Технические науки/ 5. Энергетика

Баранова І.Г.

НТУУ «КПІ»

Дослідження процесів анаеробного зброджування стічних вод на інертних носіях

Анаеробне зброджування стічних вод є актуальним та перспективним методом утилізації комунальних та промислових стоків, який дозволяє очищувати води від органічних домішок, отримуючи газоподібне паливо. Такий спосіб можна використовувати для очищення висококонцентрованих стічних вод, комбінуючи його із наступним аеробним очищенням [1].

Анаеробне зброджування є процесом перетворення органічних речовин у метан та вуглекислий газ специфічною мікробною асоціацією. Особливістю метаногенної асоціації є здатність до самовільної іммобілізації. Відомо, що Саме цю здатність доцільно використати для підвищення продуктивності та якості обробки стоків. Дослідження життєдіяльності іммобілізованих біоценозів свідчить про те, що у порівнянні із зрідженими або нерухомими біоценозами, кількість мікроорганізмів є набагато більшою, при цьому видовий склад різноманітніший, а вік асоціації набагато вищий [2].

Стічні води подаються у метантенк МТ2 із напірного баку Б1 ємністю 80 л, рівень рідини в баці контролюється покажчиком рівня. Рідина з баку до метантенку переливається самотоком. На ділянці трубопроводу між баком та метантенком встановлено витратомір.

Метантенк МТ2 – резервуар із корпусом у формі паралелепіпеда і призматичним днищем об’ємом 25 л. Стічні води подаються в нижню частину метантенка. Для підтримання належного температурного режиму в днищі метантенка встановлено термостат, контролюється температура рідини на вході і виході з апарату. Температура стічних вод в метантенку має підтримуватись на рвні від 33 до 38 ºС. В корпусі метантенка встановлено рамку із інертним носієм. Носій виконаний у вигляді листів із відходів пластичних мас. Листи, закріплені на металевій або пластмасовій рамі,

Рисунок 1 – Схема дослідної установки

Б1-бак напірний; МТ2-метантенк; ЗРЗ-збірник освітленої рідини;ЗГ4-збірник біогазу; Г5-газгольдер; В-вентильзапірний; Кз- клапан запобіжний.

утворюють решітку, крізь яку піднімається потік стічних вод. На першому етапі роботи метантенка на листах відбувається іммобілізація асоціації метаногенів та зонування площі носіїв Метантенк обладнано запобіжним клапаном, тиск над поверхнею рідини контролюється манометром.

Очищена вода видаляється через бічну стінку корпусу і поступає до збірника рідини ЗР3. З метою підтримання анаеробних умов в метантенку, збірник рідини виконано із гідрозатвором.

Біогаз із парами рідини надходить до збірника для очищення біогазу ЗГ4. В збірнику підтримується визначений рівень рідини для запобігання проникнення повітря в метантенк. Крім того, рідина виконує очисну функцію – проходячи крізь шар рідини, біогаз очищується від парів стічних вод та інших домішок.

Очищений біогаз потрапляє у газгольдер – резервуар для накопичення біогазу. Газгольдер розділено на дві частини еластичною перегородкою, в нижню частину подається біогаз, верхня частина має відкритий отвір і заповнена повітрям. При збільшенні об’єму біогазу, еластична перегородка вигинається, витискаючи повітря. Поступово весь об’єм газгольдера заповнюється біогазом. Газгольдер оснащено запобіжним клапаном. Тиск контролюється манометром.

Запропонована установка дозволяє дослідити процеси іммобілізації та метаногенезу в залежності від гідродинамічного і теплового режимів, що дозволило б використовувати найменшу кількість енергії для обігріву системи, досягаючи при цьому достатнього ступеня очищення вод. Можливо, також, переорієнтувати процес таким чином, щоб отримувати максимальну кількість біогазу. Установка є достатньо простою у виконанні, передбачає встановлення контролюючої та запобіжної апаратури. Слід зазначити, що метантенки з імобілізованими носіями після виходу на стаціонарний режим відрізняються ефективністю, стійкістю до коливання оточуючих умов, гіперпродукування активного мулу.

Література

1. Колесников В.П., Вильсон Е.В. Современное развитие технологических процессов очистки сточных вод в комбинированных сооружениях: под редакцией Академика ЖКХ РФ В.К. Гордеева-гаврикова. – Ростов-на-Дону: Юг, 2005. – 212 с.

2. Яковлев С.В., Карелин Я. А., Ласков Ю.М., Калицун В.Н. Водоотведенне и очистка сточных вод- М: Стройиздат, 1996.