Переработка ила в удобрения

Обновлено: 05.10.2024

О.А. Федяева
Промышленная экология
Конспект лекций. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. — 145 c.

3.5. Утилизация осадков сточных вод и активного ила

Утилизация осадков сточных вод и избыточного активного ила часто связана с использованием их в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом. В качестве удобрения можно использовать те осадки сточных вод и избыточный активный ил, которые предварительно были подвергнуты обработке, гарантирующей последующую их незагниваемость, а также гибель патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов.

Наиболее эффективными способами обезвреживания отходов, образующихся при очистке сточных вод, являются обработка негашеной известью, аммиачной водой, тиазоном, термическая сушка. Перспективные технологические способы обезвоживания осадков и избыточного активного ила, включающие использование барабанных вакуум-фильтров, центрифуг, с последующей термической сушкой и одновременной грануляцией позволяют получать продукт в виде гранул, что обеспечивает получение незагнивающего и удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву органоминерального удобрения, содержащего азот, фосфор, микроэлементы.

Наряду с достоинствами, получаемого на основе осадков сточных вод и активного ила удобрения, следует учитывать и возможные отрицательные последствия его применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ, в частности ядов, химикатов, солей тяжёлых металлов. Кроме того, осадки содержат яйца гельминтов и другую патогенную фауну, имеют неприятный специфический запах. В процессе хранения на иловых картах, и особенно при компостировании с опилками, корой, торфом санитарное состояние ила улучшается, а тяжёлые металлы переходят в связанное состояние, малодоступное для поступления в растения. Поэтому грамотное применение в сельском хозяйстве в условиях дефицита минеральных и органических удобрений, истощения и загрязнения почв является не только экологически приемлемым методом утилизации ила, но и экономически выгодным, позволяющим улучшать структуру почв и получать дополнительные урожаи.

Проблема очистных сооружений – избыточные иловые осадки

Ни для кого не секрет, что на сегодняшний день почти треть населения Земли испытывает нехватку такого жизненно важного ресурса, как вода. Бережливое рациональное водопользование, включающее в себя и эффективные технологии водоочистки, – настоятельная необходимость.

Однако, выполненные согласно современным технологиям очистные сооружения, возвращая в природу чистую воду, генерируют отходы, самыми неприятными из которых являются активные илы, отработанные или избыточные, вместе образующие т.н. ОСВ – осадки сточных вод.

На каждый килограмм суммарных органических загрязнителей в аэротенке, где происходит отстаивание стоков, образуется 350 грамм активного ила. Поддержание баланса активного ила – один из важнейших факторов работы очистных сооружений, потому что как недостаток, так и избыток его негативно влияют на процесс водоочистки. Таким образом, образующийся избыточный ил все время приходится отводить из аэротенков, депонируя в картах хранения.

Ил очистных сооружений – сложноорганизованный конгломерат живых организмов на неживой основе, связанных метаболическими и трофическими процессами. Он генерируется в значительных количествах, измеряемых миллионами тонн в год, и относится к отходам IV класса опасности. Не обладая ярко выраженной патогенностью, в отличие от ила первичных отстойников, он, тем не менее, может содержать болезнетворные микроорганизмы и яйца гельминтов. Сухой остаток активного ила на 70—90% состоит из органических веществ и на 10—30% из неорганических веществ. Содержание органического углерода – более 60%. Все это делает активный ил достаточно ценным вторичным ресурсом. Утилизация иловых осадков возможна различными способами, от выбора которого зависит рентабельность производства.

Утилизация ила очистных сооружений: преимущества и недостатки существующих методов

Существует несколько способов утилизации избыточного активного ила (ИАИ):

депонирование на иловых картах
биологическая переработка илов очистных сооружений анаэробными микроорганизмами в метантенках
термические методы (технологическое сжигание или пиролиз илов)

