Инженерное оборудование

Инженерное оборудование зданий и сооружений

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

— процесс перевода органич. в-ва осадка сточных вод в незагнивающую стабилизиров. форму, при этом уменьшается масса осадка вследствие частичного преобразования ,его в биогаз (основную часть к-рого составляет метан), а также снижаются сан. зараженность и выделение неприятных запахов при хранении и утилизации осадков. Одним из первых процессов обработки осадков сточных вод, примененным в начале XX в. за рубежом и в нашей стране, является анаэробное сбраживание, Разложение органич. в-ва в ходе этого процесса выполняется сложным комплексом микроорганизмов, составляющих трофическую цепь первичных и вторичных анаэробов, и включает взаимосвязанные стадии: ферментативный гидролиз нерастворенных сложных органич. в-в (жиров, белков, углеводов) в более простые растворенные (стадия гидролиза); образование из продуктов стадии гидролиза- летучих жирных к-т (уксусной, пропионовой, масляной и др.), аминокислот, спиртов, водорода и диоксида углерода (кислотогенная стадия); превращение продуктов кислото-генной стадии в уксусную к-ту (ацетоген-ная стадия); образование метана из уксусной к-ты (72 %), а также восстановлением диоксида углерода (28%) (метаногенная стадия). Первичные анаэробы осуществляют стадии гидролиза и кислотообразо-вания, вторичные — стадии ацетогенеза и метаногенеза. Для последних питат. и энергетич. субстраты образуются за счет деятельности первичных анаэробов на предшествующих стадиях. Помимо трофич, связей между группами бактерий метанового брожения имеется и чисто физич. связь. Гидролитич. бактериям необходим тесный контакт с твердым гидролизуемым субстратом, а ацетоген-ные и метаногенные бактерии наилучшим образом действуют в тесном пространственном симбиозе, разрыв к-рого, напр. при интенсивном перемешивании, оказывает отрицат. воздействие на эффективность процесса. Бактерии, работающие на разных стадиях, имеют свои морфологич. и физиологич. особенности, выражающиеся в разных скоростях роста, чувствительности к темп-ре, рН, Ог и др.

Наиболее чувствит. к условиям среды метановые бактерии — медленно растущие строгие анаэробы. Даже незначит, отклонения от заданного режима эксплуатации в первую очередь влияют на эту группу бактерий, что может привести к нарушению процесса сбраживания.

Сбраживанию в метантенках, как правило, подвергаются смесь осадка первичных отстойников и избыточный активный ил, существенно различающиеся содержанием основных органич. (жиров, белков и углеводов) и минер, компонентов. В активном иле по сравнению с осадком содержится больше белков и меньше жиров и углеводов. Все кол-во газа, выделяющегося в процессе сбраживания, образуется в результате распада жиров, углеводов и белков, составляющих 65—80% органич. п-ва осадков. Остальные 35—20% (лигнишю-гумусо-вый комплекс) в газообразовании не участвуют. Уд. выход газа при сбраживании жиров в 1,5 раза выше, чем при сбраживании углеводов и белков и соответственно составляет 1,25; 0,79 и 0,7 м3/кг. При С.о., содержащих больше жиров (осадок первичных отстойников), образуется большее кол-во биогаза, чем при Co., содержащих больше белков (активный ил) или углеводов (навоз, растительные отходы). Каждый осадок имеет биоразлагаемую часть или практич. предел сбраживания, характеризуемый макс, выходом биогаза, к-рый зависит от хим. состава осадка идостигаемой степени распада органич. в-в. Предел сбраживания соответствует для органич. в-ва осадков 50—60%, избыточного активного ила — 42—45%. Стабилизиров. являются осадки, степень сбраживания к-рых в метантенке составляет ~ 90% предела сбраживания. Отношение содержания углерода к азоту (C:N) в таких осадках должно составлять 10— 12 по сравнению с 16—19 в несброженных осадках. Для хорошо сброженных осадков характерна бикарбонатная щелочность 2500 мг/л по СаСОз ( 50 мг-экв/л), содержание летучих жирных к-т 200 мг/л по СНзСООН (-3,3 мг-экв/л). Осн. технология. параметрами, определяющими эффективность процесса Co. (степень распада органич. в-ва и выход биогаза), являются темп-pa, продолжительность пребывания осадка в метантенке, нагрузка по органич. в-ву, концентрация загружаемого осадка, режим загрузки и перемешивания. С.о. обычно осуществляют в мезофильной (33—35 С), термофильной (53—55°С) или психрофильной (15— 17 С) зонах. В процессе сбраживания микроорганизмы адаптируются к темп-рному режиму. Кратковременное нарушение его, особенно в сторону уменьшения темп-ры, приводит к торможению стадии метаногенеза из-за высокой чувствит. метаногенных бактерий, накоплению продуктов гидролиза, нарушению трофических связей в микробном сообществе и процесса сбраживания в целом. С уменьшением продолжительности Co., т.е. с повышением дозы загрузки, выход газа с единицы массы органич. в-ва снижается при всех темп-рных режимах, однако при термофильном режиме за счет более высокой скорости процесса это снижение происходит медленнее, чем при мезофилыюм. Обычно метантенки эксплуатируют с дозами загрузки 5—8% в мезофильном режиме (время пребывания 20—12 сут) и 15—18% в термофильном (7—6 сут).

Биогаз, образующийся при сбраживании осадков городских сточных вод, в осн. состоит из метана — 65—70% и диоксида углерода — 25—30%. Биогаз используют в качестве топлива в технологич. котельных очистных сооружений, в двигателях генераторов электрич. и тепловой энергии, для наполнения газовых баллонов автомобильного транспорта, тракторов и др.

 АНАЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ, метановое сбраживание

 МЕТАНТЕНКИ. Конструкции метантенков. Газовая сеть и газгольдеры

 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСАДКОВ, МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ СООРУЖЕНИЯ ...