8.4.2. Технологические схемы анаэробного сбраживания осадков.

В нашей стране для обработки осадков метатенки используются начиная с 1928 г. В настоящее время они эксплуатируются в Москве, Сочи, Ярославле, Череповце и ряде других городов России.

Различают две принципиальные технологические схемы анаэробного сбраживания - одноступенчатое и двухступенчатое (многоступенчатое) сбраживание. Эти схемы представлены на рис.8.8.

Рис.8.8 Принципиальные схемы анаэробного сбраживания.

а - одноступенчатое сбраживание, б - двухступенчатое сбраживание; 1 - загрузка осадка,

2 - метатенк 1 ступени, 3 - биогаз, 4 - теплоноситель, 5 - выгрузка осадка из метатенка

1 Ступени, 6 - метатенк п ступени, 7 - выгрузка сброженного осадка.

Продолжительность процесса сбраживания в одноступенчатых метатенках достигает 30-50 сут., а нагрузка по беззольному веществу составляет 0,7-1,3 кг/м³. Эти устройства эксплуатируются практически без перемешивания и с небольшим подогревом. Для них характерен довольно глубокий распад органического вещества, загружаемого осадка (до 50%), хорошее расслоение осадка и его уплотнение в нижней части резервуара. Кроме того, в одноступенчатых метатенках появляется возможность отделения иловой воды и уменьшаются объемы сброженных осадков.

Обычные одноступенчатые метатенки представляют собой низконагруженные системы, поэтому их изготовляют в виде емкостей большого объема, что приводит к высоким строительным затратам.

Для устранения этого недостатка используют высоконагруженные метатенки, в которых интенсификация процесса сбраживания достигается за счет хорошего подогрева осадка, создания систем непрерывного перемешивания для равномерного распределения осадка и улучшения контактов микроорганизмов со сбраживаемым субстратом и перехода на непрерывную загрузку (или сокращаются интервалы между загрузками).

Обычно время обработки осадков в таких метатенках лежит в пределах 15-20 сут., однако в ряде случаев продолжительность обработки осадков возможно снизить до 4-7 сут.

Следует однако отметить, что в высоконагруженных метатенках не происходит расслоения осадка и отделения иловой воды, в связи с чем технологическая схема предусматривает применение метатенка П ступени, т.е. переход на двухступенчатое сбраживание.

В отечественной практике в технологическую схему обработки осадков обычно последовательно включают 2, 3 или 4 метатенка в зависимости от требуемой производительности (см.табл.8.7)

Таблица 8.42

Требуемые объемы и число метатенков для станций аэрации различной производительности

Производительность станции аэра-	Мезофильный режим сбраживания (t = 32 - 35 оС)		Термофильный режим сбраживания (t = 52 - 55 оС)
ции, тыс.м3/сут.	объем метатенков, м3	число метатенков	объем метатенков, м3	число метатенков
50	1100 или 2500	4 или 2	1100	2
70	2500	3	1100	3
100	2500 или 5000	4 или 2	1100 или 2500	4 или 2
140	5000	3	2500	3
200	5000 или 9000	4 или 2	2500 или 5000	4 или 2
280	9000	3	5000	3
400	9000	4	5000 или 9000	4 или 2
560	-	-	9000	3
800	-	-	9000	4

Принятые в отечественной практике обработки осадков технологические схемы, включающие высоконагруженные метатенки, предусматривают равномерную загрузку осадка во все резервуары метатенков по напорному трубопроводу. Одновременно с загрузкой исходного осадка под гидростатическим давлением происходит выгрузка из метатенка сброженного осадка. Подогрев и горизонтальное перемешивание осадка в метатенке осуществляют острым паром, а вертикальное перемешивание - центробежыми насосами. Образующийся биогаз рекомендуется направлять в котельные очистных сооружений для сжигания в качестве топлива.

Конструктивно метатенки обычно представляют железобетонные или стальные вертикальные резервуары цилиндрической формы с жестким перекрытием и коническим или плоским днищем. Схема метатенка представлена на рис.8.9

Рис.8.9. Схема метатенка

1 - трубопровод для подачи осадка в метатенк, 2 - трубопроводы для выпуска сброженного осадка, 3 - устройство для выпуска газа из метатенка, 4 - устройство с мешалкой для перемешивания бродящей массы осадка, 5 - трубопровод для подвода теплоносителя.

Гипрокоммунводоканал разработал типовые одноступенчатые цилиндрические метатенки объемом 1100, 2500, 5000 и 9000 м . За рубежом используют также метатенки других конструкций, например, шарообразной, грушеобразной и яйцевидной формы.