• 5

10.6. АНАЭРОБНЫЕ МЕТОДЫ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Анаэробные методы обезвреживания используют для сбражи­вания осадков, образующихся при биохимической очистке производственных сточных вод, а также как первую ступень очистки очень концентрированных промышленных сточных вод (БПКполп~4—5 г/л), содержащих органические вещества, ко­торые разрушаются анаэробными бактериями в процессах брожения. В зависимости от конечного вида продукта разли­чают следующие виды брожения: спиртовое, пропионовокислое, молочнокислое, метановое и др. Конечными продуктами броже­ния являются: спирты, кислоты, ацетон, газы брожения (СОз, Н2, СН4).

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.

Основная реакция метанообразования может быть записана уравнением (Н2А— органическое вещество, содержащее водо- род):

С02+4Н2А —>- СН4+4А+2Н20.   (11.232)

Возможны и другие реакции (в присутствии и   при отсутствии водорода):

СО+ЗН2 —СН4+Н20,         (П.233)

4С0+2Н20 —ь ЗС02+СН4.           (11.234)

Метан может образовываться в результате распада уксус­ной кислоты:

СН3СООН —ь СН4+С02, С02+4Н2 —*• СН<+2Н20. (11.236)

При очистке сульфатсодержащих промышленных стоков про­цесс протекает при участии сульфатвосстанавливающих бакте­рий:

5AH2+S042- —>- 5A+H2S+4H20.            (11.236)

При денитрификации в анаэробных условиях:

6AHs+2NO,- —*■ 6A+6H20+Nz.   (11.237)

23е

355-

Рис. II-80. Метантенк:

1 — корпус; 2 — труба; 3 — мешалка; 4 — змеевик

При определенных условиях конечным продуктом может быть и аммиак.

Процесс брожения проводят в метантен- ках — герметически закрытых резервуарах, оборудованных приспособлениями для вво­да несброженного и отвода сброженного осадка. Схема метан- тенка показана на рис. 11-80. 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. 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,

Существуют предельно допустимые концентрации токсич­ных веществ, при которых возможно метановое брожение, на­пример:

Вещество Толуол Ацетон Бензол Хром Медь

ПДК, мг/л       (Сг3+/Сг8+)

200     200     200     25/3    25

Процесс брожения сточных вод ведут в две ступени. При этом часть осадка из второго метантенка возвращают в пер­вый. В первой ступени обеспечивают хорошее перемешивание. При сбраживании выделяются газы, которые в среднем содер­жат 63—65% метана, 32—34% С02. Теплотворная способность газа 23 МДж/кг. Его сжигают в топках паровых котлов. Пар используют для нагрева осадков в метантенках или для других целей. Сбраживание в метантенке осадка промышленных сточ­ных вод из-за высокого содержания влаги, солей металлов и детергентов необходимо производить при снижении нагрузки иа 25-50%.

1 г

Осадок

и

Горячая Вода

 

j. , Осадок

—1—— л

Максимально возможное сбраживание беззольного веще­ства осадка (в |%) определяют по формуле

о= (0,92ж+0,62у+0,34б) 100,         (11.238)

а для смеси осадков

«см= (0,53Qc3+0,44C/fl3) [Квэ,     (11.239)

где ж, у, б — содержание соответственно жиров, углеводородов и белков, г/г беззольного вещества осадка; Q6э, £/e3, /Ся:, — образование соответственно беззольного вещества осадка, ила, смеси осадков, т/сут.

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я