Аэробная стабилизация осадка
Процесс аэробной стабилизации осадка значительно проще и без- опаснее анаэробных процессов и конструктивно, и в эксплуатации. Аэробная стабилизация осуществляется в резервуарах типа аэротенков при длительной аэрации осадка воздухом.
При аэробной стабилизации осадки приобретают хорошую водо- отдачу. Стабилизации подвергаются, как правило, активный ил или смесь активного ила с осадком первичных отстойников.
Процесс при температуре около 20 °С длится от 2 до 15 суток в зависимости от вида осадка. При изменении температуры на 10 °С ана- логично другим биологическим процессам продолжительность стаби- лизации изменяется в 2-2,5 раза. Длительность процесса зависит от со- става осадка, температуры, интенсивности аэрации и необходимой степени распада органического вещества для получения максимальной зольности и улучшения водоотдачи. Распад органического вещества колеблется в широких пределах в зависимости от свойств осадка: от
5% до 50%.
Расход воздуха, подаваемого в аэробные стабилизаторы, прини- мается 1-2 м3/ч на 1 м3объема стабилизатора. Интенсивность аэрации - не ниже 6 м3/(м2ч) для поддержания осадка во взвешенном состоянии.
Объем аэробного стабилизатора для активного ила (W) определя-
ется из соотношения:
W=GT/C,
где G - суточное количество сухого вещества осадка, подаваемого
в стабилизатор, т/сут;
Т - требуемая продолжительность сбраживания, сут;
С - концентрация сухого вещества, поддерживаемая в соо-
ружении, т/м3.
Для увеличения концентрации осадка в стабилизаторе выделяется успокоительная зона, из которой отводится иловая вода. Более высо- кой концентрации (до 20 г/л) можно достичь сочетанием аэробного стабилизатора и уплотнителя, связанных аналогично аэротенку и вто- ричному отстойнику системой возврата осадка. Влажность осадка по- сле аэробной стабилизации 98%-99%, а из уплотнителя - 96,5%-97%.
Метановое брожение (биометаногенез)
Биометаногенез, или метановое «брожение» – давно известный процесс превращения биомассы в энергию. Он был открыт в 1876 г. Вольтой, установившим наличие метана в болотном газе. Биогаз, по- лучаемый из органического сырья, в ходе биометаногенеза при уча- стии смешанной микробной ассоциации, представляет собой смесь из
65%-75% метана и 20%-35% углекислоты, а также незначительных ко- личеств сероводорода, азота, водорода. Теплотворная способность биогаза зависит от соотношения метана и углекислоты и составляет
5 ккал/м3 - 7 ккал/м3.
Неочищенный биогаз используют в быту для обогрева жилищ и приготовления пищи, а также применяют в качестве топлива в стацио- нарных установках, вырабатывающих электроэнергию. Компримиро- ванный газ можно транспортировать и использовать (после предвари- тельной очистки) в качестве горючего для двигателей внутреннего сго- рания.
Толчком к созданию данного эффективного биотехнологического направления послужил энергетический кризис, разразившийся в сере- дине 70-х гг. Производство биогаза стало одним из основных принци- пов энергетической политики ряда стран тихоокеанского региона: Ки- тая, Индии, Филиппин, Израиля, латинской Америки, в 70-е годы ин-
терес проявили страны Европы, особенно ФРГ, Франция и страны Аф- рики. Производство биогаза путем метанового брожения отходов – од- но из возможных решений энергетической проблемы в большинстве сельских районов развивающихся стран. Метаногенные ассоциации с успехом используют для очистки сточных вод от органических соеди- нений с одновременным получением высококалорийного топлива.
Этапы метанового брожения
Этапы анаэробного метанового брожения можно схематически представить следующим образом
Биополимеры (углеводы, липиды, белки)
Органическиекислоты,спирты,NH3,CO2,
H2
Ацетат,формиат,CO2,H2
Биогаз(СН4,CO2 )