8750

1.БИОЛОГИЧЕСКИЕ, МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИК МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

НОМЕР ДОКУМЕНТА 2438

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛА Анаэробные биологические методы очистки моносточных вод

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ Очистка сточных вод с получением биогаза, используемого в качестве топлива или для производства электроэнергии

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ (РЕГЕНЕРИРУЕМЫЕ) ОТХОДЫ Сточные воды различных отраслей промышленности, загрязненные органическими соединениями

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Анаэробные биологические методы очистки применяются в различных

отраслях промышленности для очистки сточных вод, загрязненных органическими соединениями. Эти методы привлекательны для потребителей тем, что в процессе очистки сточных вод от органических загрязнений, что выражается в уменьшении концентрации ХПК, в качестве конечного продукта образуется биогаз, который можно сжигать, получая либо тепло, либо электричество.

Кроме того, при использовании анаэробных методов не образуется большого количества избыточного активного ила.

Фирма Enviro-Chemie GmbH является специалистом в области промышленной техники очистки сточных вод. Она проектирует и строит анаэробные очистные сооружения для очистки сточных вод в различных отраслях промышленности, в том числе и в пищевой. Особенную трудность для инженеров и технологов с точки зрения очистки представляют прежде всего сточные воды, имеющие однородный состав (загрязненные, например, в основном жирами) - так называемые моносточные воды.

В этом случае при проектировании очистных сооружений необходимо учитывать условия разложения микроорганизмами основного органического компонента, что и должно быть заложено в основу технологического процесса с целью достижения максимальной эффективности очистки при минимуме инвестиционных затрат, что является основой анаэробной очистки моносточных вод

При анаэробном преобразовании органических субстратов в метан под воздействием микроорганизмов (бактерии, анаэробный ил) должны быть последовательно реализованы 4 стадии разложения. Отдельные группы органических загрязнений (углеводы, протеины, липиды, жиры) в процессе гидролиза преобразуются сначала в соответствующие мономеры (сахара, аминокислоты, жирные кислоты). Далее эти мономеры в ходе ферментативного разложения (ацитогенеза) преобразуются в короткоцепочечные органические кислоты, спирты и альдегиды, которые затем окисляются дальше в уксусную кислоту, что связано с получением водорода.

Только после этого доходит очередь до образования метана на этапе метаногенеза (рис. 1). В качестве побочного продукта наряду с метаном образуется также и углекислый газ (CO2).

Все процессы преобразования тесно взаимосвязаны друг с другом и должны протекать в емкости анаэробного реактора в строго

установленном порядке, т.к. любое нарушение одного из промежуточных этапов приводит к нарушению всего процесса. Поэтому требуется точное проектирование очистных сооружений и их настройка на соответствующую сточную воду.

Для сточных вод с однородным составом на практике осуществляются далеко не все возможные реакции разложения. На так называемом

3

адаптивном этапе осуществляется выбор определенного пути разложения органических веществ в результате жизнедеятельности соответствующих микроорганизмов.

Рис. 1 Этапы разложения анаэробного преобразования

В зависимости от того, какой класс органических веществ преобладает в сточной воде, меняется состав биогаза и доля метана в нем (таблица 1). Углеводы в большинстве случаев разлагаются легко, однако они дают сравнительно меньшую долю метана. При разложении жиров и масел образуется большее количество биогаза с высоким содержанием в нем метана, однако, разлагаются они очень медленно. Кроме того, жирные кислоты, образующиеся как побочные продукты при разложении жиров и масел, могут препятствовать всему процессу разложения.

Таблица 1. Выход биогаза и доля метана в нем в зависимости от класса веществ

Из данной таблицы следует, что для каждого типа моносточных вод очистные сооружения должны быть спроектированы индивидуально. Поэтому этапу проектирования и строительства очистных сооружений должен предшествовать определенный исследовательский этап, включающий в себя точный анализ сточной воды и опыты с оригинальной сточной водой, в процессе проведения которых определяются оптимальные условия разложения органических загрязнений, находящихся в сточной воде.

В процессе проектирования анаэробных очистных сооружений для сточной воды, состав загрязнений которой недостаточно известен, а

4

также неизвестно насколько легко разлагаются эти загрязнения биологическим путем, нужно действовать следующим образом.

- Контроль производственного процесса Совместно с сотрудниками промышленного предприятия нужно выявить

источники загрязнения сточной воды на производстве. При анализе производственных процессов могут быть выявлены специфичные загрязнения сточной воды.