Наиболее перспективными в отношении переработки ИАИ представляются термические методы. В силу высокого содержания летучих твердых веществ (VS) и коллоидных веществ, образующихся в ходе ферментации, избыточный активный ил с трудом поддается механическим типам обезвоживания. Для облегчения этого процесса его смешивают с первичным илом, но это привносит патогенные характеристики в смесь. Кроме того, если в Европе существует успешная практика использования компостов на основе иловых осадков очистных сооружений в сельском хозяйстве, то в России, согласно законодательству, в аграрном секторе такие компосты использовать нельзя – в силу недостаточной очистки на локальных очистных сооружениях и накопления в иловых осадках тяжелых металлов и других неорганических загрязнителей. Ресурс депонирования иловых осадков на картах полигонов в значительной степени в России исчерпан. Таким образом, на первый план логически выходят методы утилизации, кардинально сокращающие первоначальные объемы иловых осадков и среди них, конечно, термические, которые подразделяются на две большие группы – инсинерацию и термическую деструкцию (осушку методом пиролиза).

Интересно, что химический состав активных илов, участвующих в процессе очистки стоков с разным составом, достаточно сходен между собой. Так, у очистных сооружений завода по производству азотных удобрений ил соответствует формуле C₉₀H₁₆₇O₅₂N₂₄S₈, у очистных коксохимзаводов -C₉₇H₁₉₉O₅₃N₂₈S₂, а в отстойниках муниципальных очистных сооружений – C₅₄H₂₁₂O₈₂N₈S₇. Это облегчает поиск универсальных решений, какими традиционно являются термические технологии.

Инсинерация илов очистных сооружений применяется достаточно давно. В Санкт-Петербурге действуют три завода по сжиганию иловых осадков очистных сооружений, первый из которых, на острове Белый был запущен еще в 1997 г. Илы, содержащие большой процент органического углерода в сухом остатке, легко поддаются инсинерации со значительным уменьшением первоначального объема. Однако, в силу способности удерживать влагу, после механического обезвоживания ил сохраняет 2/3 воды и тем затрудняет инсинерацию.

Традиционно иловые осадки сжигают в печах с псевдокипящим слоем, которые хотя и являются эффективным экологическим оборудованием, достаточно капризны к условиям ведения процесса и требуют дорогостоящих запасных частей и расходных материалов (песка). Кроме того, в силу высокого содержания в илах солей тяжелых металлов, образования при горении смол, а также в силу общего недостатка технологии – образования диоксинов – инсинерация ила не может рассматриваться как оптимальное решение, так как требует мощного и дорогостоящего узла газоочистки. Поиски альтернативных решений в области термических технологий ведут в сторону термической деструкции или сушки осадков.

Технологии пиролиза также давно известны и применяются в разных сферах промышленности. Суть их заключается в нагреве исходного сырья в бескислородной атмосфере, препятствующей горению. Подводный камень технологии, успешно обойденный немногими производителями – в объемах перерабатываемого сырья. Если изготовить пиролизное оборудование утилизации иловых осадков периодического типа (тигельную вертикальную печь) с парой рабочих циклов в сутки относительно легко, установка непрерывного пиролиза, удовлетворяющая потребностям промышленного производства, является достаточно технологически емким оборудованием.

Компания IPEC предлагает наиболее эффективный и экологически безопасный способ утилизации ИАИ – сушка иловых осадков в установке пиролиза непрерывного действия УТД-2 с дополнительным ректором. Данный процесс не сопровождается образованием пиролизного топлива. Его продуктом является карбонизированный гидрофобный сухой остаток V класса опасности (не опасный), что подтверждается результатами ряда испытаний, проведенных на производственной площадки компании.

Установка УТД-2 имеет блочно-модульную конструкцию и состоит из двух реакторных аппаратов, в одном из которых осуществляется подготовительная сушка илов, а в другом – карбонизация. Возможно проведение процесса в одном реакторном модуле, разделенном на зону осушки и зону карбонизации.

Основные этапы технологического процесса переработки активного ила

Перемещение исходного сырья (активного избыточного ила) по реактору осуществляется системой герметизированных шнеков.
Отходы поступают из шламонакопителя по системе шнеков в реактор, где высушиваются теплом горелок топки, пламя которых не соприкасается с перерабатываемыми материалами.
При продвижении отходов по камере реактора происходит их осушка и расщепление длинных молекул углеводородных соединений на более короткие.
Пиролизный газ и пары отводятся из камеры реактора через конденсатор и сепаратор, где происходит отделение и конденсация жидкой фракции.
Сухой остаток продвигается далее по камере реактора и после выхода из реактора также герметичным шнеком направляется в золоприемник.

