Метод сбраживания отходов – условия и развитие процесса

Основным недостатком метаново­го сбраживания отходов, согласно созданным техническим условиям для классичес­кой технологии, является длительность по времени.Полное время пребывания отходов в метантенках (около 15-17 суток). Поэтому общая емкость метантенков классической кон­струкции для спиртозавода мощнос­тью 6000 дал/сутки должна быть не ме­нее 12 000 м3.

В целях сокращения объема – увеличить концентрацию биомассы

Метод сбраживания отходов В целях сокращения объема фер­ментационного оборудования в пред­лагаемой технологии используются анаэробные биореакторы, в верхней части которых вмонтировано специ­альное сепарационное усторойство для предотвращения выноса биомас­сы вместе с очищенными сточными водами. Благодаря этому концентра­ция биомассы повышается в биореак­торе в 8-10 раз. Сточные воды прохо­дят через взвешенный слой биомассы и очищаются от загрязняющих веществ. Биогаз проходит через сепара­ционное устройство и удаляется на сжигание в котельной завода. В анаэробном процессе стоки очи­щаются на 75-80%, дальнейшая их доочистка осуществляется в аэробных условиях иммобилизованными микро­организмами.

Иммобилизация позво­ляет повышать эффективность исполь­зования органических веществ для синтеза биомассы микроорганизмов, менять направление метаболизма, сокращать лаг-фазу иммобилизован­ных клеток по сравнению со свобод­ноплавающими. Кроме того, твердая поверхность имеет положительное влияние на микроорганизмы за счет уменьшения рассеивания экзоферментов и продуктов гидролиза органичес­ких веществ, которые концентрируют­ся вблизи от поверхности иммобили­зованных клеток. Иммобилизованные клетки значительно интенсифицируют процесс очистки сточных вод.

От чего зависят условия процесса иммобилизации

Процесс иммобилизации микроор­ганизмов существенно зависит от при­роды и физико-химических свойств но­сителя. Одними из основных показа­телей пригодности носителя являются его хорошая адгезионная способность по отношению к микроорганизмам, стойкость к биохимической деструк­ции, хорошая механическая прочность. Носитель должен иметь большую удельную поверхность при небольшом фактическом объеме, что позволяет максимально использовать полезный объем сооружений. Из испытанных наилучшим оказался носитель из полиамидных волокон. Перед размеще­нием носителя в очистных сооружени­ях его обрабатывали специальным ре­агентом, что придавало ему указанные выше свойства. Доочистка сточных вод в биотенках с иммобилизованными микроорганизмами позволяет очис­тить их на 99,5% по показателю ХПК и на 99,8 % по БПК, то есть до показателей сброса их в водоемы.

Расчет окупаемости капитальных затрат на строительство установки

условия и развитие процесса Окупаемость капитальных затрат на строительство установки — в преде­лах 2 лет. При переработке на спирт зерна дрожжами используется в основном крахмал, а все остальные органичес­кие и минеральные вещества сырья переходят в барду. Барда также обога­щается биомассой дрожжей и продук­тами их метаболизма (глицерин, глюканы, липиды). УкрНИИспиртбиопрод разработал гибкую технологию утилизации отходов и очистки сточных вод зерновых спир­товых заводов. По этой технологии барду разделяют с помощью центри­фуг или вакуумных фильтров на дро­бину и фугат. Дробину используют на корм в натуральном или сухом виде, а фугат сбраживают в анаэробных био­реакторах. При этом из 1 м3 фугата образуется 12 м3 биогаза, содержаще­го до 75% метана. На заводе мощнос­тью по спирту 3000 дек/сутки образует­ся 4500 м3 биогаза в сутки, или 1350 тыс. м3 в год.

Использование биогаза в котельной завода позволит экономить около 1000 т условного топлива в год. Метановое сбраживание фугата барды является первой ступенью очи­стки сточных вод, так как ХПК их умень­шается на 90%. Далее полуочищенный фугат смешивается с другими слабозагрязненными сточными водами и доочищается в биотенках с иммобилизованными микроорганизмами. После такой очистки сточные воды можно сбрасывать в водные объекты. При необходимости сточные воды перед сбросом в открытые водоёмы пропус­кают через биопруды для ещё более глубокой доочистки.

Внедрены новые разработки низкотемпера­турного разваривания сырья

В последние годы на зерновых спиртозаводах произошли значительные перемены. Внедрено низкотемпера­турное разваривание сырья, вместо солода используют ферментные препараты, часть барды возвращают для приготовления замеса. Эти мероп­риятия позволили в 2-3 раза сократить количество сточных вод. По новой тех­нологии количество сточных вод на 1000 дек спирта составляет 60-80 м3, а по классической — 140-300 м3.

По новой технологии в сточные воды попадают воды от мойки оборудования, лютерной воды, от химводоочистки, продувки кот­лов, мойки помещений и хозяйственно-бытовые сточные воды. Показатель ХПК смеси этих сточных вод составля­ет в среднем 1066 мг/дм3, БПКполное -871 мг/дм3. Для очистки таких сточных вод нами разработана конструкция очистных сооружений в виде компактного цельнометаллического блока объёмом 75 м3 для спиртозавода мощностью по спирту 3000 дек/сут. Блок имеет анаэ­робную и аэробную зоны очистки. В це­лях поддержания высокой концентра­ции биомассы микроорганизмов применяется иммобилизация их на непод­вижном носителе. Потребляемая мощ­ность установки — 7,5 кВт. Обслужива­ет установку 1 человек.

Учитывая актуальность проблемы очистки сточных вод для большинства спиртовых заводов отрасли, институт может поделиться опытом и оказать любой вид помощи во внедрении этих прогрессивных установок.

С.Т.Олийничук, М.И.Кошель, Ю.А.Каранов, Украинский научно-исследовательский институт спирта и биотехнологии продовольственных продуктов