29.3. Анаэробные сбраживатели сточных вод

Метод анаэробного сбраживания сточных вод в метантенках рекомендуется для очистки высококонцентрированных сточных вод с БПКполн=6000—2ФООО мг/л и содержанием минеральных солей не более 30 000 мг/л в качестве первой ступени биологической очистки. При большем загрязнении сточные воды необходимо разбавлять очищенными сточными водами. Для второй ступени очистки сточных вод после анаэробного сбраживания следует применять биологическую очистку в аэротенках в две ступени. Анаэробный распад органических веществ в основном протекает в три стадии:
1) переход высокомолекулярных органических веществ под воздействием экстрацеллюлярных ферментов в субстрат, потребляемый микроорганизмами;
2) кислое сбраживание органических веществ с образованием низкомолекулярных кислот, двуокиси углерода, аммиака, сероводорода и воды;
3) метановое брожение органических веществ с образованием аммиака, метана, свободного азота, сероводорода и воды.

Такое разделение обусловлено тем, что у анаэробных микроорганизмов происходит четкое деление на гетеротрофные кислотообразующие бактерии, которые внеклеточными ферментами осуществляют гидролиз сложных веществ (белков, жиров, углеводов) до мономеров и утилизируют последние с образованием низкомолекулярных кислот, двуокиси углерода, аммиака, сероводорода и воды.

Вторая группа микроорганизмов — метанообразующие бактерии не способны развиваться за счет богатых энергией органических соединений, они используют низкомолекулярные спирты, жирные кислоты, двуокись углерода, т.е. продукты обмена кислотообразующих бактерий.

В условиях установившегося режима сбраживания имеется равновесное состояние между фазами кислого и щелочного брожения.

В метантенках осуществляется лишь неполная очистка, поскольку в анаэробных условиях продуктами окисления органических веществ являются восстановленные соединения (метан, органические кислоты и др.). Как и в аэротенках , часть органических веществ в метантенке окисляется, другая часть расходуется на прирост биомассы активного ила. В результате незначительной энергетической ценности метаболизирующих продуктов при анаэробных процессах прирост биомассы по отношению к количеству потребленного субстрата существенно меньше, чем при аэробных.

Бумаги специальные стоимость универсальная и специальная индикаторная Бумага.

Технологические параметры метантенков можно рассчитывать по идентичным зависимостям, используемым для расчета аэротенков (см. п. 27.1). При этом принимают: скорость окисления 5—6,5 мг БПКполн на 1 г ила в 1 ч; доза ила 20 г/л, зольность ила 0,3.

Прирост ила принимается равным 0,05—0,1 Г/Г СНЯТОЙ БПКполн.

Для увеличения производительности метантенков процесс сбраживания целесообразно вести в две ступени.

В метантенке первой ступени создаются высокие концентрации анаэробного активного ила за счет возврата из метантенка второй ступени. При этом содержание метантенка первой ступени тщательно перемешивается механическим или гидравлическим путем.

Вторая ступень проектируется без перемешивающих устройств. Во второй ступени происходят одновременно окончательный распад, доокисление органических веществ, а также частичное отстаивание и уплотнение анаэробного активного ила, который возвращается на первую ступень — Циркулирующий активный ил составляет 30% расхода сточных вод. При двухступенчатом сбраживании достигается более низкая влажность возвратного анаэробного ила, улучшается работа вторичных отстойников.

Соотношение объемов метантенков первой и второй ступеней следует предусматривать от 1:1 до 3:1, оптимальное соотношение выбирается по конструктивным соображениям.

Для нормального протекания процесса сбраживания в исходной сточной, воде должно содержаться биогенных элементов 2,5 мг азота и 0,5 мг фосфора на каждые 100 мг снятой БПК и поддерживаться рН в метантенке 6,8—7,8.

Обработка сточных вод в метантенках осуществляется при мезофильном режиме сбраживания (температура 35—37° С). Конструктивно метантенки, проектируемые для очистки сточных вод, аналогичны метантенкам, применяемым для сбраживания осадков. При проектировании необходимо предусмотреть: подачу сточных вод и возвратного ила в первую ступень в верхнюю часть метантенка, во вторую ступень — в нижнюю часть; отвод сточных вод из первой ступени метантенков снизу, из второй ступени — сверху; уровень сточных вод в метантенках ниже низа горловины на 0,5 м; механическое или гидравлическое перемешивание в метантенках первой ступени для создания вертикальной скорости 6 м/ч; после метантенков второй ступени — дегазацию сброженных сточных вод и отстаивание сточных вод в течение 2 ч.

Выделяющийся в процессе сбраживания газ содержит до 70% метана, 20% двуокиси углерода, % азота, 2% водорода. Газ отводят через газосборник на специальную свечу или собирают в мокрые, газ-гольдеры.