- Анализ особых примесей Для выявления степени загрязнения определяется концентрация

химического потребления кислорода (ХПК). Если на основании производственного процесса уже заранее известны определенные примеси, то нужно отдельно определить их концентрацию в сточной воде. Помимо этого анализируется наличие питательных веществ (азот, фосфор) и микроэлементов в сточной воде для расчета потребности анаэробного активного ила в питательных веществах. Нужно знать также концентрацию токсичных для микроорганизмов веществ таких, как, например, тяжелых металлов или дезинфицирующих веществ.

- Расчет параметров очистных сооружений с помощью лабораторных опытов и пилотных установок Для получения точных параметров очистных сооружений во время

лабораторных/пилотных опытов дополнительно проверяется степень очистки усредненных проб сточных вод. В зависимости от продолжительности этапа адаптации подобные опыты могут длиться от нескольких недель до нескольких месяцев. Однако они помогают сэкономить затраты на расчеты и строительство анаэробных очистных сооружений.

Результатом завершения этих предварительных исследований должна стать обширная исходная база для расчета параметров сооружений по очистке моносточных вод.

Примеры.

Фирма Enviro-Chemie GmbH реализовала несколько анаэробных реакторов для очистки моносточных вод, образующихся в пищевой и перерабатывающей промышленности на действующем производстве.

Два таких очистных сооружения представлены далее как примеры успешного осуществления проектов.

Пример 1. Сточная вода промышленного предприятия по производству жирных кислот из растительных масел В процессе производства растительные масла расщепляются под

действием высокого давления и температуры. Образующиеся при этом жирные кислоты отделяются от глицерина и разделяются на фракции путем дистилляции и ректификации. Разделенные на фракции продукты продаются для изготовления поверхностно-активных веществ.

- Продукты расщепления липидов При замене исходного сырья и промывке оборудования в сточную воду

попадают остатки масел и продукты их расщепления. Таким образом, для сточной воды характерны высокие и колеблющиеся концентрации ХПК вплоть до максимального значения 100.000 мг ХПК/л. Сточная вода первоначально проходит через жироловку, где улавливаются нерастворенные остатки технологического сырья.

В ходе проведенных анализов был установлен ярко выраженный недостаток питательных веществ. Способность к биологическому разложению органических примесей в сточной воде была оценена в принципе как хорошая, однако, в ходе лабораторного опыта при высоких концентрациях в реакторе произошло подавление процесса образования метана, и повысилась концентрация ацетата и пропионата (органических кислот, как промежуточных продуктов ацидогенеза). Во избежание этих помех при расчете параметров промышленных очистных сооружений было установлено ограничение максимальной нагрузки на единицу объема. Для поддержки процесса очистки в реактор дозируются питательные вещества и микроэлементы.

5

действие, в предварительных опытах были исследованы возможности биологического разложения органических загрязнений сточной воды. При этом выяснилось, что полного анаэробного разложения не происходит. Ситуация осложнялась еще и тем, что из-за отсутствия достаточной буферной емкости потребовалось добавление щелочи для стабилизации значения pH в анаэробном реакторе. Кроме того, потребовалось дозирование питательных растворов. В процессе дальнейших исследований была успешно проведена аэробная биологическая доочистка предварительно обработанной сточной воды с целью достижения требуемого Заказчиком качества очистки сточных вод. На основании результатов предварительных исследований была реализована в производственном масштабе схема очистки, представленная на рис.4.

Рис. 4. Комбинированная анаэробная / аэробная биологическая установка очистки сточных вод

Для накопления и усреднения залповых сбросов используется усреднитель. За метанреактором следует один из аэробных реакторов биологической очистки. Питательные вещества подаются по потребности в готовом растворе "Enviplus". Регулирование значения pH осуществляется путем добавления щелочи натрия.

Фото 5. Биологические анаэробно-аэробные очистные сооружения на одном из заводов по производству жевательной резинки

Таким образом, для успешной реализации промышленных анаэробных очистных сооружений для очистки моносточных вод необходим точный анализ сточной воды и продукции промышленного предприятия. Предварительные лабораторные и пилотные исследования дают критерии

7

для расчета параметров системы очистки и исключают излишние затраты на этапе проектирования и строительства очистных сооружений. Для каждого типа сточных вод должны быть разработаны индивидуальные решения, обеспечивающие стабильную работу очистных сооружений

ОРГАНИЗАЦИЯ-РАЗРАБОТЧИК Энвиро Хеми ГмбХ (Enviro-Chemie GmbH) - Германия

АВТОР СТАТЬИ Маркус Энгельгарт (Markus Engelhart)

АДРЕС Представительство в России: 620026, г.Екатеринбург, ул. Белинского, д. 83, 6 этаж, южное крыло; тел. (343)228-25-78, факс (343)228-25-79; E-mail: info@enviro-chemie.ru

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ Журнал «Пищевая промышленность», № 3, 2003 г. ВИД ОБРАБОТКИ Сайт в Интернете www.enviro-chemie.ru (публикации)

