Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). Романков Г.П., Фролов В.Ф., Флисюк О.М - СПб.: Химиздат., 2009 - 544 с. 7 страница

поля орошения

биологические пруды

аэротенки

биофильтры

Активный ил состоит из живых организмов и твердого неживого субстрата. Живые организмы представлены скоплениями бактерий (в виде скоплений слизи) и одиночными бактериями, червями (малых размеров, прежде всего коловратками), плесневыми грибами, дрожжами; реже – личинками насекомых, рачками, водорослями. Наличие слизей способствует улучшению структуры ила, его осаждению и уплотнению. Слизистые вещества содержат антибиотики, способные подавлять болезнетворные бактерии. Бактерии, лишенные слизистого слоя, с меньшей скоростью окисляют загрязнения. В зависимости от состава сточных вод преобладает одна из групп бактерий. Только основная группа бактерий участвует в процессе очистки сточных вод. Сопутствующие группы микроорганизмов подготавливают среду для существования этой основной группы, обеспечивая ее питательными веществами, утилизируя продукты окисления, регулируя численность бактерий. Так в активных илах встречаются представители 4 видов простейших (саркодовые, жгутиковые, реснитчатые и сосущие инфузории), которые не принимают непосредственного участия в процессах биохимического окисления. Они измельчают пищу для бактерий, питаясь сами бактериями, поддерживают их оптимальное содержание в иле. Черви – коловратки питаются и бактериями и простейшими. Биомасса основной физиологической группы бактерий ведущих процесс окисления, составляет в илах 80 – 90%, остальное – биомасса сопутствующих бактерий и других организмов. При образовании активного ила сначала появляются бактерии, затем простейшие. Бактерии выделяют вещества, стимулирующие разложение простейших. Они обладают склеивающей способностью, поэтому активный ил представляет собой буровато – желтые комочки и хлопья размером 3 – 150 мкм. Площадь свободной поверхности ~ 1200 м² на 1 м³ ила (или 100 м² на 1 г). В 1 м³ активного ила содержится ~ 2 · 10¹⁴ бактерий. Сухое вещество активного ила содержит 70 – 90% органических и 10 – 30% неорганических веществ. Субстрат активного ила (до 40% от общей массы) представляет собой твердую часть остатков отмерших водорослей и различных неорганических твердых остатков. К нему прикрепляются организмы активного ила. Несмотря на существенные различия сточных вод, элементный химический состав активных илов достаточно близок. Например, химический состав активного ила системы очистки коксохимического завода отвечает формуле C₉₇H₁₉₉O₅₃N₂₈S₂; завода азотных удобрений – C₉₀H₁₆₇O₅₂N₂₄S₂; городских сточных вод – C₅₄H₂₁₂O₈₂N₈S₇ где C - углерод; H - водород, O - кислород, N - азот; S - сера.

Качество ила определяет скорость его осаждения и степень очистки водной среды от органики. Крупные хлопья оседают быстрее, чем мелкие. Состояние ила характеризует иловый индекс – отношение объема осаждаемой части активного ила к массе высушенного осадка (в граммах) после отставания в течение 30 минут. Чем хуже оседает ил, тем более высокий иловый индекс он имеет.

Биофильтр содержит биологическую пленку, растущую на наполнителе. Биопленка имеет вид слизистых обрастаний толщиной от 1 – 3 мм и более. Цвет ее меняется с изменением состава сточных вод от серовато-желтого до темно коричневого. Биоценоз биофильтра (биопленки) включает бактерии, простейшие, грибы, и другие организмы. В ней встречаются более разнообразные представители простейших, червей, по сравнению с активным илом. Число микроорганизмов в биопленке меньше, чем в активном иле: в 1 м³ биопленке содержится ~ 1 · 10¹² бактерий.

Личинки комаров и мух, черви и клещи поедают активный ил и биопленку, вызывая их разрыхление. Это повышает интенсивность процесса очистки.

Суммарные реакции биохимического окисления в аэробных условиях схематично представляют в следующем виде:

бактерии

(ферменты)

(6.1)

бактерии

(ферменты)

(6.2)

где C_xH_yO_zN - все органические вещества сточных вод, C₅H₇NO₂ - среднее соотношение основных элементов в клеточном веществе бактерий.

Реакция (6.1) характеризует процесс окисления органического вещества для удовлетворения энергетических потребностей клетки. Реакция (6.2) характеризует процесс синтеза клеточного вещества. Затраты кислорода (O₂) на эти реакции составляет БПК_п. сточной воды. БПК – биохимическая потребность в кислороде – количество кислорода, используемого при биохимических процессах окисления органических веществ (не включая процессы нитрификации) за определенный промежуток времени (например 5, 20, 40 суток). Единицы измерения:

. БПК₅ – биохимическая потребность в кислороде за 5 суток; БПК_п – полная биохимическая потребность в кислороде до начала процессов нитрификации (~ за 40 суток). Процессы нитрификации и нитрофикации характеризуют уравнения:

бактерии

(ферменты)

(6.3)

бактерии бактерии

(ферменты) (ферменты)

(6.4)

Общий расход кислорода на 4 реакции приблизительно вдвое больше чем на реакции (6.1), (6.2), характеризующие БПК.

Также различают ХПК – химическую потребность в кислороде. ХПК – количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя (кислород содержащие соединения хрома или марганца – источники кислорода окислителя), необходимого для окисления всех восстановителей (органических и неорганических), содержащихся в водной среде. ХПК выражают в мг O₂ на 1 л водной среды.

Таким образом, контактируя с органическими веществами, микроорганизмы преобразуют их, в воду (H₂O), диоксид углерода (CO₂), нитрат – ионы (NO^-₂); а также в сульфат - ионы (SO^2-₄) и другие неорганические вещества. Другая часть органики идет на образование биомассы. Разрушение органических веществ с выделением кислородсодержащих неорганических соединений называют биохимическим окислением.

В результате деятельности анаэробных микроорганизмов, обуславливающих брожение в большинстве случаев образуется газ – метан (CH₄); а также спирты, кислоты, ацетон; газы брожения: водород (H₂); диоксид углерода CO₂. Анаэробные методы обезвреживания используют для сбраживания осадков биохимической очистки сточных вод, а также как первую ступень очистки промышленных сточных вод с БПК_п ≈ 4 – 5 г/л.

Биоразлагаемость сточных вод характеризуют с помощью биохимического показателя – по отношению БПК_п/ХПК. Этот показатель – необходимый параметр для расчета и эксплуатации промышленных сооружений очистки сточных вод. Его значения колеблятся в широких пределах для разных групп сточных вод. Промышленные сточные воды имеют низкий биохимический показатель (0,05 – 0,3); бытовые сточные воды – свыше 0,5. По биохимическому показателю, концентрации загрязнителей и токсичности промышленные сточные воды делят на 4 группы.

Группа 1 имеет биохимический показатель выше 0,2. К этой группе, например, относятся сточные воды пищевой промышленности (дрожжевых, крахмальных, сахарных, пивоваренных заводов), прямой перегонки нефти, синтетических жирных кислот, белково – витаминных концентратов и др. Органические загрязнения этой группы не токсичны для микроорганизмов.

Группа 2 имеет показатель в пределах 0,10 - 002. В эту группу входят сточные воды коксования, азотнотуковых, коксохимических, газосланцевых, содовых заводов. Эти воды после механической очистки могут быть направлены на биохимическое окисление.

Группа 3 имеет показатель в пределах 0,01 – 0,001. К ней относятся, например, сточные воды процессов сульфирования, хлорирования, производства масел и поверхностно – активных веществ (ПАВ), сернокислых заводов, предприятий черной металлургии, тяжелого машиностроения и др. Эти воды после механической и физико – химической локальной очистки могут быть направлены на биохимическое окисление.

Группа 4 показатель ниже 0,001. Сточные воды этой группы в основном содержит взвешенные частицы. К этим водам относятся стоки угле- и рудообогатительных фабрик и др. Для них используют механические методы очистки.

Сточные воды 1 и 2 группы относительно постоянны по виду и расходу загрязнений. После очистки они применимы в системах оборотного водоснабжения. Сточные воды группы 3 образуются периодически и отличаются переменной концентрацией загрязнений, устойчивых к биохимическому окислению. Они загрязнены веществами, которые хорошо растворимы в воде. Эти воды непригодны для оборотного водоснабжения.

Для успешного протекания реакций биохимического окисления необходимы:

- турбулизация (определенной степени) очищаемый вод;

- оптимально активного ила (г/л);

- поступление дополнительного количества кислорода (O₂) в пузырьках воздуха (аэрация);

- присутствие в очищаемой водной среде биогенных элементов и микроэлементов: азота (N), серы (S), фосфора (P), калия (K), магния (Mg), кальция (Ca), натрия (Na), хлора (Cl), железа (Fe), марганца (Mn), молибдена (Mo), никеля (Ni), кобальта (Co), цинка (Zn), меди (Cu) и др.

Из указанных выше основными элементами являются N, P и K, которые при биохимической очистке должны присутствовать в необходимых количествах. Содержание остальных элементов не нормируется, т.к. их в сточных водах достаточно. При нехватке N, P и K в сточную воду вводят азотные, фосфорные и калийные удобрения. Соответствующие соединения азота, фосфора, калия содержатся в бытовых сточных водах, поэтому при их совместной очистке с промышленными стоками добавлять биогенные элементы не надо. Целесообразно организовать системы совместной очистки промышленных и бытовых стоков.

6.2. Сооружения и аппараты биохимической очистки

Поля орошения – это специально подготовленные земельные участки, используемые одновременно для очищения сточных вод и агрокультурных целей. На поля орошения могут быть направлены сточные воды животноводческих комплексов, пищевой промышленности, коммунально – бытовые. Использование сточных вод от животноводческих комплексов для повышения урожайности и экономии минеральных удобрений не должно превышать 50 т/га [ ]. Очистка вод в этих условиях идет под действием почвенной микрофлоры, солнечного света, воздуха, под влиянием жизнедеятельности растений. В почве полей до орошения находятся бактерии, грибы (в том числе дрожжи), водоросли простейшие, др. животные. Поступающие сточные воды содержат в основном бактерии. В смешанных биоценозах активного слоя почвы возникают сложные дополнительные взаимодействия микроорганизмов-аборигенов и организмов-иммигрантов симбиотического и конкурентного порядка.

Если на полях не выращивают сельскохозяйственные культуры и они предназначены только для биологической очистки, то их называют полями фильтрации. Земледельческие поля орошения после биологической очистки сточных вод, увложнения и удобрения используют для выращивания зерновых и силосных культур, трав, овощей, а также для посадки деревьев и кустарников.

В процессе биологической очистки сточные воды проходят через фильтрирующий слой почвы, в котором задерживаются взвешенные и коллоидные частицы, образуя в порах грунта микробную пленку. Эта пленка поглощает коллоидные частицы и растворенные в сточных водах вещества. Проникающий с воздухом в поры кислород окисляет органические вещества, превращая их в минеральные соединения.

Наиболее интенсивное окисление происходит в верхних слоях почвы (0,2 – 0,4 м).

Поля орошения лучше устраивать на песчаных, суглинистых и черноземных почвах. Грунтовые воды должны быть не выше 1,25 м от поверхности. В противном случае необходимо устроить дренаж. Часть территории земледельческого поля орошения отводят под резервные поле фильтрации, т.к. некоторые периоды года не допускают выпуск сточной воды на поля орошения. В зимнее время сточную воду направляют только на резервные поля фильтрации. Поскольку в этот период фильтрация сточной воды или прекращается полностью или замедляется. Очистка сточных вод с одновременным их использованием для орошения и удобрения может быть проведена по разным вариантам схем.

Вариант 1. Сточные воды после механической очистки поступают в пруды-накопители, затем по каналу – в пруды испарители и на поля орошения.

Вариант 2. Сточные воды после физико – химической очистки (с использованием адсорберов, ионообменных установок и др.) направляют в биологические пруды, затем на поля орошения или сначала на поля фильтрации, а потом на поля орошения.

Вариант 3. Сточные воды после механической, физико - химической и биологической очистки направляют на поля орошения, а в неполивной период сбрасывают в водоем.

Вариант 4. Подпочвенное орошение сточными водами, распределяемыми посредством полиэтиленовых трубчатых увлажнителей. Такое орошение позволяет наиболее полно использовать удобрительные свойства сточных вод, автоматизировать процессы полива и обеспечить санитарно – гигиенические требования.

Земледельческие поля орошения имеют следующие преимущества: 1) небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, 2) исключен сброс стоков за пределы орошаемой площади; 3) повышение урожайности сельскохозяйственных растений; 4) вовлечение в сельскохозяйственный оборот малопродуктивных земель.

Биологические пруды – представляют собой каскад прудов (3 – 5), через которые с небольшой скоростью протекает осветленная или биологически очищенная сточная вода. Пруды предназначены для биологической очистки и для доочистки сточных вод в комплексе с другими очистными сооружениями. Различают пруды с естественной и с искусственной аэрацией. Пруды с естественной аэрацией имеют небольшую глубину (0,5 – 1 м), хорошо прогреваемые солнцем и заселены водными организмами. Бактерии здесь используют для окисления загрязнений кислород выделяемый водорослями в процессе фитосинтеза, а также атмосферный кислород. Водоросли и другие водные растения потребляют CO₂, фосфаты и аммонийный азот, выделяемый при биохимическом разложении органических веществ. Для нормальной работы необходимо соблюдать оптимальные значения pH и температуры сточных вод. Температура должна быть не менее 6⁰ C. В зимний период пруды не работают. При расчете прудов определяют их размеры, обеспечивающие необходимую продолжительность пребывания сточных вод. В основе расчета лежит определение скорости окисления по веществу наиболее медленно различающемуся. Скорость оценивают по динамике БПК.

Аэротенки – железобетонные аэрируемые резервуары, через которые в течение нескольких часов медленно протекает смесь активного ила и сточной воды. Аэрация необходима для насыщения водной системы кислородом и поддержания ила во взвешенном состоянии. Форма аэротенков – вытянутые прямоугольники, глубиной 2 – 5 м, объемом до 2000 м³.

При аэрации должна быть обеспечена большая поверхность контакта между воздухом, сточной водой и илом что обеспечивает эффективную очистку. Используют следующие способы аэрации: пневматический, механический и пневмомеханический. Выбор способа аэрации зависит от типа аэротенка. При пневматической аэрации сжатый воздух газодувкой подают через пористые керамические плиты (пористые и перфорированные трубы разного диаметра). При механической аэрации происходит перемешивание жидкости различными устройствами, которые дробят струи воздуха; вблизи этих устройств возникают пузырьки газа, при помощи которых кислород частично переходит в сточную воды. Аэрирущие поверхности могут быть размещены у поверхности жидкости или могут быть заглубленными в толще потока. Пневмомеханические аэраторы применяют при необходимости интенсивного перемешивания и при потребности в высокой окислительной мощности. Схема установки очистки стока с применением аэротенка представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема установки биологической очистки:

1 – первичный отстойник; 2 – предаэратор; 3 – аэротенк;

4 - регенератор; 5 – вторичный отстойник.

Сточную воду направляют в отстойник 1 (см. рис. 6.1), куда для улучшения осаждения взвешенных частиц можно подавать небольшую часть активного ила. Затем осветленная взвесь поступает в предаэратор-усреднитель 2, в который также направляют часть избыточного ила из вторичного отстойника 5. В силу жизнедеятельности микроорганизмов биомасса активного ила непрерывно возрастает. В 2 сточные воды предварительно аэрируются воздухом в течение 15 – 20 минут. При необходимости в предаэратор вводят нейтрализующие добавки и питательные вещества. Из аппарата 2 сточную воду подают в аэротенк 3, через который циркулирует и активный ил. Биохимические процессы, протекающие в аэротенке, могут быть разделены на два этапа: 1) поглощение поверхностью активного ила органических веществ и минерализация (превращение органического вещества в неорганическое) легко окисляющихся веществ при интенсивном потреблении кислорода; 2) доокисление медленно окисляющихся органических веществ, регенерация активного ила. Как правило, аэротенк разделен на 2 части: регенератор (25% от общего объема) и собственно аэротенк, в котором идет основной процесс очистки. Наличие регенератора дает возможность очищать более концентрированные сточные воды и увеличивать производительность агрегата. Перед аэротенком сточная жидкость должна содержать не более 150 мг/л взвешенных частиц и не более 25 мг/л нефтепродуктов. Температура очищаемых сточных вод: t – 30⁰C, pH = 6,5 – 9. После аэротенка 3 и регенератора 4 сточная вода вместе с активном илом поступает во вторичный отстойник 5, где происходит отделение ила от воды. Большую часть ила возвращают в аэротенк 3, а избыток его направляют в предаэратор 2.

На рис. 6.2. представлены упрощенные схемы аэротенков.

Рис. 6.2. Схемы аэротенков:

а – аэротенк-отстойник: 1 – лоток; 2 – труба илососа,

3 – зона отставания; 4 – водосливы; 5 – зона аэрации;

б – аэротенк - осветлитель: 1 – переливные окна;

2 – зона аэрации; 3 – зона дегазации; 4 – направляющая

перегородка; 5 – аэратор; 6 – зона осветления;

в – двухкамерный аэротенк-отстойник: 1 – аэратор; 2 – зона предварительного

обогощения; 3 – перегородка; 4 – роторный аэратор; 5 – зона ферментации;

6 – зона осветления.

На рис. 6.2,а представлена схема аэротенка-отстойника, объединенного со вторичным отстойником. Зоны аэрации и отстаивания разделены. Сточную воду подают в центре, а отводят по лотку 1. В зоне отставания 3 образуется слой взвешенного активного ила, через который фильтруется сточная вода. Избыточный активный ил отводят из аппарата, по трубе илососа 2. Периодически в аппарат поступает партия нового активного ила.

В аэротенке-осветителе (рис. 6.2, б) сточная вода поступает в зону аэрации 2, где смешивается с активным илом и аэрируется. Затем смесь через переливные окна 1 попадает в зону дегазации 3 и в зону осветления 6. В зоне осветления за счет движения потоков возникает взвешенный слой активного ила, который очищает от биокомпонентов сток. Очищенная вода удаляется из аэротенка.

Двухкамерные аэротенки-отстойники (рис. 6.2, в) являются разновидностью аэротенков-осветителей. В них зона аэрации разделена вертикальной перегородкой с отверстиями 3 на две камеры. В первой камере происходит насыщение иловой смеси кислородом воздуха с помощью аэратора 1 и сорбция загрязнений активным илом, во второй камере происходит окисление сорбированных загрязнений, в зоне ферментации 5 и стабилизация активного ила, в зоне осветления 6.

Биофильтры – это сооружения в корпусе которых размещают кусковую насадку и предусмотрены распределительные устройства для подачи сточной воды и воздуха. В биофильтрах сточная вода фильтруется через слой насадки, покрытый пленкой из микроорганизмов. В качестве насадки (загрузки) используют различные материалы с высокой пористостью, малой плотностью: щебень, гравий, шлак, керамзит, керамические и пластмассовые кольца в форме кубов, шаров, цилиндров шестигранников; также используют металлические и пластмассовые сетки, скрученные в рулоны. Для интенсификации процесса часто применяют аппараты с аэрацией. В настоящее время предложено большое число конструкций биофильтров, которые делят на биофильтры, работающие с полной и неполной биологической очисткой; с естественной и искусственной подачей воздуха; с рециркуляцией и без рециркуляции сточных вод; на биофильтры одно-и двухступенчатые, капельные, высоконагружаемые. Двухступенчатые биофильтры применяют в том случае, когда для достижения высокой степени очистки нельзя увеличивать высоту биофильтров. Биофильтры с капельной фильтрацией имеют низкую производительность, но обеспечивают полную очистку, гидравлическая нагрузка: . Их используют для очистки до 10³ м³/сут. Воды при БПК не более 200 мг/л. Высоконагружаемые биофильтры работают при гидравлической нагрузке 10 – 30 м³/м²сут. Т.е. пропускают в 10 – 15 раз больше сточной воды, чем капельные. Однако они не обеспечивают полную биологическую очистку. При эксплуатации очистных сооружений производительностью до 5·10³ м³/сут применяют башенные фильтры. Погруженные или дисковые биофильтры работают при расходах до 500 м³/сут. Они представляют собой резервуар, в котором имеется вращающийся вал с насаженными на него дисками. Уровень сточной воды в резервуаре на 2 – 3 см ниже горизонтального вала. Размер дисков 0,6 – 3 м, а расстояние между ними 10 – 20 мм. Диски могут быть металлические, пластмассовые и асбестоцементные. Вал вращается со скоростью 1 – 40 об/мин.

На рис. 6.3 представлена схема биотенк-биофильтра.

Рис. 6.3. Схема биотенк-биофильтра:

1 – корпус, 2 – элементы загрузки.

В корпусе 1 биотенк-биофильтра в шахматном порядке расположены элементы загрузки 2, которые представляют собой полуцилиндры диаметром 80 мм. Сточная вода поступает сверху, наполняя элементы загрузки и через края стекает вниз. На поверхностях элементов образуется биопленка, а в элементах – биомасса, подобная активному илу. Насыщение воды кислородом происходит при движении жидкости. Аппарат обеспечивает высокую производительность и эффективность процесса очистки.

Разработан биофильтр в котором наряду с разложением органических загрязнений протекают процессы нитрификации (см. уравнение 6.4) и денитрификации. Это колонна с псевдожиженном слоем зернистого материала (песка), на поверхности которого культивируются микроорганизмы. Сточную воду предварительно насыщают кислородом и подают в колонну снизу вверх со скоростью 25 ÷ 60 м/ч. Удельная площадь поверхности псевдоожиженного слоя составляет 3200 м²/м³, что в 20 раз больше, чем аэротенках и в 40 раз больше, чем в обычных биофильтрах. Процессы очистки протекают с очень высокой скоростью. Например, снижение БПК сточных вод на 85 – 90% в данной установке происходит за 15 мин, а в аэротенках на это необходимо 6 – 8 ч.

При эксплуатации обычных биофильтров объем воздуха, подаваемого в биофильтр при аэрации не превышает 16 м³ на 1 м³ сточной воды. При БПК₂₀ > 300 мг/л обязательна рециркуляция очищенной воды, т.е. повторное возвращение ее на доочистку.

