Метантенки
Из всех анаэробных стабилизаторов наибольший интерес проектировщиков вызывают метатенки. И в СП им уделяется значительное внимание. Метантенки работают с искусственным подогревом, и они предназначены только для сбраживания осадка. Метантенки с технико-экономической точки зрения целесообразны на станциях производительностью более 10000 м3/сут. Обычно метантенк представляет собой круглую в плане емкость, наполовину заглубленную и наполовину обсыпанную (для соблюдения баланса земляных работ). Диаметры и глубины типовых метантенков составляют 10-20 м.
В процессе брожения осадка в метантенке образуется газ следующего состава: СН4 = 60-67%; СО2 = 30-33%; Н2 = 1-2%; N2 = 0,5%. Количество выделяемого газа составляет 0,9 л на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Газ отводится из сооружения газовой сетью и сжигается в котельной. Тепло от сжигания используется для подогрева метантенка и на другие нужды очистной станции. Теплотворная способность газа – 5500 ккал/м3.
Различают два температурных режима сбраживания осадка в метантенке:
мезофильный. В сооружении поддерживается температура t0=30-350C. Стабилизация осадка при этом достигается за 15-25 суток;
термофильный. Сбраживание осуществляется при температуре t0=50-550C. Продолжительность стабилизации составляет 7-10 дней.
Каждый режим имеет свои достоинства и недостатки. При термофильном режиме достигается более высокая скорость распада органического вещества осадка, что позволяет уменьшить объем сооружения. Кроме этого, достигается полная дегельминтизация осадка, в том время как в мезофильных условиях погибает только 50-80% яиц гельминтов. С другой стороны, осадок, сброженный в термофильных условиях, потом труднее обезвоживается, т.к. имеет однородную, коллоидную структуру. Для поддержания термофильных условий необходим дополнительный подвод тепла в сооружение; при мезофильном - достаточно теплоты, получаемой при сжигании газа брожения.
Газ поступает из метантенка в сеть неравномерно. Для выравнивания давления в сети используют аккумулирующие газгольдеры. Мокрый газгольдер состоит из резервуара с водой и колокола над ним. Колокол может передвигаться вертикально на роликах по направляющим. Вес колокола уравновешивается противодавлением газа под ним. Поэтому изменяется только объем газа под колоколом, а давление там и во всей сети сохраняется постоянным. Газгольдеры рассчитываются на 2-х или 4-х часовой приток газа и на давление Р=1,5-2,5 кПа (килопаскаля).
Количество метантенков и газгольдеров принимается не менее 2-х, все сооружения являются рабочими. Сооружения взрывоопасны, поэтому их размещают на расстоянии не менее 40 м от зданий и огораживают.
В настоящее время на существующих очистных станциях не удается пока наладить удовлетворительную работу метантенков: процесс распада органического вещества в них проходит недостаточно глубоко (возможно, это связано с недостаточной изученностью процесса сбраживания). По этой причине метантенки в новые проекты пока не закладываются. Тем не менее, метантенки не считаются морально устаревшими сооружениями, в СП им уделяется большое внимание. Метантенки значительно экономичнее аэробных стабилизаторов а, значит, имеют перспективу. (Энергоемкость аэробных стабилизаторов значительно выше: необходима постоянная работа компрессоров). В настоящее время возрос интерес ученых к анаэробной стабилизации осадка, есть интересные публикации, касающиеся оптимизации работы метантенков.