4. Переработка твердых отходов.

На данный момент существует три основных способа переработки твердых бытовых и промышленных отходов биологическим методом. Это компостирование и анаэробное сбраживание органических отходов и Механическо-биологическая (МБ) обработка.

Компостирование является анаэробным процессом, при котором большая часть способного к разложению органического углерода в отходном материале преобразована в диоксид углерода (CO2). Метан образуется в анаэробных участках компоста, однако в большинстве случаев метан окисляется в тех же участках компоста.

Анаэробная сбраживание органических отходов ускоряет естественное разложение органического материала без участия кислорода с помощью сохранения показателей температуры, содержания влаги и уровня pH, близких к их оптимальным значениям.

Механическо-биологическая (МБ) обработка отходов становится все более популярной в Европе. При МБ обработке отходный материал подвергается серии механических и биологических процессов, нацеленных на снижение объема отходов, а также на стабилизацию для снижения выбросов при конечном удалении. Данные процессы варьируются в зависимости от применения. В основном, механические процессы разделяют отходный материал на составляющие, которые затем проходят последующую обработку (компостирование, анаэробную обработку, сжигание, переработку). Такие процессы включают сепарацию, измельчение и дробление материала. Биологические процессы включают компостирование и анаэробную обработку. Компостирование может происходить на свалках и сооружения по переработке компоста с оптимизацией условий процесса, а также фильтрацией образующегося газа.

Выбор наиболее экологичного метода для переработки твёрдых отходов заключается в оценке выделения выброса метана и N2O в среду в результате мероприятий по биологической обработке сырья.

5. Принципы применения и типы биотехнологических установок и методов для очистки газовоздушных выбросов.

Биологические методы очистки воздуха базируются на способности микроорганизмов разрушать в аэробных условиях широкий спектр веществ и соединений до конечных продуктов СО2и Н2О.

Схема очистки газового выброса

Для биологической очистки воздуха применяют три типа установок: биофильтры, биоскрубберы и биореакторы с омываемым слоем.

• Биофильтры. Основным элементом биофильтра для очистки воздуха является фильтрующий слой, который сорбирует токсические вещества из воздуха. Далее эти вещества в растворенном виде диффундируют к микробным клеткам, включаются в них и подвергаются деструкции. В качестве носителя для фильтрующего слоя используют природные материалы – компост, торф и др. Воздух, подлежащий очистке, подается вентилятором в систему, проходит через фильтрующий слой в любом направлении, снизу-вверх или наоборот. При этом воздух должен проходить через всю массу фильтрующего слоя равномерно. Поэтому требуется однородность слоя и определенная степень влажности.

• Биоскрубберы по сравнению с биофильтрами занимают меньшую площадь, так как представляют собой башни высотой в несколько метров. Эксплуатационные затраты при использовании биоскрубберов выше, так как процесс биоочистки воды требует существенных затрат. Применение биоскрубберов эффективно при наличии в воздухе хорошо растворимых токсических веществ. Производительность биоскрубберов существенно выше по сравнению с биофильтрами, при этом эффективность очистки также высока. Биоскрубберы отличаются от биофильтров тем, что представляют собой систему из двух аппаратов. Первый аппарат представляет собой скруббер (абсорбционную колонну), где загрязняющие вещества абсорбируется в водной фазе и второй – это биореактор, обычно блок очистки с активным илом, где соединения деградируют. Для повышения эффективности улавливания в воду могут вводиться специальные абсорбционные добавки. Для обеспечения активной жизнедеятельности микроорганизмов в растворе поддерживается определенная минимальная концентрация биогенных веществ: азота и фосфора. Очищенный абсорбент вновь подается на орошение в абсорбер. Установка имеет замкнутый цикл циркуляции абсорбента и не имеет стоков.

• Биореакторы с омываемым слоем. Наиболее перспективными для очистки воздуха являются биореакторы с омываемым слоем. Эти установки, практически не уступая в степени очистки, характеризуются более высокой удельной производительностью (несколько тысяч кубометров очищаемого воздуха в час). Такие малогабаритные установки очень эффективны для очистки воздуха предприятий интенсивного животноводства. Биореактор с омываемым слоем отличается от обычного биофильтра только тем, что биопленка, которая образуется на поверхности синтетической загрузки, не способна обеспечить микроорганизмы требуемыми питательными веществами, поэтому они должны подаваться с водой, которая постоянно циркулирует через реактор при прямо- или противоточном течении относительно газового потока. При этом избыточная биомасса удаляется с поверхности загрузки, что предотвращает её засорение и увеличивает срок службы.