Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
3. Биологическая очистка СВ в анаэробных услови...doc
Скачиваний:
28
Добавлен:
30.08.2019
Размер:
246.78 Кб
Скачать

Кинетические параметры роста анаэробных

микроорганизмов

Группа микроорганизмов

μmax,

сут−1

Y,

кг/кг ХПК

Ks,

кг ХПК/м3

b,

сут−1

Кислотогенные бактерии

2,0

0,15

0,20

0,40

Метаногенные бактерии

0,1−0,4

0,03

0,05

0,02

Анаэробный консорциум в целом

0,1−0,4

0,04−0,08

0,03

3.4. Конструкции современных анаэробных биореакторов

Типичным представителем анаэробных биореакторов первого поколения является метантенк, который широко применяется и в настоящее время в производстве биогаза сбраживанием сельскохозяйственных отходов и осадков сточных вод (см. гл. 13). Анаэробные биореакторы второго поколения принципиально отличаются тем, что их конструкция предусматривает удержание биомассы метанового биоценоза в реакционном пространстве путем использования разнообразных инженерно-технических решений.

Концентрация микроорганизмов в реакционном объеме является важнейшим фактором, определяющим производительность анаэробного биореактора и продолжительность обработки стоков. В биореакторах второго поколения низкая удельная метаболическая активность метанового биоценоза компенсирована высокой концентрацией биомассы в аппарате. В современных анаэробных биореакторах концентрация активного ила по сухой массе достигает 100 кг/м3 и более (для сравнения в аэротенках − 2−4 кг/м3). Такая высокая концентрация ила недостижима в аэробных сооружениях из-за лимитации роста и размножения микроорганизмов кислородом.

Разработаны различные методы удержания биомассы микроорганизмов в реакционном объеме биореактора:

1) формирование биопленки на поверхности частиц носителя (подвижных (псевдоожиженных) или неподвижных);

2) удержание флокул биомассы в пустотах неподвижного загрузочного материала;

3) ультрафильтрация выводимой из аппарата жидкости через синтетические мембраны;

4) применение газоилоотделительных устройств, обеспечивающих формирование в аппарате агрегатов клеток (компактных флокул и гранул) с высокой седиментационной способностью.

В начале 80-х гг. XX в. зарубежными учеными был разработан ряд конструкций высокопроизводительных анаэробных биореакторов. К настоящему времени в Западной Европе сотни таких аппаратов успешно функционируют в составе промышленных установок для очистки стоков различных производств.

Распространенными типами анаэробных биореакторов являются:

− биореакторы с прикрепленной биомассой − анаэробные биофильтры с неподвижным слоем загрузки, биореакторы с псевдоожиженным слоем носителя;

− биореакторы с гранулированной биомассой активного ила;

− комбинированные биореакторы.

В качестве загрузки (носителя) для закрепления биопленки и улавливания флокул активного ила используют самые разнообразные материалы: пластмассовые керамические элементы (гофрированные или гладкие кольца, трубы, листы), пенополиуретан, «Ерши» и «Вии» из стекловолокна или синтетических нитей, гранулы из вспененных и композиционных материалов, синтетические ткани и нетканые материалы, активированный уголь, специальные носители из обожженного пористого стекла (материал SIRAN) и т. д.

В настоящее время за рубежом уделяется большое внимание разработке и производству специальных видов носителей для закрепления (иммобилизации) микроорганизмов.

Рассмотрим конструкции основных типов анаэробных биореакторов.