Преимущества осушки ила на пиролизной установке УТД-2

Значительное уменьшение объемов исходного отхода и полное необратимое обезвоживание (продукт имеет гидрофобные свойства). Это важно, так как необработанные термически обезвоженные иловые осадки при депонировании на картах полигонов имеют свойство впитывать атмосферную воду и стойко ее удерживать, увеличивая свой объем.
Полностью обеззараживает ил сушка, удаляя патогенные микроорганизмы.
Осушка в пиролизной установке без прямого контакта отхода с пламенем не генерирует опасных выбросов, свойственных инсинерации, таких как диоксины.
Благодаря гибко настраиваемому автоматическому режиму работы установки можно регулировать необходимую степень осушки в зависимости от требуемых свойств получаемого продукта.

Установки термической деструкции (УТД) производства IPEC имеют высокую степень заводской готовности. Монтаж на объекте включает в себя только подготовку площадки и подведение инженерных сетей.

Санитарно-защитная зона Установки мала, так как ее выбросы – продукты горения природного газа или дизельного топлива, используемых для разогрева отходов. Они не зависят от состава сырья, подаваемого на переработку.

Установка утилизации ила УТД-2 отличается низким энергопотреблением, суммарно 35 кВт. Для ее обслуживания в автоматическом режиме достаточно смены из двух операторов с невысокой степенью квалификации.

Ознакомиться с модельным рядом и заказать оборудование можно в Каталоге пиролизных установок УТД. Специалисты компании IPEC ответят на все вопросы, касающиеся утилизации иловых осадков очистных сооружений, и помогут подобрать оптимальное технологическое решение, адаптированное под нужды объекта.

1 февраля 2014 0 RSS-лента

Разработаны и применяются для подкормки травяного лугового покрова, кустарниковых растений, комнатных, балконных и приусадебных цветов, рассады, зелени, лиственных и хвойных деревьев, парниковых, тепличных, бобовых, ягодных, семечковых культур. Выпускаются в центральном регионе России, Псковской, Тюменской, Кемеровской, Новосибирской области. Отличается высокой усвояемостью растениями. Расфасованы в 2.5, 5 12, 18, 24 -литровые ведра ПХВ или микро-, макроупаковку. Отгружаются также в автоцистерны и морские судовые емкости. Легко закачиваются и откачиваются винтовыми и др. насосами. С неограниченным сроком хранения. Оптовая цена: 980-1220 руб/т

В различных пропорциях компонентного состава, влажностью 45-55%. Разработаны и производятся Центром по сапропелю в Тюменской области России и других регионах. Разведаны месторождения и подготовлены проекты производств смесей в Украине на Волыни и Казахстане у города Астана. Поставляются в сыпучем виде. Расфасованы в мешки по 10-50 л или мягкие контейнеры по 500-2000 л. Особое внимание смесям следует уделить при выращивании картофеля, бобовых, бахчевых культур. Используется также при озеленении городов и приусадебных участков, для лесопосадок, рекультивации. Отгружается оптом в вагонах или автотранспортом. По договору и графику поставки. От 1600 руб/т

В микроупаковке. Разработаны и производятся в России. Для удобрения при посадке и подкормки рассады, цветочных и кустарниковых культур. Для оптовой продажи отгружаются в коробах, мешках и мягких контейнерах, для розницы – в микроупаковке на бумажной основе по 6. 8, 11, 12 таблеток. Стоимость микроупаковки – 35 руб.,при оптовой поставке в мешках или контейнерах – 12.4 тыс. руб/т

Разработан и производится Центром по сапропелю в России. Разведаны месторождения и подготовлены проекты производств в Украине и Казахстане. В сыпучем виде, расфасован в мешки или мягкие контейнеры..Применяется для почвообразования в засушливых регионах, при опустынивании земель, солеподавления при озеленении, лесопосадках, сельхоздеятельности. Особое внимание почвообразователю следует уделить при рекультивации горных отвалов, нарушенных горными и буровыми работами земель. Отгружается оптом в вагонах или автотранспортом. По договору и графику поставки. От 1560 руб/т

Опыты, проводимые на протяжении 2 вегетационных периодов с бахчевыми культурами – арбузами и дынями показывают о целесообразности ежегодного внесения под корневую систему жидкого или разведенного в воде сапропеля для повышения урожайности культур на 40-77%.

Для добычи текучих и слабосвязных сапропеля, песков, лечебной грязи, очистки водоемов, шламонакопителей, отстойников и хвостохранилищ от заиления. Самоходное миниоборудование состоящее из двух, добычного и доставочного, катамаранов, производительностью до 30 м3/час и глубиной разработки пласта до 5,5 м. Работает в режиме челночной доставки и беспрерывной разработки продуктивного пласта. Сборно-разборный втечение 20 минут. С проектным обоснованием технологии ведения работ или без. Стоимость: 580 тыс. руб

Центром по сапропелю в Российской Федерации разработана ускоренная технология подготовки сырья и производства в сельских условиях сапропелевого витаминизированного корма и кормовых добавок для крупного рогатого скота, птицы и свиней. Витаминизированный корм из сапропеля повышает аппетит животных и птицы, имеет лечебно-профилактическое влияние на их организм, позволяет быстро набирать вес и быть устойчивыми к заболеваниям.
Для сбалансирования рационов сельскохозяйственных животных и птицы по минеральным элементам промышленные предприятия России и зарубежья выпускают большое количество различных витаминизированных добавок и кормов.
В нашей стране необходимость поиска новых источников минеральных веществ упрощена до использованием природного экологически чистого сырья залегающего а дне озер и болот - сапропеля. Сапропель – это экологически чистый озерный ил, образовавшийся в результате отмирания многообразного состава представителей растительных и живых организмов в течение многих тысячелетий. Сапропель содержит в пределах 2,5 мг/кг кальция, фосфора – 0,7 мг/кг, сырого протеина – 6,8 г/кг, азота – 1,12 г/кг, каротина 0,25мг/ кг, витамины группы А и В. В состав сапропеля входит медь, цинк, железо, кобальт, йод, другие жизненно важные для животных макро- и микроэлементы.
В животноводстве сапропель наиболее эффективен как минерально-витаминная добавка к основному корму. Он обладает также сильными адсорбционными, бактериологическими свойствами по отношению к микрофлоре, усиливают активность лейкоцитов и т.д. Сапропель скармливают животным и птицам в смеси с кормами, постепенно приучая до следующих доз в сутки:
- коровам лактирующим 2,5 кг, сухостойным 1,5-1,9, телятам 0,5-1 месячного возраста – 0,05 кг, 1,5 месяца 0,1 кг, и телятам 5,5 месяца- 0,5 кг.
- свиньям (супоросным) – 2-3 кг, откормочному молодняку из расчета 5 г/кг живой массы – летом, зимой – 10 г/кг.
- курам -20-30 г, цыплятам 15-20-дневного возраста 200 г, сапропеля на 1 кг сухого корма.

Прекращение грунтовой эрозии, почвообразование или воссоздание почв в пустынных или на техногенно нарушенных землях актуально не только для Среднеазиатских стран СНГ, Востока и Африки, но и южных регионов России. К таким регионам можно отнести территории в Калмыкии, Ставропольском и Краснодарском крае, Астраханской, Волгоградской областях.
Одним из перспективных способов для подавления эрозионных процессов является кустарниковое и лесонасаждение на пути их развития. Современным и перспективным сырьем для почвообразования под насаждения может послужить природный материал – донные органические отложения озер - сапропель.

Сегодня Центр по сапропелю предлагает несколько новейших технологий и способов сапропелевого почвообразования для подавления и развития ветровой эрозии. Основные из них - площадное и капсульное почвоукрепление путем насаждения быстровсожих и закрепляющихся на песках растений.

Для осуществления данного способа прекращения эрозионного развития на пустынных территориях с засушливым климатом и малым количеством осадков используют сыпучие и капсульные рекультиванты, вносимые при высадке кустарника или деревьев в тронутые эрозией почвы. Данные рекультиванты производятся на основе сапропеля или продуктивного донного ила водоемов в смеси с различными видами органики, такой как торф, камыш, солома, кукуруза, сено, тростник. В зависимости от состава подверженных эрозии земель подбирается соответствующее соотношение в рекультиванте тех или других компонентов.

Сыпучий или капсульный почвообразователь под посадочный кустарниковый материал или деревья производят из сапропеля естественной влажности с добавлением распущенной на диспергаторе до молекулярного состояния органики. Смесь строго пропорциональна компонентам, тщательно подвергается измельчению и перемешиванию, подсушке до требуемой влажности, обеззараживается и фасуется.
Фасованный сыпучий рекультивант доставляется к месту использования, из него на месте формируют оболочки капсул под посадочный материал и по разработанной методике осуществляют в него высадку растений. Обычно используется для кустарников и деревьев квадратно-гнездовой способ.

Важным показателем в производстве капсульного почвообразователя является соотношение в нем сапропеля к органической добавке. Лабораторно и экспериментальным путем определены и апробированы следующие пропорции:
- сапропель-торф 1: 1, 1: 2, 1: 3
- сапропель-распущенный камыш 1: 1, 1: 2, 1: 3.
- сапропель-распущенная солома 1: 1, 1: 2, 1: 3.
Комплекс производства капсульного почвообразователя на основе сапропеля представляет собой оборудование добычи сапропеля естественной влажности на озере и береговой цех подготовки и переработки сырья в почвообразователь.
Для открытия производства капсульного почвообразователя потребуются последовательные работы, обусловленные необходимостью проведения поисковой оценки донного продуктивного ила или сапропеля и органического компонента, которым может быть солома, сено, торф, кукурузная кочерыжка, камыш, тростник, отходы органики. Сроки проведения данных работ – не более 2 месяцев. Стоимость данного этапа: 280-420 тыс. рублей. Итогом поисковой оценки является определение качественных и количественных характеристик донного ила или сапропеля и добавочного органического компонента, заключение об их пригодности, образцы готовой продукции, рекомендации по технологии добычи и переработки составляющих компонентов, в частности, сапропеля.
На основании данных первого этапа проектируется производственный комплекс. По времени проектирование занимает около 2 месяцев. Стоимость работ колеблется от 360 до 670 тыс. руб. и зависит от производительности предприятия и ассортимента выпускаемой им продукции.
По Спецификации оборудования в Проекте поставляется, монтируется и запускается в работу основное оборудование. Стоимость комплексов оборудования добычи и переработки сапропеля и добавочных компонентов в почвообразователь зависит от их производительности и колеблется в пределах от 9200 тыс. рублей до 32000 тыс. рублей.
Сроки поставки, монтажа и запуска оборудования не более 4 месяцев.

Центр по сапропелю освоил выпуск миникомплектов оборудования по производству различных видов удобрений. Наиболее запрашиваемые линии - по производству сыпучих и таблетированных удобрений из сапропеля и донного ила водоемов. Поставка оборудования для фермеров по производству таблетированных удобрений из сапропеля и донных продуктивных илов осуществляется по заявкам или в комплексе с поисково-оценочными работами на водоеме сырья и проектирования бизнеса. Производительность - до 1800 упаковок в смену. Обслуживание - 2 чел. в смену.

Комплексная поставка технологии производства органических удобрений на основе влажных сапропеля, торфа, соломы, сена, помета, навоза, органических отходов путем диспергации материала: измельчения, досушки, смешения, обеззараживания. В комплексе: исследование сырья, проектирование производства, поставка, монтаж и наладка оборудования. Комплексное решение с расфасовкой в мешки и мягкие контейнеры производительностью не менее 3 т/час – от 7200 тыс. руб.

Технологический комплекс по производству торфо-сапропелевых сыпучих удобрений и удобрительных смесей расфасованных в открытые мешки и мягкие контейнеры. Годовая производительность оборудования - не менее 12 тыс. м3. Инновационные проектные решения с минимальными энергозатратами.

