Технологія анаеробної очистки

Анаеробна очистка
Механічна передочистка
Фізико-хімічна обробка
Підготовка додаткової сировини
Метаноферментація
Доброджування
Декантація та очищення дігестату
Очищення біогазу
Когенерація і утилізація відходів
Анаеробна очистка

Очищення стоків відбувається на основі біохімічних процесів метаногенезу (анаеробна метанова ферментація) при трансформації органічних речовин симбіотичною асоціацією мікроорганізмів.

Основні переваги біотехнології анаеробної очистки:
— переробка розчинених висококонцентрованих від 5 000 до 150 000 мг О2/дм3 органічних сполук;
— утилізація « важкої, твердої» органіки (стружки, жмиху, пульпи, завислих речовин);
— трансформація у біогаз до 90% забруднень стоків і тільки до 10 %  у бактеріальну масу анаеробного мулу;
— накопичення маси анаеробного мулу- пиловидної або гранульованої  залежно від виду метантенку, характеристики стоків, організації їх подачі та інш. технологічних параметрів процесу.

Основне обладнання для анаеробної очистки – герметичні метантенки-реактори до 10 000 м3
Класичні та промислові варіанти метантенків переробляють стоки зі вмістом завислих речовин та дрібнокускової органічної маси.
Високонавантажені швидкісні метантенки типу UASB і IC – тільки стоки з розчинною фракцію забруднень.
Ступінь конверсії органіки в біогаз складає 75–85% залежно від виду і концентрації вхідних стоків. Це дозволяє здійснювати самозабезпечення температурних режимів метанового бродіння та побіжно виробляти альтернативні види енергії.
Головна стадія цієї технології – метаноферментація. Інші стадії необхідні для забезпечення оптимальних умов для метаноферментації та досягнення максимального ефекту очищення стоків і виділення супутніх продуктів.

Механічна передочистка

Видалення  зі стоку механічних включень органічної та мінеральної природи
від 0,01 до 100 мм, піску, побутового сміття, волокнистих включень та інш.
На цій стадії використовують механічне розділення на фази та відстоювання.

 

 

Обладнання

  • Решітка механічна
  • Гідроциклон
  • Ламельний відстійник
Фізико-хімічна обробка

Стадія виділення диспергованих і емульгованих включень стічних вод, а також розчинних і насичених токсичних газів та побічних летких речовин.
Включає попереднє очищення стоку напірною флотацією та обробку баластних завислих речовин хімреактивами – коагулянтами і флокулянтами – для сприяння процесам седиментації.

 

Обладнання

  • Флотатор
  • Кондиціонер-змішувач
  • Хімреагентний блок
Підготовка додаткової сировини

Споживання додаткової сировини збільшує вихід біогазу та є необхідним у разі потреби утилізації інших органічних відходів виробництва. Сировину подрібнюють і змішують до належної концентрації з підготовленим рідким стоком або рециркуляційним потоком анаеробного реактора – дайджестатом. Підготовка суміші сировини (субстрату) поліпшує перемішування біомаси в процесі метаногенезу, запобігає її розшаруванню і спливанню у реакторах, зменшує піноутворення, скорочує термін ферментації, активізує процеси синтезу біогазу і покращує його енергетичну якість.

 

Обладнання

  • Трубнострічковий транспортер
  • Класифікатор
  • Магнітний вловлювач
  • Скребковий транспортер
  • Гідролізер
  • Дробарка молоткова
  • Бункер продачі біомаси
  • Рухомий стіл – «живе дно»
  • Міксер гідродинамічної підготовки біомаси
Метаноферментація

Стадія біотрансформації забруднюючих компонентів стоків або субстрату в очищені стоки –дігестат, біогаз і біомасу активного мулу.
Ефективність очистки – до 80% по БСК та до 85% по ХСК.
Технічне рішення по обладнанню визначають на основі аналізу складу вхідного стоку та поставлених завдань з очищення стоку і виробництва біогазу:
класичний дайджастер
— UASB
— 2UASB
— IC реактор

В результаті метаноферментації виділяється «сирий» неочищений біогаз, який, як і дігестат, надходить у реактор анаеробного доброджування для доочищення.

