На практике можно считать, что из общей массы утилизированных органических веществ образуется 50 % микробной био-массы, т. е. половина органических веществ перегазируется в СО2. Чтобы превратить в газообразные соединения активный ил, образовавшийся при аэробной очистке стоков, обычно в сис-тему очистных сооружений включают стадию анаэробного мета-нового сбраживания. При этом 95 % СВ ила превращается в биогаз.
Чтобы обеспечить в аэротенках интенсивное образование ила и утилизацию органических веществ стоков, важно правильно определить скорость потребления кислорода, что прямо связано со скоростью утилизации органических веществ (u,s) и скоростью накопления активного ила (цт) согласно уравнениям:
Аэротенк
Характеристика и принцип работы
Схема
Коридорный
Работает по принципу вы-теснения. Малоинтенсив-ные; открытые
Стоки
-=j^ 1
Ил ,-Воздух [
^4-t-)-++++fj)
., ,^
ГС
[4+4444444+])
Выход
***
Системы Кессенера
Поверхностный аэратор с Стоки ограниченной глубиной; открытый. Массообмен до 1,8 кг
О2г на 1 кВт-ч из-расходованной электро-энергии
Системы «Симплекс» Турбинный аэратор; от-крытый. Массообмен до 2,3 кг O2 на 1 кВт-ч
Ч
U/4J»
Пневматический с ке- Интенсивная аэрациярамическими воздухе- (требуется компрессор);распределителями открытый
Продолжение
Колонный, башенный Низкая турбидизация сре-или эрлифтный ды (требуется компрес-
сор); закрытый; высота 30--60 м. Малые энерго-затраты (около 0,5 кВт-ч на 1 кг СМ
Инжекционный с ре- Интенсивная аэрация циркуляцией ила и (требуется компрессор); сжиганием органических веществ
Воздух
В биологических фильтрах бактерии находятся в неподвижном состоянии в слизистой пленке, покрывающей крупно-зернистую поверхность наполнителя. Очищаемая вода медленно капает сверху, а в щели между гранулами поступает воздух естественным путем или принудительно (аэрация). Мощность биологических фильтров зависит от площади поверхности напол-нителя.
В биологических прудах колонии микроорганизмов свободно перемещаются в воде. Кислород поступает через водную поверхность или от фотосинтезирующих водорослей и естественным образом медленно растворяется в воде. Микроорганизмы свободно перемещаются в воде. Кислород поступает через водную поверхность или от фотосинтезирующих водорослей и естественным образом медленно растворяется в воде. Концентрация мик-роорганизмов и одноклеточных растений должна быть не слиш-ком высока, иначе на дне прудов появится дополнительный слой осадка, анаэробные процессы гниения начнут преобладать над аэробными, и произойдет вторичное загрязнение воды.
Сейчас у нас и за рубежом широко распространены интенсивные методы очистки сточных вод, когда в водный бассейн вводят большие количества воздуха и непрерывно перемешивают воду вместе с бактериальным илом.
Примеры интенсивной очистки -- система аэрируемых прудов, в которые воздух подают при помощи специальных механических аэраторов, и аэротенки. Последние представляют собой же-лезобетонный или металлический резервуар, в котором непре-рывно происходит перемешивание сточных вод, микробного ила и воздуха. Аэротенки работают в комплекте с отстойниками, где осаждается ил, который накапливается в больших количествах.
На промышленных предприятиях, в том числе относящихся к микробиологической промышленности, в состав очистных сооружений обычно входят следующие узлы (рис. 2): усреднитель стоков для выравнивания концентраций загрязнений и стабилизации потока сточных вод; отстойник для осаждения взвешенных веществ; аэротенк или биофильтр, в котором осуществляется собственно биодеградация органических соединений; регенератор, в котором осуществляется восстановление активно-сти ила; отстойник активного ила.
Наиболее крупномасштабной отраслью российской биотехнологии традиционно является дрожжевая промышленность, поэтому экологи-чески важное значение имеет эффективная очистка стоков дрож-жевых заводов. В стоках гидролизно-дрожжевых заводов повы-шена концентрация фурфурола (до 50 мг/л); в стоках заводов по производству БВК из парафинов повышена концентрация углеводородов до 600 мг/л. БПК стоков микробиологической промышленности достигает 3000 мг/л, содержание взвешенных веществ-- 1000 мг/л; азота -- 250, фосфора (Р2О5] --50 мг/л.
Скорость процесса биодеградации органических веществ в аэротенках зависит от количества активного ила в 1 л объема (обычно от 4 до 10 г/л), а также от массообменных и гидродинамических характеристик аппаратов. Массообмен в аэротенках зависит от системы аэрации, а гидродинамика -- от структуры потоков жидкости и условий микросмешивания в различных зо-нах аэротенка. Аэротенки, как любые химические и биотехнологи-ческие реакторы, можно условно разделить на аппараты вытес-нения и полного смешивания. К аппаратам вытеснения относятся аэротенки коридорного типа. В них происходит достаточно глу-бокая деструкция органических веществ. Процесс можно регули-ровать путем подачи субстрата в различные точки аппарата. Недостаток аэротенков вытеснения -- чувствительность системы к колебаниям нагрузки. Аэротенки полного смешивания обычно используют для очистки стоков с ВПК до 3000 мг/л.
Очистку стоков желательно организовать так, чтобы их можно было использовать на производстве повторно в качестве технической воды. Однако описанная схема этого не обеспечивает, и требуется дополнительно устраивать биологические пруды, населенные водорослями и фауной. Данную проблему можно ре-шить также путем анаэробной детоксикации отдельных соедине-ний.
Активный ил после отстойника имеет влажность 95--99 %, поэтому его обезвоживание на полях фильтрации малоэффектив-но. Активный ил перед фильтрацией рекомендуется обработать флокулянтами, что позволяет заметно уменьшить объем ила и улучшает процесс фильтрации. Финская фирма «Тампелла» рекомендует использовать специальные шнековые прессы «Тасстер», которые уплотняют массу ила до 17--20 % СВ. Актив-ный ил в натуральном виде или после обработки можно ис-пользовать для удобрения лесов, а в ограниченных количествах--для удобрения полей. Однако более рационально ил перерабатывать в биогаз.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8