Метантенки
Метантенки – это сооружения для анаэробной стабилизации осадков сточных вод, применяются на городских, промышленных и локальных очистных сооружениях. Чаще всего в метантенках сбраживается осадок первичных отстойников или активный ил, или их смесь. Положительным эффектом строительства таких сооружений является получение метаносодержащего газа, который можно использовать для отопления помещений очистных сооружений или в качестве топлива для газобаллонных машин. На крупных станциях очистки сточной воды устраивают газгольдеры – сооружения для регулирования давления газовой сети и для накопления метансодержащего газа.
Метановое сбраживание – это процесс распада органических соединений до простых веществ, в результате которого выделяется газ. Жиры и белки в основном разлагаются с высоким выделением метана, а углеводы — с выделением углекислого газа. Смесь этих газов – это биогаз. Процесс разложения происходит в результате жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов.
Сбраживание принято делить на следующие стадии:
- Ферментативный гидролиз.
- Кислотообразования.
- Ацетогенная.
- Метаногенная.
Возможно три режима работы метантенков:
- психрофильный – при температуре до 200°С
- мезофильный – при температуре 33°C;
- термофильный – при температуре t = 53°C.
Выбор температуры определяется условиями работы метантенка: технико-экономическими, санитарно-гигиеническими, природоохранными с учетом обеспечения полного цикла сбраживания. Следует также обратить внимание на химический состав осадка и его объем.
Условия работы метантенка
Для того чтобы процесс сбраживания в метантенке происходил без проблем, в нем необходимо поддерживать постоянными следующие условия:
- рН = 7,0 — 7,5;
- содержание жирных летучих кислот 3 — 8 мг экв/ л;
- содержание щелочей 70 — 76 мг экв /л;
- содержание аммонийных солей азота 600 — 800 мг/л.
Для этого подачу и выгрузку осадка в сооружение в течение суток рекомендуется выполнять равномерно (прямоточная схема экспуатации), а также для поддержания необходимой температуры возможен обогрев острым паром. Тем не менее, в общем плане, метантенки могут работать в режимах:
- в периодическом;
- непрерывном;
- полунепрерывном.
Эффект сбраживания в метантенках
Есть и другие факторы, влияющие на эффект сбраживания:
- тяжелые металлы (кобальт, медь, никель), а также хром и сернистые соединения оказывают ингибирующие действие на процесс анаэробного сбраживания.
- перемешивание загрузки метантенка производится для того чтобы: предотвратить образование мертвых зон, расслоение осадка, образование корки, отложение песка, а также с целью эффективного использования всего объема метантенка, выравнивания температуры и концентраций метаболитов (промежуточных субстратов).
Перемешивание осуществляется механическими мешалками или при помощи циркуляции осадка и рециркуляции газа (более эффективный способ, однако на практике примяенится редко).
Однако интенсивность перемешивания имеет предел: если она будет слишком высока то, некоторые группы бактерий могут потерять связь, родство с определенной частью субстрата. В свою очередь неинтенсивное перемешивание ведет к уменьшению образования биогаза.
Существуют две технологические схемы сбраживания (работы биореакторов):
- Одноступенчатая (низконагружаемые метантенки);
- Двухступенчатая (иногда называется многоступенчатой) – в этом случае в качестве первой ступени устанавливается метантенк, работающий в мезофильном режиме, а в качестве второй – открытый (на нем осуществляется обезвоживание и уплотнение осадка). Преимуществами такой схемы является: отсутствие расслоения осадка и отделения иловой воды.
Выделяют следующие возможные конструкции метантенков:
- с куполообразным перекрытием (жестким);
- с плавающим перекрытием;
- открытые.
Независимо от конструкции схема метантенка будет включать в себя:
- резервуар,круглый или прямоугольный в плане, с коническим днищем;
- перекрытие;
- колпак – располагается над перекрытием. Здесь собирается и впоследствии удаляется газ;
- системы перемешивания;
- системы обогрева;
- системы отведения и сброса биогаза;
- системы подачи и вывода осадка;
- системы рециркуляции и отвода иловой воды.
Зоны метантенка принято делить на зону уплотнения и зону сбраживания.
Для автоматизации метнтенка устанавливаются приборы контроля:
- Прибор, определяющий загазованность воздуха.
- Прибор, контролирующий температуру.
- Диафрагма, измеряющая расход полученного газа.
- рН-метр.
- Прибор, измеряющий давление, чаще всего манометры с мембранными разделителями.
- Прибор, измеряющий расход осадка, чаще ультразвуковые расходомеры.
- Прибор, измеряющий уровень осадка.
Интенсификация работы метантенка ведется в двух напрявлениях:
- Совершенствование конструкции (чаще с целью совмещения всех стадий сбраживания в одном сооружении).
- Исследование и создание условий, наиболее благоприятных для микроорганизмов, участвующих в процессе анаэробной стабилизации.
где можно увидеть в действии оборудование
Курьяновские очистные сооружения, вроде, у них есть