь, в первый раз графиня начала плакать.

Княжна Марья отложила свой отъезд. Соня, граф старались заменить Наташу, но не могли. Они видели, что она одна могла удерживать мать от безумного отчаяния. Три недели Наташа безвыходно жила при матери, спала на кресле в ее комнате, поила, кормила ее и не переставая говорила с ней, – говорила, потому что один нежный, ласкающий голос ее успокоивал графиню.
Душевная рана матери не могла залечиться. Смерть Пети оторвала половину ее жизни. Через месяц после известия о смерти Пети, заставшего ее свежей и бодрой пятидесятилетней женщиной, она вышла из своей комнаты полумертвой и не принимающею участия в жизни – старухой. Но та же рана, которая наполовину убила графиню, эта новая рана вызвала Наташу к жизни.
Душевная рана, происходящая от разрыва духовного тела, точно так же, как и рана физическая, как ни странно это кажется, после того как глубокая рана зажила и кажется сошедшейся своими краями, рана душевная, как и физическая, заживает только изнутри выпирающею силой жизни.
Так же зажила рана Наташи. Она думала, что жизнь ее кончена. Но вдруг любовь к матери показала ей, что сущность ее жизни – любовь – еще жива в ней. Проснулась любовь, и проснулась жизнь.
Последние дни князя Андрея связали Наташу с княжной Марьей. Новое несчастье еще более сблизило их. Княжна Марья отложила свой отъезд и последние три недели, как за больным ребенком, ухаживала за Наташей. Последние недели, проведенные Наташей в комнате матери, надорвали ее физические силы.
Однажды княжна Марья, в середине дня, заметив, что Наташа дрожит в лихорадочном ознобе, увела ее к себе и уложила на своей постели. Наташа легла, но когда княжна Марья, опустив сторы, хотела выйти, Наташа подозвала ее к себе.

wiki-org.ru

Исследование способов перемешивания в метантенках

Метантенк – это железобетонный резервуар значительной ёмкости для биологической переработки (сбраживания) с помощью бактерий и др. микроорганизмов в анаэробных условиях (без доступа воздуха) органической части осадка сточных вод.

Метантенки служат для обеспечения свойств стабильности (незагниваемости) осадка при длительном его хранении либо обезвоживании в естественных условиях. Одновременно решается задача подготовки осадка к внесению в почву, так как после сбраживания усвоение элементов осадка растениями улучшается. Распад органических веществ протекает в 2 фазы. В первой фазе из углеводов, жиров и белков образуются жирные кислоты, водород, аминокислоты и пр. Во второй — происходит разрушение кислот с образованием преимущественно метана и углекислого газа.

Биологический процесс трансформации органических веществ при сбраживании осуществляется комплексом микроорганизмов, ведущая роль в котором принадлежит группе метанообразующих бактерий. Культивирование микроорганизмов этой группы представляет основную задачу службы эксплуатации. Устойчивый ход процесса обеспечивается выполнением ряда режимных параметров, важнейшими из которых являются нагрузка, сохранение и воспроизводство биомассы, условия перемешивания и поддержания температуры бродящей массы.

Различают мезофильное (при температуре 30—35 °С) и термофильное (при температуре 50—55 °С) сбраживание. При термофильном сбраживании процесс распада проходит быстрее, но сброженный осадок хуже отдаёт воду. Смесь газов, выделяющихся при сбраживании, состоит преимущественно из метана (до 70%) и углекислого газа (до 30%), и именуется общим понятием «биогаз».

Биогаз является высококачественным и полноценным носителем энергии и может многосторонне использоваться как топливо в домашнем хозяйстве и в предпринимательстве для приготовления пищи, производства электроэнергии, отопления помещений, кипячения, сушки и охлаждения.

Биогаз используют в качестве топлива для производства электроэнергии, тепла или пара, а также в качестве автомобильного топлива. Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании. Биогаз составляет до 18 процентов общего энергобаланса этой страны. По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия, здесь их 8 миллионов. Вообще не менее половины птицеферм Западной Европы отапливается биогазом.

А в Индии, Вьетнаме, Непале и других развивающихся странах строят малые, односемейные биогазовые установки. Получаемый в них газ используется для приготовления пищи. Больше всего малых биогазовых установок в Китае. Еще в конце 1990 годов их там насчитывалось более 10 миллионов. Ежегодно все это оборудование производит около 7 миллиардов кубометров биогаза, что обеспечивает топливом примерно 60 миллионов крестьян. В конце 2006 года в Китае действовало уже около 18 миллионов биогазовых установок. И сегодня их применение позволяет заменить 10,9 миллиона тонн условного топлива. В Индии с 1981 по 2006 год было установлено 3,8 миллиона малых биогазовых установок. В Непале существует программа поддержки развития биогазовой энергетики, благодаря которой в сельской местности этой страны к концу 2006 года было создано более 100 тысяч малых биогазовых установок.

