Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 129 )

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение БПК/ХПК.

Эксплуатационные данные

Согласно имеющимся сведениям, возможна нагрузка до 60 кг ХПК/м3 в день, но более типичный объем нагрузки составляет 10 кг ХПК/м3 в день со временем прибывания в реакторе сточных вод 4 часа.

В таблице 7.60 приведены сообщенные эксплуатационные данные реактора с UASB в секторе пивоварения.

Таблица 7.60 - Сообщенные эксплуатационные данные реактора с UASB в секторе пивоварения

Начальная нагрузка (кг ХПК/м3 в день)	5-10
Конечное значение ХПК (мг/мл)	500-1000
Ил, образовавшийся на кг сниженного ХПК (ВВ/кг)	0,04-0,08
Необходима дальнейшая очистка сточных вод перед отведением сточных вод в водные объекты

Одним из недостатков реакторов с UASB является чувствительность метода к содержанию в сточных водах жиров. Содержание жира в сточных водах должно быть ниже 50 г/л, в противном случае жир будет оказывать негативное воздействие на процесс очистки. С другой стороны одним из преимуществ процесса является образование сгустков. Это позволяет не только быструю реактивацию работы после долгих перерывов, но также и продажу сгустков ила, например, для введения в новые системы.

Применимость

В частности, этот процесс подходит для сточных вод с не большим содержанием твердых веществ и относительно низкими уровнями ХПК (< 2000 мг/л), а также при наличии небольшой площади поверхности. В настоящее время в секторе ППНМ больше всего используют реакторы с придонным слоем организмов.

Примеры предприятий

Применимы в секторах по производству мяса, фруктов и овощей, пива, крахмала и сахара.

Справочная литература

[13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г., 136, СВМС – Пивовары Европы, 2002 г., 208, CIAA-AAC-UFE, 2003 г.]

7.5.3.2.5 Реакторы с внутренней циркуляцией (IC) (Т 23)

Описание

Существует особая схема процесса с UASB (см. раздел 7.8.3.2.4), т. е. реакторы с IC, в которых два реакторных отделения с UASB можно разместить друг над другом, с загрузкой верхнего и нижнего отделения. Биогаз, накапливающийся на первой стадии, обладает подъемной силой, в результате приводя к внутренней рециркуляции сточных вод и ила. Отсюда и название процесса.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение БПК/ХПК.

Эксплуатационные данные

Одним из основных преимуществ процесса реакторов с IC является саморегулирование независимо от изменений входных потоков и нагрузок. При увеличении нагрузки также увеличивается количество метана, скорость рециркуляции и вследствие этого ослабление входящей нагрузки. Типичные объемы нагрузки в этом процессе составляют 15-35 кг ХПК/м3 в день.

Применимость

Широко применимы в секторе ППНМ.

Справочная литература

[13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г.]

7.5.3.2.6 Комбинированные реакторы с UASB (Т24)

Описание

Смешанный процесс представляет собой разновидность обычного UASB (см. раздел 7.8.3.2.4). Процесс включает зону с загрузкой над основной свободной зоной. Это позволяет скопление и удерживание негранулированных бактерий, которые в обычных реакторах с UASB вымывались бы. В нижней зоне с илом происходят такие же процессы, что и в обычных реакторах с UASB. Здесь происходит биологическое разложение органических веществ. Микроорганизмы в зоне загрузки отвечают за доочистку, задержку биологических твердых веществ и предотвращение вымывания биомассы из реактора.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение БПК/ХПК.

Эксплуатационные данные

Анаэробные смешанные системы являются высокоскоростными системами со стандартными объемами нагрузки с 10-25 кг ХПК/м3 в день.

Применимость

Широко применимы в секторе ППНМ.

Справочная литература

[13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г.]

7.5.3.2.7 Реакторы с псевдоожиженным слоем и реакторы с увеличенным придонным слоем (Т25)

Описание

Эти реакторы похожи на анаэробные фильтры (см. раздел 7.5.3.2.3). Если частицы и биомасса полностью смешиваются, процесс называется псевдоожиженным слоем, в то время как частично смешанная система известна под названием увеличенный придонный слой.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение БПК/ХПК и стабилизация отходов.

Эксплуатационные данные

Для достижения высоких показателей соотношения объема и времени (15-35 кг ХПК/м3 в день), крайне важно заполнить метановые реакторы постоянным объемом надлежащим образом подкисленных сточных вод без содержания ВВ. По этой причине все крупномасштабные системы спроектированы как двухступенчатые системы, т. е. с отдельной стадией подкисления.

В реакторах с псевдоожиженным слоем материал-носитель постоянно находится в движении с увеличением слоя на 50% или более. Материал-носитель (обычно песок, иногда может быть пемза или пластиковые брикеты) держат в подвешенном состоянии при помощи высокой скорости рециркуляции. Рециркуляция должна быть достаточно быстрой, чтобы удерживать материал-носитель в подвешенном состоянии, но необходимо не допустить чрезмерной циркуляции, чтобы биомасса не отсоединилась от материала-носителя.

