Для инженерно-технических работников

Водоснабжение, канализация и газоснабжение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Метантенки служат для обеспечения свойств стабильности (незагниваемости) осадка при длительном его хранении либо обезвоживании в естественных условиях. Одновременно решается задача подготовки осадка к внесению в почву, так как после сбраживания усвоение элементов осадка растениями улучшается. Выделение газа (биогаза) является сопутствующим процессом, способствующим снижению затрат на подогрев сбраживаемой массы, регулируется в рамках программы обезвоживания, хранения и утилизации осадка и не функционирует самостоятельно и независимо.

Биологический процесс трансформации органических веществ при сбраживании осуществляется комплексом микроорганизмов, ведущая роль в котором принадлежит группе метанообразующих бактерий. Культивирование микроорганизмов этой группы представляет основную задачу службы эксплуатации. Устойчивый ход процесса обеспечивается выполнением ряда режимных параметров, важнейшими из которых являются нагрузка, сохранение и воспроизводство биомассы, условия перемешивания и поддержания температуры бродящей массы.

Качество сброженной смеси может быть оценено по остаточному газовыделению при длительном дображивании осадка, содержанию низших жирных кислот [391 и аммонийного азота, щелочности и рН осадка. Образование метана преимущественно идет через трансформацию уксусной (до 85 %) и пропионовой кислот. Нормальное содержание НЖК в сброженном осадке — не более 5—7 мг-экв/л; повышение количества кислот указывает на незавершенность процесса брожения либо на депрессирование его токсическими веществами. Наиболее распространенные депрессанты: соли тяжелых металлов, синтетические ПАВ, нефтепродукты, белковые соединения (навоз свинокомплексов и т. п.).

В реакциях образования метана из органических кислот и углекислоты участвует катион водорода, в связи с чем появление и накопление водорода в газе свидетельствует о разобщении восстановительных реакций и возможных нарушениях процесса. Для контроля могут использоваться показатели рН и содержания аммонийного азота.

В результате деструкции азотсодержащих веществ выделяется в среднем 1,2 % аммонийного азота на 1 г/л сухого вещества осадка

При содержании аммонийного азота в иловой воде порядка 500—600 мг/л рН жидкости повышается до 8—8,5. Общая щелочность, в результате изменения соотношения между карбонатной и гидратной составляющими, не всегда может служить достоверным показателем изменений в ходе брожения.

Выход газа по массе равен количеству сброженного беззольного вещества, что также может служить контролем для баланса входящей и выходящей массы органических веществ. Состав газа в нормальных условиях колеблется мало: 30—35 % СОг, 60— 65 % СН4, 1—2 % Н2, N2, СО. В благоприятных условиях выход СН4 повышается до 80 %, чему способствует перемешивание осадка путем рециркуляции газа, возврат части биомассы в метантенк, повышение количества активных микроорганизмов в объеме сооружения.

Рециркуляция иловой воды либо твердой части осадка является оперативным приемом повышения стабильности работы метантенка и средством борьбы с нарушениями процесса брожения. Биомасса метантенков способна развиваться на поверхности насадки [39], что может быть использовано в практике эксплуатации.

Перемешивание осадка осуществляется с целью выравнивания его состава (как средство борьбы с расслоением массы, образованием корки, равномерным распределением свежего осадка, ликвидации градиента температуры в процессе подогрева). Местные переуплотнения осадков до влажности порядка 90 % приводят к ухудшению выхода газа из микрообъемов, торможению брожения продуктами метаболизма микроорганизмов и т. п. явлениями. Длительность и интенсивность перемешивания выбирают по условиям загрузки и выгрузки осадка, предпочитая проводить загрузку и выгрузку в условиях вытеснительного режима (во избежание проскока несброженного осадка), а подогрев бродящей массы — при интенсивном перемешивании. Формирование графика загрузки, выгрузки, подогрева и перемешивания осадка целесообразно проводить в увязке с узлом обезвоживания осадков, с работой первичных отстойников и илоуплотнителеи. Обычно применяют трех- или четырехкратную выгрузку осадка из первичных отстойников, что и определяет цикличность операций на метантенках.

Технологический контроль за работой метантенков включает перечень санитарно-химических показателей состава и количества продуктов. В сыром осадке определяют: объемы осадков из первичных отстойников и избыточного активного ила, их температуру, среднюю влажность, зольность, содержание вредных компонентов (в соответствии с характером стоков промышленных предприятий), изредка содержание жиров, белков, углеводов либо элементный состав осадка. В сброженной смеси определяют влажность, зольность, рН, содержание азота аммонийных солей, количество НЖК, общую щелочность. В зависимости от схемы кондиционирования, обезвоживания и утилизации осадка может потребоваться определение удельного сопротивления фильтрации, гельминтологических  показателей,   содержания   азота,  фосфора, калия и   токсических   компонентов,   количества   семян   сорняков.

Эксплуатацию газового хозяйства, включая его утилизацию в местном теплоэнергетическом хозяйстве либо передачу близ-расположекным предприятиям, осуществляют согласно правилам, помещенным в восьмом разделе настоящего справочника.