Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

Вживання анаеробних реакторів з іммобілізованою мікрофло­рою

У біореакторах для обробки стічної води, що працюють за безперервно-потоковим режимом, умови процесу вимагають утри­мання мікроорганізмів в об’ємі реактора, щоб одержати досить ви­сокі концентрації біомаси, які підвищують продуктивність реактора та забезпечують стабільність обробки. Це актуально особливо для анаеробних процесів обробки, які характеризуються порівняно ни­зькою інтенсивністю біологічних процесів.

Для збільшення швидкості розкладання органічних речовин за рахунок підвищення концентрації біомаси необхідно або рецирку — лювати необхідну кількість біомаси, відібраної із вторинного відс­тійника, або фіксувати працюючу біомасу та виключити її повний вивід з системи.

Утримання біомаси може бути досягнуте за рахунок адгезії суспендованих мікроорганізмів на стаціонарній підтримуючій тве­рдій поверхні. Біореактори з рухливими носіями (з розширюючим завантаженням або з псевдозрідженим шаром) ще в більшій мірі потребують стабілізації (осадження на поверхнях) суспендованих флокул або гранул.

Тому механізми, за допомогою яких бактеріальні агрегати (флокули, гранули, біоплівки і так далі) формуються на носіях, е вельми істотними для ефективної обробки відходів. Склад середо­вища та гідравлічний режим постійно змінюються і часто несприя­тливо впливають на процеси іммобілізації бактеріальних клітин на твердих поверхнях.

Схема анаеробного реактору з іммобілізованою біоплівкою аналогічна схемі аеробного фільтру з тією лише різницею, що від­сутня аерація повітрям оброблюваного середовища, живлення в бі­офільтрі виробляється від низу до верху, а завантаження повністю занурене в стоці.

Шар твердих частинок за малих швидкостей висхідного пото­ку залишається нерухомим (фіксованим), але при чималих швидко­стях потоку тверді частинки, вільно зважені в ньому, утворюють псевдозріджений шар [27, 133].

У псевдозрідженому шарі відбувається швидке перемішування твердих частинок і створюються сприятливі умови для масо — та те­плообміну між твердими частками і зріджуючим агентом. При цьо­му коефіцієнти теплообміну із зовнішньою поверхнею апарату ве­льми високі, тому апарати з псевдозрідженим шаром використову­ються особливо в тому разі, коли потрібне тонке регулювання тем­ператури та коли системі потрібно подавати (або відводити з неї) значні кількості тепла.

В даний час передбачається використання реакторів з біома­сою, прикріпленою на фіксованому завантаженні, на розширюючо­му завантаженні і реакторів з псевдозрідженим шаром.

У науково-технічній літературі не дається чіткої відмінності між розширюючим і псевдозрідженим шаром. Вважається, що шар, який розширюється, розташовується між фіксованим шаром і тра­диційним псевдозрідженим шаром. Згідно з популярним визначен­ням шар, що розширюється, розташовується вище за нерухомий (фіксований) шар на 10…20 %, а псевдозріджений — на ЗО…100 %. Відповідно до цього між обома системами не робиться великої від­мінності, тобто обидві системи подібні та мають схожі властивості.

Найбільш важливу інформацію, шо стосується механізмів оса­дження й утримання клітин на носіях, може дати електронна мікро­скопія, шо забезпечує можливість дослідження процесів на клітин­ному рівні. В даний час є праці щодо мікроструктури бактеріальних агрегатів на аеробних і частково аеробних установках, але дані шо — до повністю анаеробних сигтем поки досить мізерні та розрізнені [27-36, 38,40, 42].

Реактори з розширюючим і псевдозрідженим шаром, мають ряд переваг перед реакторами, що працюють без іммобілізації мік­рофлори на носіях:

— досягнення значних об’ємних навантажень за ХПК — порядку 10…40 кг/(м3добу);

— видалення майже всієї швидкозасвоюваної частини відношення БПК/ХПК, що забезпечує видалення в середньому від 70 до 90 % загальної БПК/ХПК;

— мінімальне вимивання біомаси завдяки її адгезії до твердих часток но­сія;

— зменшення часу перебування рідини в апараті, що підвищує його рен­табельність.

Окрім того, використання в якості носіїв дрібних щільних час­тинок забезпечує значну питому поверхню та, отже, великий об’єм біомаси в порівняно невеликій установці, що сприяє стабільності роботи у разі тимчасового збільшення навантаження щодо органіч­ної речовини або появи токсинів.

Основні недоліки використання реакторів з розширюючим і псевдозрідженим шаром:

по-перше, вони потребують складного інженерного забезпечення;

по-друге, необхідна додаткова енергія для утворення псевдозрідженого

шару.

Не дивлячись на те, що анаеробна біофільтрація вивчена до­сить детально, вона не знайшла широкого практичного вживання.

З аналізу матеріалів вказаних вище робіт видно, що в даний час найбільш перспективними є дослідження процесів анаеробної обробки органовмісних відходів, направлені на вивчення біохіміч — них процесів розкладання речовин, які беруть участь у зброджу­ванні органічних субстратів, і послідовності їх протікання, на ви­значення морфології і структури бактеріальної мікрофлори в реак­торах з іммобілізованою мікрофлорою та на розробку шляхів опти­мального управління біотехнологічними процесами обробки відхо­дів.

При цьому найбільш актуальним е дослідження структури та динаміки функціонування анаеробних популяцій в реакторах з ро­зширюючим і псевдозрідженим шарами, а також пошук оптималь­них конструктивно-технологічних і техніко-економічних вирішень для створення ефективних анаеробних систем біологічного очи­щення високо забруднених стічних вод і відходів очисних спору­джень населених пунктів і промислових підприємств.

Найпоширеніші в світі типи біогазових пристроїв системати­зуються за технологією завантаження сировини, способами збору біогазу, за матеріалами, які використовуються для їх конструкцій, за горизонтальним або вертикальним розміщенням реактора, пі­дземної або наземної конструкції, а також з використання додатко­вих пристроїв.

Оставить комментарий