Анаеробни методи за биохимично третиране - Студопедия

Методите за анаеробна неутрализация се използват за ферментация на седименти, образувани по време на биохимичното третиране на промишлени отпадъчни води, както и първият етап на третиране на много концентрирани промишлени отпадъчни води (БПК общо 4-5 g/l), съдържащи органични вещества, които се унищожават от анаеробни бактерии по време на ферментационни процеси. В зависимост от вида на крайния продукт се разграничават следните видове ферментация: алкохолна, пропионово-кисела, млечнокисела, метанова и др. Крайните продукти на ферментацията са: алкохоли, киселини, ацетон, ферментационни газове (CO2, H2, CH4).

За пречистване на отпадъчни води се използва метанова ферментация. Този процес е много сложен и многоетапен. Неговият механизъм не е окончателно установен. Смята се, че процесът на метанова ферментация се състои от две фази: кисела и алкална (или метанова). В киселинната фаза от сложни органични вещества се образуват нисши мастни киселини, алкохоли, аминокиселини, амоняк, глицерол, ацетон, сероводород, въглероден диоксид и водород. От тези междинни продукти се образуват метан и въглероден диоксид в алкалната фаза. Приема се, че скоростите на трансформациите на веществата в киселата и алкалната фаза са еднакви.

Процесът на ферментация се извършва в биореактори - херметически затворени резервоари, за вкарване на неферментирала и отстраняване на утаената утайка. Оформлението на биореактора е показано на фигура 54.

Фигура 54 - Резервоар за метан

Преди да се подаде в биореактора, утайката трябва да бъде дехидратирана, доколкото е възможно.

Основните параметри на аеробното разграждане са температурата, която регулира интензивността на процеса, дозата на натоварване на утайката и степента на нейното смесване. Процесите на ферментация се извършват при мезофилни (30 - 35 ° C) и термофилни (50 - 55 ° C) условия. Метан танка естоманобетонен резервоар с конусовидно дъно, оборудван с устройство за улавяне и обезвъздушаване на газове, както и оборудван с нагревател и бъркалка. Използват се биореактори с диаметър до 20 m и полезен обем до 4000 m3.

Смесването се извършва с механични бъркалки или хидравлични помпи. Използването на помпи за тази цел се основава на изпомпване на долните слоеве на утайката до върха. Това води до разхлабване на ферментиращата маса, т.к. по време на процеса на смесване се отделя газ. Входът и изходът на валежите се извършва с помощта на помпи.

Метанковете се използват за минерализация на утайки от битови и промишлени отпадъчни води, съдържащи достъпни за микроорганизмите органични вещества.

Не може да се постигне пълна ферментация на органичната материя в биореактора. Всички вещества имат своя граница на ферментация, в зависимост от тяхната химическа природа. Средно степента на разлагане на органичните вещества е около 40%.

За постигане на висока степен на анаеробно разграждане е необходимо да се спазва възможно най-високата температура на процеса, концентрацията на безпепелно вещество над 15 g/l, интензивна степен на смесване, рН на средата 6,8-7,2. Наличието на катиони на тежки метали (мед, никел, цинк) намалява ефективността на ферментацията; излишък на NH4+ йони, сулфиди, някои органични съединения, включително детергенти.

Процесът на ферментация на отпадъчни води се извършва на два етапа. В същото време част от утайката от втория биореактор се връща в първия.В първия етап се осигурява добро смесване.

Основното условие за работата на биореактора е наличието в него на смляна утайка, изобилно населена с микроорганизми, адаптирани към това замърсяване. Разградената утайка се получава по време на пусковия период на пречиствателната станция. За съкращаване на стартапериод зрялата утайка се въвежда в структурата от работещ биореактор или от други източници, например от канализационни кладенци, тъй като прясната утайка ферментира много бавно (до 6 месеца). При съотношение 2:1 зряла утайка към прясна утайка се получава относително бързо адаптиране на микроорганизмите към това замърсяване и рязко намаляване на пусковия период.

Процесите на разлагане протичат най-интензивно при термофилни условия. Термофилните микроорганизми имат много енергичен метаболизъм; процесите на осмотична абсорбция и отстраняване на ненужните вещества от клетките протичат по-бързо, отколкото в мезофилите. По време на термофилна ферментация разлагането на органичните вещества достига 55–65%. Освен това при тези условия патогенната микрофлора на чревната група умира.

Процесите на гниене могат да бъдат ускорени чрез въвеждане на концентрирани "биокатализатори" във ферментиращата маса, които се състоят от смес от ензими, секретирани от бактерии, които разлагат органичната материя.

По време на ферментация в биореактори от един кубичен метър твърда фаза на отпадъчната течност се образуват от 10 до 18 m3 газ, който съдържа средно 63-65% метан, 32-34% CO2. Калоричността на газа е 23 MJ/kg. Изгаря се в пещите на парни котли. Парата се използва за загряване на утайки в биореактори или за други цели.

Утайката на твърдата фаза, която не се разрушава по време на ферментацията, съдържа минерални и органични вещества, необходими за нормалното развитие на растенията, така че може да се използва като тор. Освен това смляната утайка се използва като гориво. За да направите това, той се суши върху легла с утайки и след това се формова в горивни брикети.

Широкото използване на биохимичния метод се дължи на:

Възможността за премахване на различни органични и някоинеорганични съединения, които се намират във водата в разтворено, колоидно и неразтворено състояние, включително токсични.
Опростен хардуерен дизайн.
Сравнително ниски експлоатационни разходи.
Почистване в дълбочина

Недостатъците на метода включват:

Високи капиталови разходи
Необходимостта от стриктно спазване на технологичния режим на почистване.
Токсичен ефект върху микроорганизмите на редица органични и неорганични съединения
Необходимостта от разреждане на отпадъчните води в случай на високи концентрации на примеси.

За да се определи възможността за подаване на промишлени отпадъчни води към биохимични пречиствателни съоръжения, се установява максималната концентрация на токсични вещества, които не влияят на процесите на биохимично окисление и работата на пречиствателните съоръжения. При липса на такива данни, възможността за биохимично окисляване се установява чрез биохимичен показател: със съотношение BOD n / COD>gt; 50% от веществото се поддава на биохимично окисление. В същото време е необходимо отпадъчните води да не съдържат токсични вещества и примеси от соли на тежки метали. Биохимичното пречистване се счита за завършено, ако БПК на отпадъчните води е 20 mg/l.

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: