Анаэробная очистка сточных вод

Области применения анаэробной очистки сточных вод

Системы анаэробной очистки применяют для сбраживания высококонцентрированных стоков, осадков городских сточных вод, ила, в том числе активного ила очистных сооружений, допускается подача в метантенки других сбраживаемых органических веществ после их дробления (домового мусора, отбросов с решеток, производственных отходов органического происхождения и т. п.). Процессы чаще всего осуществляются в септитенках (септиках) и метантенках.

Микробиологические основы анаэробного сбраживания

Упрощённая стадийная схема анаэробного разложения веществ

Деградация органических веществ при метаногенезе осуществляется как многоступенчатый процесс, в котором углерод-углеродные связи постепенно разрушаются под каталитическим действием различных групп микроорганизмов. Синтрофизм - особый случай симбиотической кооперации между метаболически разными типами бактерий, которые зависят друг от друга при разрушении субстратов. При этом типе межвидовых взаимосвязей один организм продуцирует пищу для другого.

На ацетогенной стадии образуются основные непосредственные предшественники метана: ацетат, водород, углекислота. Разложение продуктов кислотогенной стадии осуществляют облигатные протон-восстанавливающие или облигатно-синтрофные бактерии, как правило, нуждающиеся в водородиспользующих партнёрах

Без водородиспользующих метаногенов

СН3СН2СН2СОО- + 2Н2О = 2СН3СОО- + Н+ + 2Н2

СН3СН2СОО- + 3Н2О = СН3СОО- + Н+ + 3Н2 + НСО3-

С7Н6О2 + 7Н2О = 3СН3СОО- + 3Н2 + НСО3-

С водородиспользующими метаногенами:

2СН3СН2СН2СОО- + НСО3- +Н2О = 4СН3СОО- + СН4 + Н+

2СН3СН2СОО- + 3Н2О = СН3СОО- + Н+ + 3СН4 + НСО3-

4С7Н6О2 + 19Н2О = 14СН3СОО- + 13Н+ + 3СН4 + НСО3-

Процесс распада органических веществ в анаэробных условиях завершают метанобразующие археи, или метаногены.

Метаногены могут использовать в качестве источников энергии и углерода ограниченное число субстратов - всего 8: углекислый газ в сумме с водородом, формиат, закись углерода, метанол, ацетат, моно-, ди и триметиламины

Метаногены

4Н2 + СО2 = СН4 + 2Н2О

4НСОО- + 4Н+ = СН4 + 2Н2О + 3СО2

СН3СОО- + Н+ = СН4 + СО2

4СН3ОН = 3СН4 + СО2 + 2Н2О

4СH3NH3+ + 2H2O = 3CH4 + CO2 + 4NH4+

2(CH3)2NH2+ + 2H2O = 3CH4 + CO2 + 2NH4+

4(CH3)3NH+ + 6H2O = 9CH4 + 3CO2 + 4NH4+

По типу используемых субстратов все виды метанобразующих организмов могут быть условно разделены на 3 подгруппы:

1) организмы, использующие Н2 + СО2 (к ним относится большинство метановых архей, некоторые из них способны использовать формиат)

2) метаногены, использующие ацетат

3) метаносарцины, использующие все известные метаногенные субстраты, за исключением формиата

Влияние токсичных веществ и факторов экологии на процесс анаэробного сбраживания

Токсичные вещества влияют на анаэробный процесс так же, как и на аэробный. Анаэробные микроорганизмы не отличаются какой-то особой чувствительностью к токсичным веществам. Поскольку процесс анаэробного разложения основан в первую очередь на действии медленно растущих метаногенных бактерий, то и действие ингибиторов следует рассматривать в связи с этой группой бактерий (приведены в таблице). Как и в других биологических системах, в анаэробном сообществе также может развиваться устойчивость к токсичным веществам.

В таблице приведены такие концентрации токсичных веществ, которые воздействуют на анаэробный процесс

Параметр

Ингибирование токсичным веществом

При одноразовом внесении

При постоянном внесении

рН

<6

<5

рН

>8

>8,5

Аммоний, NH4+

>100 г/м3

>200 г/м3

Сероводород, H2S

>250 г/м3

>1000 г/м3

Цианид, CN-

>5 г/м3

>100 г/м3

Трихлорметан

>1 г/м3

>50 г/м3

Формальдегид

>100 г/м3

>400 г/м3

Никель

>200 г/м3

>500 г/м3

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Другие статьи

Аналитический обзор
Грибы - большая группа эукариотных гетеротрофных организмов с абсорбционным (осмотрофным) способом питания, включающая по данным разных авторов, от 100000 до 250000 видов [Гарибова, Лекомцева, 2005 ...

Очистка атмосферы от промышленных пылевых выбросов
Актуальность. До определенного этапа развития человеческого общества, в частности, индустрии, в природе существовало экологическое равновесие, то есть деятельность человека не нарушала приро ...

Система экологического менеджмента в России и мире
Интерес к ISO 14001 был изначально настолько высок, что к моменту его официальной публикации на соответствие проекту или окончательному проекту стандарта в Германии уже было сертифицировано 25 компа ...