Анаеробні методи біохімічного очищення - Студопедія

Анаеробні методи знешкодження використовують для зброджування опадів, що утворюються при біохімічному очищенні виробничих стічних вод, а також як перший ступінь очищення концентрованих промислових стічних вод (БПКполн 4-5 г/л), що містять органічні речовини, які руйнуються анаеробними бактеріями в процесах бродіння. Залежно від кінцевого виду продукту розрізняють такі види бродіння: спиртове, пропіоновокисле, молочнокисле, метанове та ін. Кінцевими продуктами бродіння є спирти, кислоти, ацетон, гази бродіння (СО2, Н2, СН4).

Для очищення стічних вод використовують метанове бродіння. Цей процес дуже складний та багатостадійний. Механізм його остаточно не встановлено. Вважають, що процес метанового бродіння складається з двох фаз: кислої та лужної (або метанової). У кислій фазі зі складних органічних речовин утворюються нижчі жирні кислоти, спирти, амінокислоти, аміак, гліцерин, ацетон, сірководень, діоксид вуглецю та водень. З цих проміжних продуктів у лужній фазі утворюються метан та діоксид вуглецю. Передбачається, що швидкості перетворень речовин у кислій та лужній фазах однакові.

Процес бродіння проводять у метантенках - герметично закритих резервуарах, для введення незброженого та відведення збродженого осаду. Схема метантенка показана малюнку 54.

Малюнок 54 - Метантенк

Перед подачею метантенк осад повинен бути по можливості зневоднений.

Основними параметрами аеробного зброджування є температура, що регулює інтенсивність процесу, доза завантаження осаду та ступінь його перемішування. Процеси зброджування ведуть у мезофільних (30 - 35 ° С) та термофільних (50 - 55 ° С) умовах. Метантенк єзалізобетонний резервуар з конічним днищем, з пристроєм для уловлювання та відведення газу, а також обладнаний підігрівачем і мішалкою. Застосовуються метантенки діаметром до 20 м та корисним об'ємом до 4000 м3.

Перемішування виконується механічними мішалками або гідравлічними насосами. Використання для цього насосів засноване на перекачуванні донних шарів осаду у верхні. Це призводить до розпушування бродячої маси, т.к. у процесі перемішування відбувається виділення газу. Впуск та випуск опадів проводиться за допомогою насосів.

Метантенки застосовуються для мінералізації опадів побутових та виробничих стічних вод, що містять доступні для мікроорганізмів органічні речовини.

Повного зброджування органічних речовин у метантенках не можна досягти. Всі речовини мають свою межу зброджування, що залежить від їхньої хімічної, природи. У середньому рівень розпаду органічних речовин становить близько 40%.

Для досягнення високого ступеня анаеробного зброджування необхідно дотримуватися по можливості високої температури процесу, концентрації беззольного речовини більше 15 г/л, інтенсивного ступеня перемішування, рН середовища 6,8-7,2. Знижують ефективність зброджування при наявності катіонів важких металів (міді, нікелю, цинку); надлишок іонів NH4+, сульфідів, деяких органічних сполук і в тому числі детергентів.

Процес бродіння стічних вод ведуть у два щаблі. При цьому частина осаду з другого метантенка повертають у перший, У першому ступені забезпечують хороше перемішування.

Основною умовою роботи метантенка є наявність у ньому збродженого осаду, рясно заселеного мікроорганізмами, адаптованими до цього забруднення. Зброджений осад одержують у пусковий період очисної споруди. Для скорочення пусковогоперіоду в спорудження вводять зрілий осад з працюючого метантенка або інших джерел, наприклад, з каналізаційних колодязів, так як свіжий осад зброджується дуже повільно (до 6 місяців). При співвідношенні 2:1 зрілого осаду до свіжого відбувається порівняно швидка адаптація мікроорганізмів до забруднення і різкого скорочення пускового періоду.

Найбільш інтенсивно процеси розпаду протікають у термофільних умовах. Термофільні мікроорганізми мають дуже енергійний обмін речовин; процеси осмотичного всмоктування та видалення непотрібних речовин із клітин протікає швидше, ніж у мезофілів. При термофільному бродінні розпад органічної речовини сягає 55 - 65%. Крім того, у цих умовах відбувається відмирання патогенної мікрофлори кишкової групи.

Процеси розпаду можна прискорити введенням у бродячу масу концентрованих «біокаталізаторів», які складаються із суміші ензимів, що виділяються бактеріями, що розкладають органічну речовину.

При бродінні в метантенках з одного кубометра твердої фази стічної рідини утворюється від 10 до 18 м3 газу, що в середньому містить 63-65% метану, 32-34% СО2. Теплотворна спроможність газу 23 МДж/кг. Його спалюють у топках парових казанів. Пар використовують для нагрівання опадів у метантенках або інших цілей.

Осад твердої фази, що не зруйнована при бродінні, містять мінеральні та органічні речовини, необхідні для нормального розвитку рослин, тому його можна використовувати як добриво. Крім того, зброджений осад використовують у вигляді палива. Для цього його підсушують на мулових майданчиках, а потім формують у паливні брикети.

Широке використання біохімічного методу обумовлено:

Можливістю видаляти зі стічних вод різноманітні органічні та деякінеорганічні сполуки, що знаходяться у воді у розчиненому, колоїдному та нерозчиненому стані, у тому числі й токсичні.
Простота апаратурного оформлення.
Щодо невисокими експлуатаційними витратами.
Глибиною очищення

До недоліків методу належать:

Високі капітальні витрати
Необхідність суворого дотримання технологічного режиму очищення.
Токсична дія на мікроорганізми ряду органічних та неорганічних сполук
Необхідність розведення стічних вод у разі високої концентрації домішок.

Для визначення можливості подачі промислових стічних вод на біохімічні очисні споруди встановлюють максимальну концентрацію токсичних речовин, які не впливають на процеси біохімічного окиснення та роботу очисних споруд. За відсутності таких даних можливість біохімічного окислення встановлюється за біохімічним показником: щодо БПК п/ХПК > 50% речовини піддаються біохімічному окисленню. При цьому необхідно, щоб стічні води не містили отруйних речовин та домішок солей важких металів. Біохімічне очищення вважають повним, якщо БПКп стічної води 20 мг/л.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: