Промышленная экология

Для очистки сточных вод используют метановое брожение. Этот процесс  очень сложный и многостадийный. Механизм его окончательно не установлен. Считают, что процесс метанового брожения состоит из двух фаз: кислой и щелочной (или метановой). В кислой фазе из сложных органических веществ образуются низшие жирные кислоты, спирты, аминокислоты, аммиак, глицерин, ацетон, сероводород, диоксид углерода и водород. Из этих промежуточных продуктов в щелочной фазе образуются метан и диоксид углерода. Предполагается, что скорости превращений веществ в кислой и щелочной фазах одинаковы.     

Процесс брожения проводят в метантенках — герметически закрытых резервуарах, для ввода несброженного и отвода сбреженного осадка. Схема метантенка показана на рисунке 54.     

     Рисунок 54 – Метантенк     

Перед подачей в метантенк осадок должен быть по возможности обезвожен.      

Основными параметрами аэробного сбраживания  являются температура, регулирующая интенсивность  процесса, доза загрузки осадка и степень  его перемешивания. Процессы сбраживания  ведут в мезофильных (30 – 35 °С) и термофильных (50 – 55 °С) условиях. Метантенк представляет собой железобетонный резервуар с коническим днищем, снабженный устройством для улавливания и отвода газа, а также оборудованный подогревателем и мешалкой. Применяются метантенки диаметром до 20 м и полезным объемом до 4000 м3.     

Перемешивание производится механическими мешалками  или гидравлическими насосами. Использование  для этой цели насосов основано на перекачивании донных слоев осадка в верхние. Это приводит к рыхлению бродящей массы, т.к. в процессе перемешивания происходит выделение газа. Впуск и выпуск осадков производится с помощью насосов.     

Метантенки применяются для минерализации осадков бытовых и производственных сточных вод, содержащих доступные для микроорганизмов органические вещества.      

Полного сбраживания органических веществ  в метантенках достичь нельзя. Все вещества имеют свой предел сбраживания, зависящий от их химической, природы. В среднем степень распада органических веществ составляет около 40%.     

Для достижения высокой степени анаэробного  сбраживания необходимо соблюдать  по возможности высокую температуру  процесса, концентрацию беззольного  вещества более 15 г/л, интенсивную степень  перемешивания, рН среды 6,8-7,2. Снижают  эффективность сбраживания присутствие катионов тяжелых металлов (меди, никеля, цинка); избыток ионов NH4+, сульфидов, некоторых органических соединений и в том числе детергентов.     

Процесс брожения сточных вод ведут в  две ступени. При этом часть осадка из второго метантенка возвращают в первый, В первой ступени обеспечивают хорошее перемешивание.     

Основным  условием работы метантенка является наличие в нем сброженного осадка, обильно заселенного микроорганизмами, адаптированными к данному загрязнению. Сброженный осадок получают в пусковой период очистного сооружения. Для сокращения пускового периода в сооружение вводят зрелый осадок из работающего метантенка или из других источников, например, из канализационных колодцев, так как свежий осадок сбраживается очень медленно (до 6 месяцев). При соотношении 2 :1 зрелого осадка к свежему происходит сравнительно быстрая адаптация микроорганизмов к данному загрязнению и резкому сокращению пускового периода.