Анаэробные методы биохимической очистки.

Анаэробные методы биохимической очистки используются для сбраживания осадков, образующихся при биохимической очистки промышленных сточных вод, а так же как первая ступень очистки очень концентрированных промышленных сточных вод (БПК_n> 4 – 5 г/л). Содержащих органические вещества которые разрушаются анаэробными бактериями в процессе брожения. В зависимости от конечного вида продукта различают различные виды брожения: спиртовое, пропилновокислое, молочнокислое, метановое и др. Конечными продуктами брожения являются: спирты, кислоты, ацетон, газы брожения (СО₂, Н₂, СН₄).

Для очистки сточных вод используют метановые брожения. Этот процесс сложный и многостадийный. Считается, что процесс метанового брожения состоит из двух фаз: кислой и щелочной (или метановой). В кислой фазе из!!!!!! органических веществ образуется низшие жирные кислоты, спирты, аминокислоты и водород. Предполагается, что скорость превращений веществ в кислой и щелочной фазах одинаковы.

Основная реакция метанообразования записывается уравнением:

СО₂ + 4Н₂А          СН₄ + 4А + 2Н₂О

Где Н₂А – органическое вещество, содержащее водород; возможны и другие реакции в присутствии водорода:      СО + 3Н₂           СН₄ + Н₂О

В отсутствие водорода: 4СО + 2Н₂О          3СО₂ + СН₄

Процесс брожения проводят в метантанках – герметически закрытых резервуарах, оборудованных приспособлениями для свода несброженного и отвода сброженного осадка.

Основными параметрами аэробного сбраживания является температура, регулирующая интенсивность процесса, доза загрузки осадка и степень его перемешивания, процессы брожения ведут в мезофильных (30 – 35ºС) и термофильных (50 – 55ºС) условиях. Полного сбражения органических веществ в метантанках достичь нельзя. Все вещества имеют свой предел сбраживания зависящий от их химической природы. В среднем степень расхода органического вещества около 40%. Существуют предельно допустимые концетрации токсичных веществ при которых возможнометановое брожение;

Например: 

вещество	томзол	ацетон	бензол	Хром(Сr^3+,Cr)
	200	200	200	25/3

Процесс брожения ведут в две ступени. При этом часть осадка из второго метантенка возвращают в первый. В первой ступени обеспечивают хорошее перемешивание. При сброжении выделяются газы которые в среднем содержат 63 – 65%метана, 32 – 34% СО₂. Газ сжигается в топках паровых котлов. Пар используется для нагрева осадков. Сбраживния осадка промышленных сточных вод из – за высокого содержания влаги, солей металлов и детергентов необходимо производить при снижении нагрузки на 25 – 50%. Процесс очистки протекает более устойчиво и полно, когда ведется совместная очистка производственных и бытовых сточных вод. Бытовые сточные воды содержат биогенные металлы K, Mg, Ce, Me, Le, Fe, Mn. Ni основными являются N, P и К которые должны присутствовать в необходимых количествах в организме.

  Обработка осадков сточных вод.

В процессе биохимической очистки в первичных и вторичных отстойниках образуется осадок, который следует утилизировать или обрабатывать с целью уменьшения загрязнения биосферы. Обработка и утилизация этих осадков затруднена из – за большого их количества, разного состава и малой влажности. Как правило осадки представляют собой трудно фильтруемые суспензии. Во вторичных отстойниках в осадке находится избыточный активный ил, объем которого в 1,5 – 2 раза больше чем объем осадка из первичного отстойника. Одной из определяющих величин выбора метода обработки осадка является его удельное сопротивление(r). Для осадков сточных вод (r) изменяется в пределах, для сырого ила r = (72 - 7860) * 10¹⁰ см/г. Вода в осадках может быть в свободном и связанном состоянии. Связанная вода (30 – 35%) подразделяется на: коллоидно – связанную и гигроскопическую. Коллоидно – связанную влага обволакивает твердые частицы гидратной оболочки и препятствует их соединению в крупные агрегаты. Некоторое количества влаги удаляется из осадка после коагуляции в процессе фильтрования. Полное удаление влаги достигается в процессе высокотемпературной сушки.