Основные устройства для биологической очистки сточных вод

Процесс брожения проводят в метантенках — герметически закрытых резервуарах, для ввода  несброженного и отвода сброженного  осадка. Схема метантенка показана на рисунке 4.

Рисунок 4 — Метантенк

Перед подачей в метантенк  осадок должен быть по возможности  обезвожен.

Основными параметрами аэробного  сбраживания являются температура, регулирующая интенсивность процесса, доза загрузки осадка и степень его  перемешивания. Процессы сбраживания  ведут в мезофильных (30 — 35 °С) и  термофильных (50 — 55 °С) условиях. Метантенк  представляет собой железобетонный резервуар с коническим днищем, снабженный устройством для улавливания  и отвода газа, а также оборудованный  подогревателем и мешалкой. Применяются  метантенки диаметром до 20 м и  полезным объемом до 4000 м3.

Перемешивание производится механическими мешалками или  гидравлическими насосами. Использование  для этой цели насосов основано на перекачивании донных слоев осадка в верхние. Это приводит к рыхлению бродящей массы, т.к. в процессе перемешивания происходит выделение газа. Впуск и выпуск осадков производится с помощью насосов.

Метантенки применяются  для минерализации осадков бытовых  и производственных сточных вод, содержащих доступные для микроорганизмов  органические вещества.

Полного сбраживания органических веществ в метантенках достичь  нельзя. Все вещества имеют свой предел сбраживания, зависящий от их химической, природы. В среднем степень  распада органических веществ составляет около 40%.

Для достижения высокой степени  анаэробного сбраживания необходимо соблюдать по возможности высокую  температуру процесса, концентрацию беззольного вещества более 15 г/л, интенсивную  степень перемешивания, рН среды 6,8-7,2. Снижают эффективность сбраживания  присутствие катионов тяже¬лых металлов (меди, никеля, цинка); избыток ионов NH4+, сульфидов, некоторых органических соединений и в том числе детергентов.

Процесс брожения сточных  вод ведут в две ступени. При  этом часть осадка из второго метантенка возвращают в первый, В первой ступени  обеспечивают хорошее перемешивание.

Основным условием работы метантенка является наличие в нем  сброженного осадка, обильно заселенного  микроорганизмами, адаптированными  к данному загрязнению. Сброженный осадок получают в пусковой период очистного сооружения. Для сокращения пускового периода в сооружение вводят зрелый осадок из работающего  метантенка или из других источников, например, из канализационных колодцев, так как свежий осадок сбраживается очень медленно (до 6 месяцев). При  соотношении 2 :1 зрелого осадка к  свежему происходит сравнительно быстрая  адаптация микроорганизмов к  данному загрязнению и резкому  сокращению пускового периода.

Пусковой период сопровождается кислым брожением при котором  в иловой жидкости накапливаются  летучие жирные кислоты, снижается  рН, исчезает щелочность. Вся бродящая масса приобретает неприятный запах  из-за выделения индола, скатола  и меркоптана и серый цвет. В  газообразной фазе появляется сероводород, убывает содержание метана и возрастает количество СО2. 
Разлагающаяся часть осадка сточных вод состоит главным образом из углеводов, жиров и белковых веществ. Находясь в одинаковых условиях, эти составные части осадка минерализуются с различными скоростями и достигают различной величины разложения. Возбудителями метанового брожения в метантенке являются те же группы микробов, которые участвуют в минерализации органического вещества в двухярусном отстойнике. Только в метантенке эти процессы протекают более напряженно из-за того, что в нем создаются благоприятные условия для развития анаэробной микрофлоры.

Наиболее интенсивно процессы распада протекают в термофильных условиях. Термофильные микроорганизмы имеют весьма энергичный обмен веществ; процессы осмотического всасывания и удаления ненужных веществ из клеток протекает быстрее, чем у мезофиллов. При термофильном брожении распад органического  вещества достигает 55 – 65 %. Кроме того, в этих условиях происходит отмирание  патогенной микрофлоры кишечной группы.

Процессы распада можно  ускорить введением в бродящую массу  концентрированных «биокатализаторов», которые состоят из смеси энзимов, выделяемых бактериями, разлагающими органическое вещество.

При брожении в метантенках  из одного кубометра твердой фазы сточной жидкости образуется от 10 до 18 м3 газа, который в среднем содержит 63—65% метана, 32—34% СО2. Теплотворная способность  газа 23 МДж/кг. Его сжигают в топках паровых котлов. Пар используют для  нагрева осадков в метантенках  или для других целей.

Осадок твердой фазы, не разрушенной при брожении, содержат минеральные и органические вещества, необходимые для нормального  развития растений, поэтому его можно  использовать как удобрение. Кроме  того сброженный осадок используют в  виде топлива. Для этого его подсушивают  на иловых площадках, а затем формуют  в топливные брикеты.

использование биохимического метода обусловлено:

1. Возможностью удалять из сточных вод разнообразные органические и некоторые неорганические соединения, находящиеся в воде в растворенном, коллоидном и нерастворенном состоянии, в том числе и токсичные.
2. Простатой аппаратурного оформления.
3. Относительно невысокими эксплуатационными затратами.
4. Глубиной очистки

К недостаткам метода относятся:

1. Высокие капитальные затраты
2. Необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки.
3. Токсичное действие на микроорганизмы ряда органических и неорганических соединений
4. Необходимостью разбавления сточных вод в случае высокой концентрации примесей.

Для определения возможности  подачи промышленных сточных вод  на биохимические очистные сооружения устанавливают максимальную концентрацию токсических веществ, которые не влияют на процессы биохимического окисления  и на работу очистных сооружений. При  отсутствии таких данных возможность  биохимического окисления устанавливается  по биохимическому показателю: при  отношении БПК п/ХПК > 50 % вещества поддаются биохимическому окислению. При этом необходимо, чтобы сточные  воды не содержали ядовитых веществ  и примесей солей тяжелых металлов. Биохимическую очистку считают  полной, если БПКп сточной воды <20 мг /л и неполной, если БПКп> 20 мг /л.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. МДК 3-02.2001 Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации/ утв. Приказом Госстроя РФ от 30.12.1999 г. №168

2. С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, А.И. Жуков, С.К. Колобанов, Канализация: /Стройиздат, 1975

3. А. Ратников, Автономные системы канализации коттеджей. Часть II Состав стоков и основы биологической очистки.// статья