Ежегодная Международная конференция "Сотрудничество для решения проблемы отходов"


Главная страница
Сведения об авторах

Интенсификация анаэробной переработки осадков сточных вод путем составления оптимальных сбраживаемых смесей

Зверева П. А., Селивановская С. Ю., Галицкая П. Ю., Ахметов Р. Р., Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

Анаэробное сбраживание применяют для утилизации органических отходов природного происхождения. Достоинства этого метода:

— по сравнению с аэробной переработкой образуется меньшее количество биомассы;

— возможна утилизация отходов влажностью 60 % и более;

— эффективно уничтожаются патогенные организмы, особенно при использовании многостадийных реакторов или пастеризации;

— выбросы веществ с неприятным запахом минимальны, поскольку они окисляются на выходе из реактора, например, H2S преобразуется в SO2;

— обеспечивается соответствие требованиям национальных стандартов по снижению объемов отходов, направляемых на захоронение;

— продукт брожения можно использовать как удобрение;

— в процессе переработки образуется биогаз.

Протекание анаэробного сбраживания зависит от состава отходов, их влажности, рН. Составляя смеси из разных отходов, можно снизить влияние негативных факторов и оптимизировать процесс без дополнительных экономических затрат.

Цель исследования — разработка способа повышения выхода биогаза при сбраживании осадка сточных вод (ОСВ) за счет добавления субстратов, приготовленных из органических отходов растительного происхождения.

В качестве объекта исследования выбран ОСВ очистных сооружений г. Казани, как добавки использованы шелуха семян подсолнечника (ШСП) и силос кукурузный (СК), потерявший потребительские свойства (табл. 1).

Таблица 1

Отходы и места их отбора

Отход

Место отбора

ШСП

ООО «Орловский полигон» — полигон ТБО

ОСВ

МУП «Водоканал г. Казани» — городские очистные сооружения

СК

Филиал ОАО «Вамин» «Мензелинский МСК» — сельскохозяйственное предприятие

По стандартизованным методикам в исходных субстратах определяли влажность, содержание органического углерода, содержание общего азота и рН. Смеси брожения составляли так, чтобы рН был равен 7,5 (защелачивание проводили известковым молоком), влажность находилась в пределах 90—96 % (смеси разбавляли водопроводной водой), соотношение органического углерода и общего азота Сорг : Nобщ изменялось от 5 до 32. По данным различных исследований, такие параметры оптимальны для анаэробного сбраживания. Процесс проводили в герметичных емкостях объемом 1 л при температуре 55 °С в течение 17 сут. Характеристики сбраживаемых смесей, а также результаты экспериментов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Состав и показатели сбраживаемых смесей и объем полученного биогаза

Номер опыта

Смесь

Дополнительный субстрат, мас. %

Сорг, %

Nобщ,  %

рН

Влажность,
 %

Сорг : Nобщ

 

Объем биогаза, мл/кг

1

ОСВ + ШСП (1)

0,48

0,58

0,08

7,5

95,77

7,40

1 519

2

ОСВ + ШСП (2)

40,46

12,12

0,76

7,5

90,00

15,82

816

3

ОСВ + СК (1)

0,56

0,43

0,07

7,5

96,07

6,55

1 014

4

ОСВ+СК (2)

12,37

1,36

0,07

7,5

94,06

18,55

2 424

5

ОСВ+СК (3)

30,93

2,49

0,07

7,5

91,62

31,65

1 172

6

ОСВ

0,00

0,38

0,06

7,5

96,18

5,88

1 306

Наибольший объем биогаза (2 424 мл) получен в опыте № 4 при сбраживании ОСВ и 12,37 мас. % СК, наименьший — в опыте № 2 при сбраживании ОСВ и 40,46 мас. % ШСП. В опытах № 1 и 4 выход биогаза достоверно превышал результат контрольного опыта (№ 6). Таким образом, без дополнительных экономических вложений удается повысить интенсивность утилизации в 1,2—1,9 раз. В опыте № 2 эффективность процесса брожения в 1,6 раза меньше по сравнению с контролем. Вероятно, это связано со сложностью разложения органических веществ, входящих в состав ШСП. Объем биогаза сравним с данными, представленными в литературе.

Наибольший объем биогаза выделяется при соотношении  Сорг : Nобщ близком к 20, что соответствует данным, полученным другими исследователями.

Однако мы не обнаружили зависимости между соотношением Сорг : Nобщ  и объемом биогаза при анализе всех опытов, что объясняется, по-видимому, одновременным влиянием на процесс метанообразования нескольких факторов.

Таким образом, путем составления оптимальных смесей можно повысить интенсивность процесса образования биогаза по сравнению со сбраживанием ОСВ без добавок других субстратов.

Intensifying the Anaerobic Digestion of Sewage Sludge by Compiling the Optimal Fermented Mixtures

Zvereva P. A., Selivanovskaya S. Yu., Galitskaya P. Yu., Akhmetov R. R., Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia

The study described in the paper has demonstrated that sludge digestion/biogas generation process can be significantly enhanced (by 2 times) by adding 12.37 mass per cent of unusable corn silage.

Главная страница

Сведения об авторах

Зверева Полина Александровна, аспирантка, кафедра прикладной экологии, факультет географии и экологии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008, Россия. Моб. (927) 242-22-45. E-mail
Селивановская Светлана Юрьевна, д-р биол. наук, проф., кафедра прикладной экологии, факультет географии и экологии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008, Россия. Тел. (432) 233-77-80. E-mail
Галицкая Полина Юрьевна, канд. биол. наук, ст. преподаватель, кафедра ландшафтной экологии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008, Россия. Тел. (432) 233-77-80. E-mail
Ахметов Радик Рашитович, студент, кафедра ландшафтной экологии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008, Россия. Моб. (950) 324-64-90. E-mail 


© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 04.04.11