НОМЕР ДОКУМЕНТА 2439

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛА Опыт применения анаэробных и аэробных методов биологической очистки сточных вод в России

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ Очистка сточных вод в пищевой, химической, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ (РЕГЕНЕРИРУЕМЫЕ) ОТХОДЫ Сточные воды, загрязненные органическими соединениями

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Для очистки сточных вод от органических загрязнений используются

два основных биологических метода – анаэробный и аэробный Мировой опыт использования анаэробных методов очистки сточных вод

не раз подтверждал эффективность их применения, особенно для сильно загрязненных сточных вод со значением ХПК более 2000 мг/л. Разработанные фирмой Enviro Chemie GmbH (Германия) очистные сооружения серии Биомар® являются дополнительным тому подтверждением Для России характерно использование аэробных методов очистки

сточных вод. Анаэробные методы реализованы лишь на нескольких предприятиях: Клинский пивзавод, завод йогуртов «Эрманн», пизавод «Эфес».

При выборе технологической схемы необходимо оценить преимущества и недостатки анаэробного и аэробного методов очистки сточных вод Перечень параметров, позволяющих произвести эту оценку, составлен, исходя из многолетнего опыта применения фирмой Enviro Chemie GmbH биологических методов очистки сточных вод в различных отраслях промышленности

8

ОРГАНИЗАЦИЯ-РАЗРАБОТЧИК Энвиро Хеми ГмбХ

АВТОР СТАТЬИ Чеботаева М.

АДРЕС Представительство: Россия, 620026, г.Екатеринбург, ул. Белинского, д. 83, 6 этаж, южное крыло; тел. (343)228-25-78, факс (343)228-25-79; E-mail: info@enviro-chemie.ru

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ 7-ой Международный симпозиум «Чистая вода России-2003», Екатеринбург, апрель 2003 г.

МЕСТО ХРАНЕНИЯ ООО НИЦ "ГЛОБУС" ВИД ОБРАБОТКИ Тезисы докладов

НОМЕР ДОКУМЕНТА 2440

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛА

3-х ступенчатый метод биологической очистки сточных вод BIOMAR®.

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ Очистка сточных вод пивоваренных заводов и предприятий по

9

производству напитков с получением биогаза, используемого для производства пара или электроэнергии

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ (РЕГЕНЕРИРУЕМЫЕ) ОТХОДЫ Сточные воды, содержащие органически примеси

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

На выставке Brau Beviale 2003 в Нюрнберге фирма Enviro-Chemie GmbH представила очистные сооружения, где применен 3-х ступенчатый метод очистки сточных вод BIOMAR®.

Данный метод эффективен для очистки сточных вод, образующихся на пивоваренных заводах и предприятиях, производящих напитки На первой ступени очистки органические загрязнения в анаэробных

условиях снижаются на 80-90%. Анаэробные бактерии преобразуют органические загрязнения в биогаз, который можно использовать для получения пара или электроэнергии. После первой ступени очистки сточная вода по качеству сравнима с бытовыми сточными водами, которые можно сбрасывать в городскую канализацию.

Если сточные воды требуется сбрасывать в поверхностные водоемы, то после 1-ой ступени очистки производится аэробная доочистка. При этом происходит окисление органических загрязнений, оставшихся в сточной воде после анаэробной ступени, и дальнейшее снижение загрязненности, благодаря чему сточная вода по степени очистки соответствует европейским нормам для сброса сточных вод в поверхностные водоемы. Более жесткие требования природоохранных органов к сбросу сточных вод в чувствительные экосистемы удается выполнить путем применения 3-ей ступени биологической очистки. На данной ступени аэробной очистки очищенные сточные воды фильтруются и затем обеззараживаются ультрафиолетом.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОДУКЦИИ Степень очистки сточных вод - 99%.

СВЕДЕНИЯ О ВНЕДРЕНИИ, УРОВНЕ РАЗРАБОТКИ Описанный метод очистки был разработан проектно-строительным

предприятием среднего бизнеса и уже успешно реализован на 2-х российских заводах. В настоящее время на стадии реализации находятся проекты в Скандинавии и Польше.

3-х ступенчатые очистные сооружения для очистки сточных вод Biomar® с производственным зданием, выполненные в виде компактного сооружения

ОРГАНИЗАЦИЯ-РАЗРАБОТЧИК Enviro-Chemie GmbH (Германия)

АДРЕС, ТЕЛЕФОН Wasserund Abwassertechnik In den Leppsteinswiesen 9 D-64380 Rossdorf Germany; Tel. +49-6154-6998-0; Fax. +49-6154- 6998-11; E-mail: sales@enviro-chemie.de – головной офис

10