 

Обладнання

  • Дайджастер
  • IC реактор
  • UASB реактор
  • 2UASB реактор
  • Теплообмінник змієвиковий
  • Міксер  вертикальний
  • Міксер похилий
  • Міксер піногасник
  • Діоптр оглядовий
  • Піногасник гідравлічний
Доброджування

Стадія доброджування залишкових органічних речовин дігестату у біогаз відбувається завдяки:

— пролонгації періоду метанового бродіння стоків у метантенках-постдайджастерах;
— підвищення температурного режиму;
— інтенсифікації перемішування.

Стадія є суміжною і доцільна тільки для зброджування висококонцентрованих стоків та інших нерозчинних видів органічних відходів виробництва.
Дозволяє збільшити глибину утилізації на 10–15%.
Дігестат з реактора-доброджувача подається на декантацію та очищення.
У доброджувачі біогаз накопичується під мембраною куполу, що регулює тиск, проходить первинну фазу очищення від сірководню на спеціальній сульфоредукційній сітці і виводиться газопроводом на стадію очищення.

Обладнання

  • Постдайджастер
  • Теплообмінник змієвиковий
  • Міксер боковий
  • Діоптр оглядовий
  • Підривний клапан
Декантація та очищення дагестату

Стадія виділення-доочищення стоку дігестату та мінімізації відходів локальних очисних споруд.
Досягається виділенням 60–70% залишкових завислих речовин з метанової бражки на згущувачах та шнекових дегідрататорах.
Одночасно розділяють рідку (декантат) та тверду фракцію дігестату (кек).
Зневоднений твердий кек СР 25 % відвантажується як тверде органічне біодобриво.
Декантат освітлюють на флотаторі та ламельному відстійнику, виділяючи 90% -95% супутніх завислих речовин.
Очищений декантат може використовуватися як рідке органічне біодобриво.
Осад очистки – флотошлам – є найактивнішою біомасою та повертається у анаеробний реактор.
У разі потреби для знезараження згущеної та твердої фракцій застосовують пастеризацію та висушування.

Обладнання

  • Сепаратор
  • Мультисепаратор
  • Барабанний згущувач
  • Шнековий зневоднювач
  • Мулоущільнювач
  • Флотатор
  • Ламельний відстійник
  • Пастеризатор
  • Барабанна сушарка
Очищення біогазу

«Сирий», неочищений, біогаз містить до 2 000 ppm сірководню і, як агресивний компонент, викликає корозію котельного та когенераційного обладнання.
Попереднє очищення біогазу можливе у реакторі-доброджувачі завдяки сульфоредукційній сітці-носію із сіркоокислюючими бактеріями роду Thiobacilius. Рішення дозволяє очистити біогаз від сірководню на 50%.

Наступне, глибше очищення здійснюється за допомогою:
— хімічного мокрого скрубера-десульфурізатора шляхом адсорбції з використанням 4% розчину каустичної соди або
— біоскрубера з іммобілізованими сіркоокислюючими бактеріями.

Одночасно з біогазу виділяють зайву вологу. Для глибшого рівня доочистки використовують вугільні фільтри. Очищений біогаз має 60% вологості та залишок сірководню 50–100 ppm, що дозволяє використовувати його як паливо в котлах та когенераційних установках.

Обладнання

  • Скрубер-десульфуризатор
  • Біоскрубер
  • Хімреагентний блок
  • Вугільний фільтр
  • Рекуператор біогазу
  • Змієвик скрубера
  • Холодильник
  • Вентилятор
Когенерація та утилізація відходів

Очищений біогаз подається у водонагрівний котел на біогазі для трансформації у промислове тепло.
При значних об’ємах виробництва біогазу встановлюють когенераційні установки для трансформації в електричну та теплову енергію.
Частина теплової енергії використовується для підтримання температурних режимів у анаеробних реакторах та інших потреб станції.
Вироблена електроенергія є кінцевим продуктом «зеленої енергетики» і подається в електромережу через трансформаторну підстанцію.
Надлишок біогазу утилізується на свічі аварійного згорання.

Обладнання

  • Водонагрівний котел на біогазі
  • Свіча аварійного згорання
  • Вентилятор
  • Рекуператор відпрацьованих газів
  • Когенераційна установка