Реакторы с увеличенным придонным слоем также содержат загрузку, песок или синтетические пластиковые материалы. Часто используют легкие материалы для минимизации скорости восходящего потока для разжижения слоев с размерами частиц от 0,3 до 1,0 мм.

Применимость

Применимы на установках в секторе ППНМ для сточных вод с невысоким содержанием загрязняющих веществ и средней ХПК 1500-3600 мг/л.

Примеры предприятий

Применимы в секторе по производству сахара.

Справочная литература

[13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г., 65, Германия, 2002 г.]

7.5.3.2.8 Расширенный слой гранулированного ила (EGSB) (Т26)

Описание

В реакторах с EGSB используется гранулированный ил такого же типа, что и в реакторах с UASB (см. раздел 7.5.3.2.4), но они работают с намного большей толщиной гранулированного ила и более высокой интенсивностью подъема воды. В реакторе для ферментативного разложения используются рециркулируемые сточные воды. Реактор снабжен трехфазным сепаратором (твердые, жидкие и газообразные вещества).

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение БПК/ХПК и концентрации азота. Снижение энергопотребления вследствие генерирования энергии в результате сгорания метана на установке генерирования тепла и электричества (ГТЭ), например, на заводах по производству спирта из патоки.

Эксплуатационные данные

Согласно имеющимся сведениям, объемы нагрузки составляют до 30 кг ХПК/м3 в день. Интенсивность подъема воды составляет 3 м/ч, по сравнению с 1 м/ч в реакторе с UASB. В реакторах с EGSB начальная фаза и фаза адаптации кратковременны.

В таблице 7.61 приведены сообщенные эксплуатационные данные реакторов с EGSB в секторе пивоварения.

Таблица 7.61 - Сообщенные эксплуатационные данные реакторов с EGSB в секторе пивоварения

Начальная нагрузка (кг ХПК/м3 в день)	15-25
Конечное значение ХПК (мг/мл)	500-1000
Ил, образовавшийся на кг сниженной ХПК (ВВ/кг)	0,04-0,08
Необходима дальнейшая очистка сточных вод перед отведением в водные объекты

На заводах по производству спирта из патоки реакторы с EGSB очищают конденсат из конденсатора и после дистилляции/ректификации. Реактор снижает ХПК и нагрузку по азоту в аэротенке с нисходящим потоком. Вырабатываемый метан сгорает в установке ГТЭ, генерируя электричество и тепло. Высокая эффективность реактора приводит к образованию незначительного количества избыточного анаэробного ила. В данном примере он концентрируются в отстойнике и используется в сельскохозяйственных целях или вывозится для дальнейшей обработки на КОССВ.

Применимость

Широко применимы в секторе ППНМ.

Движущая сила внедрения

Снижение затрат на очистку сточных вод и приемлемое соответствие допустимым нормативам отведения сточных вод.

Примеры предприятий

Применимы в секторах по производству сахара, безалкогольных и алкогольных напитков и пива.

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г., 136, СВМС – Пивовары Европы, 2002 г.]

7.5.3.3 Смешанные аэробно-анаэробные процессы

7.5.3.3.1 Мембранные биологические реакторы (MBR) (Т27)

Описание

MBR являются разновидностью обычной очистки сточных вод в аэротенке, при этом в корпус реактора помещен ряд мембранных модулей или патронов. После биологической очистки сточная вода с микроорганизмами откачивается под статическим давлением напора в мембранную установку, в которой отделяются ВВ, микроорганизмы и очищенная сточная вода. Далее происходит отведение очищенных сточных вод и отделенную суспензию культуру откачивают назад в биореактор. MBR могут работать в аэробном или анаэробном режимах, тем самым увеличивая диапазон соответствующих химикатов, например, используемых для очистки мембран при биологической очистке.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение БПК/ХПК.

Воздействие на различные экологические среды

Энергопотребление больше, чем при обычной очистке сточных вод в аэротенке, образование дополнительных сточных вод в результате загрязнения мембран микроорганизмами.

Эксплуатационные данные

MBR работают с разными объемами нагрузок и могут достигнуть высокой степени очистки разными способами, т. е. повышенное статическое давление увеличивает количество растворенного кислорода, тем самым способствуя массопередаче; использование кислорода вместо воздуха и многоступенчатой системы оптимизирует процесс. При очистке от масла и жиров их концентрации в сточных водах могут быть снижены менее чем до 15 мг/л.

MBR обеспечивают высокоэффективное отделение биомассы. В реакторе с восходящим потоком концентрация биомассы в десять раз больше, чем концентрация обычно достигаемая в обычном реакторе с суспензионной культурой. При использовании MBR не требуется вторичного осаждения, и можно достигнуть высоких уровней СВВТЧ, т. е. 12-17000 мг/л. На рисунке 7.39 показана упрощенная схема технологического процесса в MBR.