Анаэробный распад загрязнений в искусственных условиях

<33 34 35 363738 39 >

В искусственных очистных сооружениях для анаэробного распада загрязнений сточных вод (метантенках, септиктенках и двухъярусных отстойниках) осуществляется биологическая обработка твердой фазы сточных вод, состоящей в основном из осадков (с решеток и первичных отстойников), а также избыточного ила и биопленки (из сооружений аэробной биологической очистки – биофильтров и аэротенков). В метантенках осуществляется только сбраживание осадков из первичных отстойников, избыточного активного ила и биопленки. Септиктенки и двухъярусные отстойники предназначены для одновременного осаждения взвешенных веществ из сточной жидкости и анаэробного разложения выпавшего осадка. При разложении осадков различают две фазы: кислую (водородную) и щелочную (метановую).

Кислая фаза. Углеродсодержащие вещества расщепляются с образованием летучих кислот жирного ряда (уксусной, молочной, масляной и др.), спиртов, ацетона, диоксида углерода, водорода. Азотсодержащие органические вещества разлагаются с образованием аминокислот, аммиака, азота, серосодержащие - с образованием сероводорода. В этих процессах принимают участие комплекс анаэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, среди которых молочнокислые, пропионовокислые, маслянокислые, целлюлозоразлагающие, аммонифицирующие, денитрифицирующие, десульфатирующие.

Щелочная фаза. В основном протекают процессы, связанные с накоплением метана. При участии анаэробных метановых бактерий происходит метановое брожение (сбраживание накопившейся в первой фазе уксусной кислоты) с образованием метан и диоксид углерода. Кроме того, метан образуется в результате восстановления СО₂, когда донором водорода служит либо масляная кислота, либо молекулярный водород (продукты разложения веществ в кислой фазе).

Метантенк. Представляет собой закрытую камеру различной конструкции, загружаемую иловыми осадками из отстойника. Процесс интенсифицируется благодаря энергичному перемешиванию и искусственному подогреву этой массы до 30…35^оС, вследствие чего в ней развивается огромное количество мезофильных микроорганизмов, осуществляющих распад органического вещества иловых осадков (рисунок 6.2 -А).

Повышение температуры до 50…55^оС ускоряет распад и делает его более глубоким вследствие благодаря развитию термофильных анаэробных микроорганизмов. Выделяемый метантенками газ не 60…65% состоит из метана, который может быть использован как горючий газ. Остаток твердой фазы, не разрушаемый при брожении, называется сброженным осадком, или септическим илом, используется в виде удобрения, а спрессованный в виде брикетов – как топливо.

Септиктенк (перегниватель). Представляет собой горизонтальный отстойник, через который медленно протекает сточная жидкость (рисунок 6.2 -Б). Выпадающий осадок перегнивает в течение длительного времени. Выделяющиеся при разложении осадка газы брожения поднимаются в виде пузырьков и увлекают в верхние слои частицы осадка, слипающиеся и образующие на поверхности септиктенка корку, которая затем уплотняется, и на ней поселяются разнообразные плесневые грибы. Создаются условия для развития микроорганизмов, осуществляющих анаэробное разложение органической части осадка.

А Б

Рисунок 6.2 – Схемы метантенка (А) и септиктенка (Б)

Двухъярусные отстойники,или эмшеры (эмшерские бассейны). Сточная жидкость протекает с небольшой скоростью по осадочным желобам, взвешенные частицы осаждаются, проваливаются через щели и попадают в нижнюю септическую часть отстойника, где происходит их биохимический распад. Перегнивший ил периодически выводится со дна отстойника через иловую трубу, а на его место поступает ил вышележащего слоя (рисунок 6.3).