Снижение влажности помета достигается добавками адсорбента в сырой помёт. Например, посыпание цеолитом проходов между батареями и помётосборником, улучшает свойства помёта и его качество как удобрения, а также микроклимат в помещении. Эффективны также приёмы обработки помёта адсорбентами перед его сушкой – это в значительной мере снижает влажность, повышает сыпучесть помёта, способствует получению сложных удобрений, обладающих пролонгированным действием. На отдельных птицефабриках применяют пневматические способы удаления помета. При этом влажность массы во избежания залипания на механизмах должна быть не менее 85%. Пневмоудаление помёта обеспечивает на территории предприятия хорошие санитарно–ветеренарные условия. Недостатком этого способа является необходимость его разбавления водой, которую вдальнейшем при производстве удобрений требуется удалять. Важнейшим звеном в производстве пометных удобрений является его хранение в готовом виде. В связи с тем. что в процессе хранения, помёт имеет высокую влажность, по истечению времени из него теряется азот, поскольку конечным продуктом азотистого обмена у птиц является мочевая кислота, составляющая около 60% от общего содержания азотистых веществ в помёте. Мочевая кислота под действием уробактерий и выделяемого ими фермента уреазы расщепляется до аммиака и углекислоты. Этот процесс идет как в присутствии кислорода воздуха, так и без него и ускоряется при контакте помета с водой, что приводит к потерям азота в виде NH3. Поэтому для сокращения таких потерь птичий помет не хранят в чистом виде.

Практически все городские природные водоемы требуют очистки от заиления. Отсутствие свободной береговой территории и экологические требования городов не позволяют вести работы по дноугублению и очистке водоемов старыми методами и оборудоваием.
Новые технологические решения позволили Центру по сапропелю найти оптимальные варианты экологической очистки от заиления водоемов и природных озер, находящихся в городской черте населенных пунктов. До настоящего времени данные работы сталкивались с отсутствием береговой площади для размещения комплексов предварительной подготовки обезвоживанием извлекаемого ила с целью дальнейшей его утилизации и вопросами самой утилизации обезвоженного материала.

Это удалось решить используя шнеково-винтовую технологию извлечения ила без вовлечения в процесс воды водоема, забирая ил естественной влажности, обезвоживания донных осадков в контейнерах-геотубах не требующих значительных береговых площадей и специально разработанной системе оборудования измельчающего, подсушивающего и обеззараживающего материал. После чего донный ил можно использовать в качестве основного компонента для производства удобрений или монокомпонента при производстве рекультиванта или почвообразователя для озеленения городских и приусадебных участков, создания и восстановления техногенно нарушенных земель, рекультивации истощенных и пустынных территорий.
Как вариант использования разработанной технологии экологической очистки озер от заиления заложены исходные данные и технологические показатели илов озер Маарду, Харку и Юлемисте в Таллинне.
Исследования донного ила озера Маарду показали, что применяя шнеково-винтовой способ очистки водоема и берегового обезвоживания в геотубах, дает возможность экологически чисто и без негативного вмешательства в окружающую природную среду восстановить озеро и придать ему здоровый вид, а извлекаемый ил после подготовки на комплексах АС 2000 применять как почвообразователь, удобрения или высокоэффективных рекультивант.
Предложенная технология очистки водоема от заиления на озере Юлемисте позволит вести процесс и потребление озерной воды для городских нужд одновременно. Показатели ПДК взвешенных веществ и изменение физико-химических свойств воды при этом практически не меняются.
Очистка озера Харку данной технологией, как водоема культурно-массового городского отдыха и купания не влияет на изменение свойств воды, имеет щадящий экологический эффект и позволяет вести работы в сезон водного отдыха горожан

С появлением новых технологий кавитационной дезинтеграции влажных органических веществ стало возможным проектирование и производство инновационных комплексов измельчения, сушки, смешения, и обеззараживания производимого продукта из двух или нескольких влажных компонентов. Особенно актуально применение данного оборудования для производства на нем эффективных органических удобрений из отходов сельского хозяйства, спиртовой барды, отжима, сапропеля, торфа естественной влажности. Особенность таких линий - все узлы и детали произведены на отечественных предприятиях и не уступают зарубежным аналогам.