Рис.1 Блок-схема типовой биогазовой установки

Перемешивание осадка осуществляется с целью выравнивания его состава (как средство борьбы с расслоением массы, образованием корки, равномерным распределением свежего осадка, ликвидации градиента температуры в процессе подогрева). Местные переуплотнения осадков до влажности порядка 90 % приводят к ухудшению выхода газа из микрообъемов, торможению брожения продуктами метаболизма микроорганизмов и т. п. явлениями. Длительность и интенсивность перемешивания выбирают по условиям загрузки и выгрузки осадка, предпочитая проводить загрузку и выгрузку в условиях вытеснительного режима (во избежание проскока несброженного осадка), а подогрев бродящей массы — при интенсивном перемешивании. Формирование графика загрузки, выгрузки, подогрева и перемешивания осадка целесообразно проводить в увязке с узлом обезвоживания осадков, с работой первичных отстойников и илоуплотнителей. Обычно применяют трех- или четырехкратную выгрузку осадка из первичных отстойников, что и определяет цикличность операций на метантенках.

Для увеличение объёма образовываемого биогаза процессы сбраживания в метантенке необходимо интенсифицировать.

Эффективность перемешивания биомассы в биореакторе — один из основных параметров, влияющих на работу биогазовой установки.

Перемешивание содержимого метантенка необходимо проводить с целью обеспечения эффективного использования всего объёма метантенка, исключения образования мертвых зон, предотвращения расслоения осадка, отложения песка и образования корки, выравнивания температурного поля. Также перемешивание способствует выравниванию концентраций метаболитов, образующихся в процессе брожения и являющихся промежуточными субстратами для микроорганизмов или ингибиторами их жизнедеятельности, а также концентрации токсичных веществ, содержащихся в загружаемом осадке, поддержанию тесного контакта между бактериальными ферментами и их субстратами и т.д. Таким образом, перемешивание предназначено для поддерживания однородности среды.

Перемешивание ила в метантенке может осуществляться несколькими способами (рис. 2):

– гидроэлеваторами, в которых рабочей жидкостью служит осадок, подаваемый насосом из нижней зоны метантенка;

– пропеллерными мешалками (в вертикальном направлении), которые размещаются в центральной трубе в середине метантенка;

– насосами без гидроэлеваторов;

– рециркуляцией газов брожения при помощи компрессоров;

– при помощи устройств для подогревания осадка (паровыми инжекторами). Одновременно происходит подогрев содержимого метантенка острым паром.

Для перемешивания биомассы в метантенке часто используются механические мешалки. Подобные мешалки достаточно эффективны в небольших реакторах при переработке тяжелых субстратов. Однако если используются субстраты с малой вязкостью, да к тому же содержащие мало веществ, склонные к осаждению или образованию плавающей корки, то механические перемешивающие устройства применяют и в относительно крупных реакторах.

Конечно, механические мешалки наиболее практичны для простых небольших биогазовых установок, используемых в индивидуальных хозяйствах. В качестве такой мешалки может служить, например, обычный вал с лопатками, приводящийся в движение «от руки».

Недостатком такого способа является его малая интенсивность, однако, она вполне оправдана отсутствием энергозатрат.

Рассмотрим гидравлические способы перемешивания. Общим приемом для установок подобного типа является забор жидкости с поверхности массы и нагнетание ее в более глубокие слои. Содержимое крупных реакторов, особенно цилиндрической формы, перемешивают с помощью потоков (струй) жидкости, поступающей в реактор. Различие гидравлических способов состоит в способе нагнетания. Простейший способ —непосредственное перекачивание насосом (Рис. 3а).

Рис.3. Конструкции метантенков с различными системами гидравлического перемешивания.

А –Метантенк с простым механическим перемешиванием, Б – Метантенк с выносными циркуляционными трубами, В- метантенк с газовым перемешиванием и нижним размещением форсунок, Г – метантенк с газовым перемешиванием и верхним размещением форсунок.

Более сложные конструкции оборудованы выносными циркуляционными трубами, в которых установлены мешалки (Рис. 3б)

Распространены также газовые способы, когда часть выработанного газа откачивается из реактора, сжимается компрессором и нагнетается в аппарат для организации барботажа.

Газ может нагнетаться через дно, боковую стенку или купол. Каждый из этих способов имеет определенные недостатки. При размещении форсунок в дне резервуара или в нижней части боковой стенки (Рис. 3в), невозможным представляется их ремонт и замена без остановки и осушения реактора. При верхнем размещении оборудования (Рис. 3г) утяжеляется купол и усложняется его демонтаж.

Однако, газовые способы являются наиболее эффективными, потребление энергии при этом меньше, чем у гидравлических устройств.

Итак, способы перемешивания без приложения энергии применимы для малых биореакторов, в то время как остальные могут служить и для средних. Возможность, и, в особенности, необходимость установки перемешивающего устройства определяется, в первую очередь, целевым продуктом, требованиям к продуктивности и бесперебойности подачи газа.

Литература:

1. Л.И. Гюнтер, Л.Л. Гольдфарб. Метантенки.– М.: Стройиздат, 1991. – 128 с.: ил.; 22см. – (Охрана окружающей природной среды). – ISBN 5274003230: 1.90 р.

