Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Анаеробна обробка є багатоступінчастим процесом, що здійс­нюється при участі різних мікроорганізмів, і протікає в певній по­слідовності. Розрізняють чотири взаємозалежні стадії: стадія фер­ментативного гідролізу, стадія кислотоутворювання, ацетогенна стадія і метаногенна стадія [199].

Залежно від температури необхідної для процесу анаеробної обробки розрізняють наступні режими зброджування: психрофіль­ний (10-25 °С), мезофільний (30-35 °С), термотолерантний (40-45 °С) і термофільний (50-60 °С). Найбільше практичне застосування знайшли два температурні режими мезофільний і термофільний, при цьому мезофільний вважається менш енергоємним [3, 199]. Так само, Девідс В. Є. [199] указує, що інтенсивність процесу при мезо — фільном режимі не уступає інтенсивності при термофільном, а гли­бина мінералізації органічних речовин більше. Це пов’язано із кра­щим утвором агрегованої форми біомаси.

Технології анаеробної переробки свинячої біомаси класифі­кують по трьом основним системам. Розрізняють проточні (безпе­рервні) системи, з поперемінним використанням реакторів (пері­одичні) і система з нагромадженням газу і шламу (акумулятивні), які суттєво різняться по витратах праці, вимогам по обслуговуван­ню і догляду, а так само по використанню [190].

У проточній системі субстрат завантажують у реактор безу­пинно або через короткі відрізки часу, видаляючи відповідний об­сяг шламу. Завжди постійний обсяг субстрату розраховується від­повідно до заданого гідравлічними розрахунками часом перебуван­ня маси в реакторі.

Система з поперемінним використанням реакторів характери­зується переривчастим процесом, що протікає не менш чим у двох однакових по розмірам і формам реакторах. У випадку щодобового завантаження свіжого субстрату реактори при утворі певної кілько­сті шламу заповнюються свіжим субстратом і після закінчення за­даного строку шумування спорожняються так, що в них залишаєть­ся тільки затравочний шлам.

Система з нагромадженням газу і шламу виконується тільки з одним рідинним реактором. Останній відіграє роль бродильної ка­мери і накопичує шлам до моменту вивезення в поле. Тому реактор ніколи не спорожняють повністю, залишок шламу служить запалом для нової порції субстрату. При новому циклі роботи максимум ви­робництва біогазу досягається після закінчення значного часу.

У системах з поперемінним використанням реакторів і систе­мах з нагромадженням газу і шламу вироблення газу відбувається періодично. Крім того, подібна технологія вимагає збільшення об­сягу реакторів для обробки. їхньою перевагою є те, що вони не ви­магають великої уваги при експлуатації протягом доби, і в них мо­жна завантажувати більші відходи.

Безперервний режим роботи реакторів забезпечує вихід газу протягом усього періоду експлуатації. При забезпеченні постійної концентрації здатного до шумування органічної речовини, оптима­льної температури шумування і рівномірного перемішування маси, можна одержати максимальний вихід газу при безперервному про­цесі газоутворення [3, 190, 196]. Найбільш ефективними в роботі, є горизонтальні ферментатори безперервної дії. Потрапляючи з одні­єї сторони сирий матеріал проходить зону "максимальної фермен­тації", у якій бактерії мають найбільшу активність, і потім виходить з іншого кінця спорудження. У випадку незадовільних результатів зброджування матеріал може бути спрямований на рециркуляцію.

Так само одержали поширення технологічні схеми одноступі — нчастого і двох — або багатоступінчастого зброджування [196, 200]. Одноступінчасте зброджування застосовується в низько наванта­жених і високонавантажених метантенках. Низько навантажені ре­актори мають тривалість зброджування до 50 доби і працюють практично без перемішування з невеликим підігрівом, у зв’язку із цим мають більші обсяги і високу будівельну вартість. Високона — вантажені реактори вже обладнаються гарним підігрівом і перемі­шуванням, а так само передбачають безперервне завантаження або невеликі інтервали між завантаженнями. У високонавантажених реакторах не відбувається розшарування осаду і мулової води, у зв’язку із цим деякі технологічні схеми передбачають застосування реакторів другого ступеня, тобто перехід на двоступінчасте збро­джування. В основі двох- і багатоступінчастого зброджування ле­жить поділ на стадію інтенсивного шумування з бурхливим виді­ленням біогазу (1 ступінь) і стадію загасання процесу, на якій при­пиняється газовиділення і відбувається розшаруванні осаду і муло­вої води (2 ступінь). При багатоступінчастому зброджуванні, доб — роджування і розшарування проводять у декількох послідовно роз­ташованих резервуарах. Застосування двох — і багатоступінчастого зброджування дозволяє зменшити обсяги збродженого осаду, що поступає на зневоднювання і скоротити витрати на будівництво мулових майданчиків. Однак ступінчате зброджування не дає істо­тних переваг по виходу біогазу в порівнянні з одноступінчастим процесом при рівних обсягах метантенків. У Росії ступінчате збро­джування не знайшло застосування, у наслідку більших складнос­тей їх експлуатації при утворі на другому ступені щільної спливаю­чої кірки та заповнення конуса піском [195].