Центр по сапропелю поставляет комплексное решение как для производственных линий для выпуска новых видов продукции, так и для утилизации органических жидких отходов различных заводов и фабрик. Комплектация поставки осуществляется по двум вариантам первичного обезвоживания: в геотубах и на сепараторе. Основу линии представляет комплекс АС-1500 или АС-2000. Производительность по готовому продукту – 1-2 т/час.

Для того, чтобы использовать осадок, полученный после биохимического окисления в качестве сельскохозяйственного удобрения, требуется обеспечить его обеззараживание, которое достигается обработкой осадка, подвергнутого мезофильному сбраживанию при Т=38оС, при более высоких температурах. Кроме того, применяется сочетание анаэробного биохимического разложения осадка с предшествующей, или же последующей ступенью аэробной биологической очистки.

Более распространены процессы, когда аэробное биохимическое окисление предшествует анаэробной минерализации осадка. Аэробная обработка в течение одних-двух суток перед передачей на анаэробную стадию процесса способствует увеличению предела разложения осадка по органическим веществам и повышению выхода биогазовой смеси. Более продолжительная аэробная стадия не имеет смысла, так как при этом в результате биохимического окисления органики снижается соотношение БПК/ХПК, что влечет за собой понижение выхода биогаза. Для достижения распада органики по сухому веществу осадка до 38% продолжительность аэробной стадии должна составлять примерно не более одной восьмой от длительности анаэробного процесса и составлять на практике от 0,5 до 1 суток при 4-8 суточном анаэробном сбраживании. Активный метаболизм аэробного биоценоза приводит к образованию большого количества энергии, что ведет к повышению температуры в среде реактора. Этот процесс регулируется аэрацией и концентрацией осадка.

Такое повышение температуры, которое при достаточной концентрации осадка и удовлетворительной аэрации, может достигнуть 60оС, способствует обеззараживанию осадка. Стадия аэробной обработки снижает содержание летучих жирных кислот, что дает повышение стабильности осадка на анаэробной стадии процесса, то есть степени его разложения по окисляемым органическим веществам. Критерием стабильности является содержание в осадке уксусной кислоты, которое по разным источникам для стабилизированного осадка должно составлять 150-500 мг/л. Такой способ обработки осадка более эффективен, чем одноступенчатое анаэробное сбраживание в мезофильном режиме.

При анаэробно-аэробном процессе на первой ступени обработки осадка идет мезофильное анаэробное сбраживание, длительность которого может составлять от трех до двадцати суток, в зависимости от природы органического осадка. Вторая ступень – это уже дальнейшее аэробное биохимическое разложение, идущее с выделением теплоты и разогревом осадка до температуры примерно 50оС. В этом случае анаэробная обработка происходит по одноступенчатой схеме. Фазового разделения при этом так же не происходит, так как все процессы анаэробного сбраживания происходят в одной реакторной емкости. В том и другом случае, когда аэробная обработка предшествует анаэробному сбраживанию, или же является следующим за ним ступенью, происходит интенсификация процесса, усиливающая процессы стабилизации осадка и выделения биогаза.

Последующая утилизация стабилизированного осадка предполагает его использование в качестве удобрения. Именно на это нацелены технологии его переработки, используемые в компании Nijhuis Water Technology, и позволяющие добиться практической безотходности любых производств, особенно пищевой промышленности. Стабилизированные осадки содержат большое количество биогенных элементов, азота, фосфора и калия, а так же микроэлементов, таких, как молибден, марганец, цинк, медь и другие металлы. Поэтому, для дальнейшего их использования в качестве удобрений большое значение имеет соотношение концентраций углерода и азота по сухому веществу. Это соотношение можно считать критерием стабилизации осадка. При этом хорошо стабилизированным считается осадок с соотношением С/N, равным 10, относительно стабилизированным, если этот показатель составляет от 10 до 15, и нестабилизированным при его превышении более пятнадцати. Обезвоживание такого осадка может быть осуществлено с помощью вакуум-фильтров, фильтр-прессов разных модификаций и центрифугированием. Далее, они могут быть подвергнуты термической сушке, что позволяет окончательно обеззаразить полученный субстрат и свести его объемы к сухому остатку.

Читайте также: