Усовершенствование традиционной технологии сбраживания в одноступенчатом метантенке
повышение температуры сбраживания
эффективности перемешивания осадка в метантенке
переход на его непрерывную загрузку и выгрузку
повышение концентрации загружаемого осадка и биомассы микроорганизмов за счет ее рециркуляции или удержания на носителях
подготовка осадка к сбраживанию
Пробовали несколько ступеней метантенков с чередованием мезо- и термофильных режимов, в итоге лучшее термо-мезофильный режим. Разработчики предложили при применении 2х ступеней такую штуку: разделить разложение кислотогенной фазы на первой стадии, на 2ой стадии метаногенез. Это 2х фазное анаэробне сбраживание. Разделяют разные бактерии 2х видов бактерий, им так лучше.
Фазовое разделение процесса сбраживания:
Термофильно-мезофильное сбраживание. При этом процесс проводится при 55-60 градусах в течении 2-3х суток в 1 ступени метантенков и при 35-37 град в течении 10-14 суток во 2ой ступени. Нагрузка на 1ой фазе 10-30кг/м3сут по органике, на 2ой фазе 2-4кг/м3сут.
Схема 2х фазного анаэробного сбраживания:
На первой ступени лучше использовать экстратермофильный режим (65град), тогда 1 фаза идет чуть больше половины суток. Чтоб облегчить эксплуатацию и сократить место строительства совмещают метантенк, дом обслуживания и газгольдеры в одно сооружение (блокируют).
Есть еще способы улучшения работы метантенков:
Твердофазная метаногенерация. Метод находится в стадии изучения в лабораториях
Способы деструкции клеток микроорганизмов самого активного ила. Термическая деструкция при температурах от 100 до 180 град в течении 30-60мин, при этом ХПК иловой воды увеличивается с 50 до 2500(при 100 град) и 7400(при 180 град) мг/л. Механическая деструкция путем удара струи активного ила с использованием установки типа шаровой мельницы с размерами частиц от 0,1 до 3мм и скоростью вращения до 2500 об/мин, в результате кол-во растворимого протеина увеличивается до 45%. Ультразвуковая деструкция с использованием в качестве излучения пьезокерамического элемента с рабочей частотой 20кГц.
Еще проблема использования метантенков: утилизация биогаза. Биогаз с ОС обычно содержит более 25% углекислого газа и он не воспламеняется. Но разделив фазовое разделение мы поднимем процент метана в составе газа. Теплотворная емкость метана составляет 36 кДж/м3. Эта же величина биогаза изменяется от состава биогаза: метана 65% - 33,3 кДж/м3. Биогазом можно нагревать метантенк, но он еще м.б. еще и источником энергии. Если его хотят использовать как энергию, то нужны еще средства удаления из него некоторых компонентов. Для использования газа для сушки осадка, для подогрева метантенка используется котел для биогаза. Оборудование д.б. коррозионно стойким, если биогаз предполагается использовать для электроэнергии, то используют газовые турбины, из биогаза требуется удаление воды, сероводорода и пыли. Если биогаз для последующего использования требуется хранить под давлением, то надо удалить воду, углекислый газ, сероводород и металлы.
Технологические схемы:
Схема механического обезвоживания осадка
1—метантенк; 2—сборный резервуар; 3—плунжерный насос; 4 — подача воды; 5—подача сжа-того воздуха; 6—промывка осадка; 7 — уплотнитель; 8—резервуар уплотненного осадка; 9 — подачакоагулянта; 10—отделение коагулирования; 11—вакуум-фильтр; 12— транспортер; 13—подачав отделение термической сушки
1- подача сточной воды; 2 - решетка и песколовка; 3 - первичный отстойник; 4 - аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 - очищенные сточные воды; 7 - избыточный активный ил;
8 - уплотнитель; 9 - иловая вода; 10 - стабилизатор; 11 - осадок из первичного отстойника; 12 - стабилизированный осадок; 13 - циркуляция уплотненного осадка; 14 - метантенк