Основним елементом будь-якої технології анаеробної переро­бки біомаси, є біогазові установки різних конструкцій [190, 195]. Біогазові установки можна розділити на твердофазні (метантенки), і рідкофазні анаеробні біореактори (анаеробні фільтри). Анаеробна обробка в метантенках проводиться при вологості 90-93% з витри­мкою 5-50 доби і є традиційною при обробці твердої (дисперсної фази) тваринницької біомаси [1, 3]. Рідка (дисперсійна) фаза, одер­жувана після поділу має високу вологість 97…99,5 % і існуючі тех­нології передбачають винятково аеробне окиснення, що має істотні недоліки. Перспективним напрямком переробки рідкої фракції тва­ринницької біомаси є застосування рідкофазних анаеробних фільт­рів.

По класифікації, що приводиться Даниловичем Д. А. і Монгай — том Л. І. [199] рідкофазні анаеробні реактори другого покоління можна розділити на наступні види: анаеробні фільтри-реактори з висхідним потоком ( АФ-реактор); реактори з нерухливою (біо) плівкою і спадним потоком (ІС-реактор); реактори з розширеним (псевдозжиженим) шаром (ПС-реактор); гібридні реактори, що представляють собою комбінацію конструкцій ІС — і АФ-реакторів (ІСФ-реактор). Дані конструкції найбільше рекомендуються для очищення більших витрат висококонцентрованих тваринницьких стоків. Аналіз роботи реакторів показав, на ПС — реакторах наван-

о

таження може становити до 35 кг ХПК/(м доба), але вони досить чутливі до змісту зважених часток і зрідження шару носія вимагає багаторазової рециркуляції оброблюваного потоку за допомогою насосного встаткування. На ІС-реакторах при високих концентраці­ях азоту і при складному составі стоків відзначається погана грану­ляція мулового шару. АФ-реактор має навантаження до 25…ЗО кг ХПК/(м доба), і стійкий при очищенні, але має недолік, пов’язаний з небезпекою кольматірування і утворення кращих каналів протоки. ІСФ-реактор має найменше навантаження близько 6 кг ХПК/(м доба). НП-реактор менш вибагливий, ризик кольматіру­вання менше і нагромадження суспензій на дні реактора не відбува­ється, але гарну роботу він показує при навантаженнях до 15.. .20 кг ХПК/(м доба) і кількість утримуваної біомаси менше ніж в АФ. Так само в порівнянні з АФ, НП- реактор вимагає ретельного вибо­ру матеріалу завантаження [199, 200]. Дослідження з апаратного оформлення [194, 199] показали, що АФ — реактори доцільно влаш­товувати у вигляді вертикальних колон із проходженням оброблю­ваних стоків знизу нагору. Це забезпечує нагромадження і підтрим­ку необхідної кількості мікроорганізмів і полегшує відвід біогазу, при цьому різні популяції мікроорганізмів розташовуються просто­рово в послідовності, відповідної до фаз анаеробного зброджуван­ня.

Аналіз технологій і устаткування для анаеробної переробки тваринницької біомаси, дозволяє прийняти наступні висновки:

г — для анаеробного зброджування більш економічним є мезофільний режим зброджування і безперервний режим роботи реактора;

> з рідкофазних анаеробних біореакторів для переробки рідкої фази тваринницької біомаси і стоків більше застосовується вертикальний АФ — реа­ктор з висхідним потоком.

Комментарии запрещены.