Метантенк – основной аппарат анаэробной очистки стоков. Метановое брожение – очень сложный и многостадийный процесс. Механизм его окончательно не установлен. Получаемая в итоге газовая смесь в среднем содержит 63 – 65% метана (CH₄) и 32 – 34% CO₂. Теплотворная способность газа 23 мДж/кг. Его сжигают в топках паровых котлов. Пар используют для нагрева осадков в метантенках или для других целей. Сбраживание в метантенке осадка промышленных сточных вод из-за высокого влагосодержания осадка, наличия солей металлов и синтетических моющих средств необходимо производить при снижении нагрузки, по сравнению с бытовыми стоками и сточными водами сельского хозяйства, на 25 – 50%. Полного сбраживания органических веществ в метанотенных достичь нельзя. Все вещества имеют свой предел сбраживания, зависящий от их химической природы. В среднем степень распада органических веществ составляет ~ 40%. Но достигается высокая степень обеззараживания, вследствие гибели многих болезнетворных организмов в результате воздействия на них повышенных температур ~ 55⁰ C. Для достижения более высокой степени анаэробного сбраживания необходимо соблюдать по возможности высокую температуру процесса, концентрация беззольного вещества должна быть более 15 г/л, необходимо интенсивное перемешивание, pH среды должна быть: 6,8 – 7,2 (близка к нейтральной). Снижают эффективность сбраживания присутствие катионов тяжелых металлов (меди, никеля, цинка); избыток ионов аммония NH⁺, сульфатов, некоторых органических соединений в том числе синтетических моющих средств. Процесс брожения проводят в герметически закрытых метантенках – резервуарах оборудованных приспособлениями для ввода несброженного и отвода сброженного осадка. Перед подачей в метантенк осадок должен быть по возможности обезвожен. Схема метантенки представлена на рис. 6.4.

Рис. 6.4. Принципиальная схема метантенка:

1 – корпус; 2 – труба; 3 – мешалка; 4 – змеевик.

Очищаемая вода движется по трубе 2, перемешивание с помощью мешалки 3 интенсифицирует процесс и способствует отделению увлекаемого осадка.

6.3. Система очистки сточных вод

сельскохозяйственного производства

Массы животноводческих отходов содержат большое количество болезнетворных организмов. В целях обеззараживания их применяют по возможности длительное хранение, в лагунах (открытые пруды отстойники), в отстойниках – накопителях, в навозохранилищах. Также используют биологические пруды, башни, аэротенки, метантенки. В лагунах происходит биологическое аэробное или анаэробное разложение навозной жижи. При аэробном разложении жидкий навоз аэрируется с помощью турбин – аэраторов более 3 месяцев при обеспечении концентрации кислорода 1 – 2 г/л, а осевший осадок вычищают раз в 2 – 3 года. Система проста, дешева, но при этом необходимо обеспечить температуру выше 18⁰ C (т.е. работоспособна только в летнее время), а потери аммиачного азота (N) в лагуне достигают 90%. При механической аэрации на 1 кг навоза молочного скота требуется

0,74 м³ (мясного – 0,44 м³) аэробной лагуны, а в лагунах с естественной аэрацией соответственно 4,15 (3,56) м³. В аэробных лагунах происходит частичное разложение органики, уничтожение большинства патогенных микроорганизмов и неприятного запаха, обеспечивается сохранение минеральных веществ в легкоусвояемых формах для растений, уменьшение загрязненности. Лагуна, в данном случае, углубление в рельефе.

При дефиците площадей целесообразно использовать систему очистки стоков в виде бассейна-перегнивателя глубиной до 1,5 м, в котором происходит механическая (под действием силы тяжести: - см. тему 1) и биологическая очистка стоков. Бассейн состоит из двух изолированных отделений с размерами в соотношении 1:3. Малое отделение является первичным отстойником, а в большом осветленные сточные воды подвергаются естественному самоочищению. Осадок из малого отделения удаляют через 2 года.

В анаэробных лагунах при выдерживании определенного режима (pH 6,7 – 7,5; температура 30 – 38⁰ C) потери питательных веществ меньше, но они опасны с санитарной точки зрения (различные виды бактерий сальмонелл выживают в них до 3 лет). На 1 кг свиного навоза необходимо обеспечить 1,2 м³ (на 1 кг навоза крупного рогатого скота – 0,6 м³) объема анаэробных лагун. Очистку анаэробных лагун производят через 5 – 8 лет. Время начала эксплуатации новых лагун в Подмосковье – март-апрель. Новую лагуну заполняют водой наполовину и первые два месяца загружают на четверть проектной мощности, а в последующие 6 месяцев – до нормальной. Ежегодно измеряют толщину осадка: быстрое его наслоение свидетельствует о неправильной эксплуатации системы.

Дата добавления: 2014-01-05