Сбраживание

Сбраживание — процесс минерализации органических веществ; применяется для стабилизации осадков и предотвращения их загнивания. Оно может осуществляться в результате жизнедеятельности как анаэробных, так и аэробных бактерий. При сбраживании в анаэробных условиях органические вещества распадаются с образованием основных конечных продуктов: метана СН4, двуокиси углерода С02 и воды. Условно принято, что распад происходит в две фазы:
а) гидролиз сложных органических веществ, в результате которого образуются лирные кислоты, спирты, альдегиды и др.;
б) превращение этих промежуточных веществ в метан, двуокись углерода, а также бикарбонаты и карбонаты.

Теоретически распад беззольного вещества и выход газа можно определить по известным формулам. Фактически распад беззольного вещества и выход газа в значительной степени зависят от химического состава сбраживаемого осадка. Выход газа в зависимости от химического состава колеблется от 5 до 20 м3 на 1 м3 осадка. При выходе газа менее 10—12 м3 на 1 м3 осадка баланс тепла получается отрицательным даже при мезофильном сбраживании осадка. При выходе газа менее 5 м3 на 1 м3 осадка сбраживание практически прекращается.

Процесс сбраживания характеризуется составом и объемом выделяющегося газа, щелочностью иловой воды и процентом распада органических веществ осадка. Состав газа, %: метан (СН4) — 60—70, двуокись углерода (С02) — 16—34; азот (N2) — 0— 3; водород (Н2) — 0—3; кислород (02) — 0—0, 3; окись углерода (СО) — 2—4. При нормально протекающем процессе метанового сбраживания иловая вода имеет рН> 7, щелочность 65—90 мг-экв/л, содержит аммонийного азота 400—800 мг/л, жирных кислот до 5—12 мг-экв/л. Газы в основном образуются из углеводов, жиров и белков, которые составляют 80—85% общего количества органических веществ осадка. Наибольшее количество газов образуется вследствие распада жиров. Скорость процесса сбраживания, кроме того, зависит от температуры, дозы загрузки и влажности осадка, между которыми существует прямолинейная зависимость, сохраняющаяся до определенных доз загрузки. При нормальном сбраживании осадка, распадается 25—53% органических веществ.

Анаэробные процессы сбраживания осадков нарушаются вследствие увеличения суточной дозы загрузки, изменения температурного режима и поступления с осадками токсических веществ: ионов тяжелых металлов, сульфидов, цианидов, фенола, моющих средств, соединений мышьяка, хрома и др., а также органических соединений, трудно поддающихся биохимическому разложению.

Применяют два режима сбраживания осадков: мезофильный (33° С) и термофильный (53° С). При термофильном режиме сбраживания обеспечивается дегельминтизация осадка и примерно в 2 раза выше доза загрузки, чем при мезофильном режиме, что позволяет сократить объемы метантенков, в результате чего снижаются капитальные затраты на их строительство.

освежитель воздуха автоматический. https://ppfood.ru/.

Однако для сбраживания в термофильных условиях требуется большой расход тепла, который на станциях аэрации при наличии активного ила, как правило, не покрывается за счет сжигания газа, выделяемого при сбраживании смеси. Кроме того, осадки, сброженные в термофильных условиях, значительно хуже отдают воду и требуют более глубокой подготовки к механическому обезвоживанию.

Так при сбраживании влажность осадков увеличивается до 97%, их объем, несмотря на некоторое уменьшение количества твердой фазы, снижается незначительно, а водоотдача в связи с увеличением количества мелкодисперсных и коллоидных частиц существенно ухудшается.

Для уменьшения объема осадка можно применять двухступенчатое сбраживание, однако и в этом случае для иловых площадок требуются значительные земельные участки.

Метановое сбраживание осадков, получившее широкое распространение отличается чувствительностью к перегрузкам и взрывоопасностью, оно может вызывать отравление людей при утечке газа. Кроме того, при использовании метанового сбраживания повышается сопротивление осадков и требуются значительные капитальные и эксплуатационные затраты. В связи с этим целесообразность применения сбраживания осадков Необходимо устанавливать с уче¬тов свойств осадков, условий утилизации газов и технико-экономических показателей.