Анаэробная биологическая очистка

Анаэробная очистка — это анаэробный (в отсутствие кислорода) двухстадийный процесс биохимического превращения органических загрязнений сточных вод в метан и диоксид углерода. На первой стадии под действием бактерий органические вещества сбраживаются до простых органических кислот, на второй стадии эти кислоты уже служат источником питания метанообразующих бактерий.

В зависимости от конечного вида продукта различают спиртовое, пропионовокислое, молочнокислое, метановое брожение и др. Конечными продуктами брожения являются спирты, кислоты, ацетон, газы брожения.

(со₂, Н₂, СН₄).

Метановые бактерии очень чувствительны к колебаниям внешних факторов. Это обстоятельство обусловливает меньшую гибкость и устойчивость анаэробного процесса в сравнении с аэробным и требует строгого контроля и регулировки входных параметров стоков.

Анаэробный процесс метановой ферментации проходит по следующей схеме:

Основная реакция метанообразования.

где Н₂А — органическое вещество, содержащее Н₂.

Метан может образовываться в результате распада уксусной кислоты.

При денитрификации в анаэробных условиях.

Анаэробный процесс денитрификации происходит в две стадии:

При определенных условиях конечным продуктом может быть и аммиак.

Анаэробной очистке могут подвергаться достаточно концентрированные сточные воды с БПК₅ не менее 500—1000 г/м³.

Анаэробные аппараты сложнее по конструкции, чем аэротенки, и более затратные при строительстве, однако дают больший эффект очистки по химической потребности кислорода (ХПК), а также предусматривают утилизацию тепла образующегося биогаза для поднятия температуры собственного процесса.

Обычно анаэробное оборудование применяют для сбраживания осадков первичных отстойников и избыточного активного ила аэробных биохимических систем очистки бытовых стоков и их смесей с промстоками. Используются такие системы и для переработки промышленных и сельскохозяйственных отходов с высоким содержанием твердых веществ.

Метантенк — устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана, работающее по принципу реактора с полным перемешиванием.

Различают метантенки открытого и закрытого типов. В сооружении с неподвижным жестким перекрытием (рис. 5.26) уровень бродящей массы поддерживается выше основания горловины, так как в этом случае зеркало массы мало, велика интенсивность отвода газов и не образуется корка. Для ускорения процесса массу перемешивают и подогревают до 30—40°С (при мезофильном сбраживании) острым паром низких параметров (0,2— 0,46 МПа). Пар подают через инжектор, рабочей жидкостью в котором является сама сбраживаемая масса. Основная циркуляция в метантенке осуществляется пропеллерной мешалкой.

Рис. 5.26. Схема метантенка.

Типовые метантенки имеют полезный объем одного резервуара 1000— 3000 м³. Условно этот объем разделяется на четыре части, имеющие разные функции: объем для образования плавающей корки, объем для иловой воды, объем для собственно сбраживания, объем для уплотнения и дополнительной стабилизации осадка при хранении (до 60 сут).

Возможно, увеличение максимальной дозы загрузки вызовет превышение выноса из сооружения активных бактериальных клеток над их ростом и через определенное время в системе не останется достаточного количества действующих организмов.