2. Баранова И.Г., Мелай Е.С. О перемешивании биомассы, как методе повышения продуктивности метантенка НТУУ «КПИ»

3. В.Д.Дмитриев, Д.А. Коровий, А.И. Кораблев, Г.П.Медведев и др. «Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения» Справочник – Стройиздат, Ленинградское отделение, 1976

4. http://ws-54.ru/page/site-map/

5. www.ntpo.com

moluch.ru

Метантенк — Википедия. Что такое Метантенк

Метантенк на недостроенных очистных сооружениях в Калининграде

Метантенк (от англ. methane — метан и англ. tank — резервуар) — устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана.

Назначение

Конструкция

Конструктивно метантенк представляет собой цилиндрический или реже прямоугольный резервуар, который может быть полностью или частично заглублён в землю. Днище метантенка имеет значительный уклон к центру. Кровля метантенка может быть жёсткой или плавающей. В метантенках с плавающей кровлей снижается опасность повышения давления во внутреннем объёме.

Стенки и днище метантенка выполняются, как правило, из железобетона.

Принцип действия

Шведской фирмой «Альфа Лаваль» выполняются метантенки грушевидной и яйцевидной формы^[2].

Ссылки

↑ Ленский В. А. Водоснабжение и канализация, изд. 4. — М.: Высшая школа, 1969. — 432 с.
↑ ¹ ² Гюнтер Л. Л., Гольдфарб Л. Л. Метантенки. — М.: Стройиздат, 1991. — 128 с.
↑ Яковлев С. В., Карелин Я. А., Жуков А. И., Колобанов С. К. Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е. — М.: Стройиздат, 1975. — 632 с.

wiki.sc

метантенк – это… Что такое метантенк?

Метантенк — (от англ. methane метан и англ. tank резервуар) устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана. Содержание 1 Назначение 2 Конструкция … Википедия

МЕТАНТЕНК — большой резервуар для переработки анаэробными микроорганизмами избытка активного ила, образующегося при биологической очистке сточных вод. Экологический словарь, 2001 Метантенк большой резервуар для переработки анаэробными микроорганизмами… … Экологический словарь

МЕТАНТЕНК — (метантанк) резервуар вместимостью до нескольких тыс. м&sup3 для биологической переработки (сбраживания при температурe 27 55 .С) с помощью бактерий и др. микроорганизмов органического осадка сточных вод … Большой Энциклопедический словарь

метантенк — метантанк – резервуар большой емкости, сооружаемый на станциях биологической очистки сточных вод. Служит для переработки в анаэробных условиях при оптимальной температуре 25–27 °C органических осадков сточных вод, биомассы активного ила.… … Словарь микробиологии

метантенк — сущ., кол во синонимов: 2 • метантанк (2) • метантенок (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

МЕТАНТЕНК — Большой резервуар для переработки анаэробными микроорганизмами избытка активного ила, образующегося при биологической очистке сточных вод Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов

метантенк — Сооружение для анаэробного сбраживания осадка сточных вод, а также высококонцентрированных сточных вод при повышенных температурах [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики водоснабжение и… … Справочник технического переводчика

метантенк — 22 метантенк: (Нрк. ферментер, биореактор): Резервуар, в котором осуществляется метановое брожение органического вещества биоотходов. Источник: ГОСТ Р 52808 2007: Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

метантенк — (метантанк), резервуар вместимостью до нескольких тысяч м3 для биологической переработки (сбраживания при температуре 27 55°C) с помощью бактерий и других микроорганизмов органического осадка сточных вод. * * * МЕТАНТЕНК МЕТАНТЕНК (метантанк),… … Энциклопедический словарь

МЕТАНТЕНК — сооружение для анаэробного сбраживания осадка сточных вод, а также высококонцентрированных сточных вод при повышенных температурах (Болгарский язык; Български) метантанк (Чешский язык; Čeština) vyhnívací nádrž (Немецкий язык; Deutsch)… … Строительный словарь

метантенк — metantankas statusas T sritis chemija apibrėžtis Anaerobinės fermentacijos ar biodujų gamybos iš organinių atliekų reaktorius. atitikmenys: angl. digester; digestion tank; methane tank rus. метантанк; метантенк … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

dic.academic.ru

Метантенк это – Метантенки. Условия работы метантенка. Эффект сбраживания.

Метантенк – это… Что такое Метантенк?

Назначение

Конструкция

Принцип действия

Ссылки

Конструкция метантенков

Система подачи и выгрузки осадка

Система подогрева осадка

Система перемешивания бродящей массы

Система сбора и отвода биогаза

МЕТАНТЕНКИ

Принцип работы метантенков

Конструкции метантенков

Газовая сеть и газгольдеры

Метантенк — Википедия (с комментариями)

Назначение

Конструкция

Принцип действия

Напишите отзыв о статье “Метантенк”

Ссылки

Отрывок, характеризующий Метантенк

Исследование способов перемешивания в метантенках

Метантенк — Википедия. Что такое Метантенк

Назначение

Конструкция

Принцип действия

Ссылки

метантенк – это… Что такое метантенк?

Добавить комментарий Отменить ответ