Спосіб інтенсифікації процесу біотрансформації органічних забруднень стічних вод у біогаз

Реферат: Спосіб інтенсифікації процесу біотрансформації органічних забруднень стічних вод у біогаз включає анаеробне бродіння стічних вод у метантенку, відділення надлишкового активного мулу та його гомогенізацію. Надлишковий активний мул оброблюють 3 %-м розчином пероксиду водню у співвідношенні окисник:мул - 1:100. Після чого гомогенізат подають у метантенк у кількості 15 % від загального об'єму мулу в споруді. UA 100151 U (12) UA 100151 U UA 100151 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способу анаеробного очищення стічних вод, що містять органічні забруднення, і може бути використана для підвищення ефективності очищення та збільшення кількості біогазу, який утворюється в результаті анаеробного бродіння. Відомий «Спосіб інтенсифікації виходу біогазу» [патент України на корисну модель № 88991, кл. C02F 11/04, опубл. 10.04.2014], який включає використання сирого гліцерину як стимулятора, який додають в обсязі 7-11 % від об'єму органовмісної частини субстрату при температурі зброджування 40-50 °С. Спосіб надає можливість збільшити (залежно від температурного режиму) вихід біогазу у 4,5-10 разів при анаеробному бродінні гною великої рогатої худоби. Недоліками цього способу є: вузький спектр відходів, що оброблюють; потреба у специфічному стимуляторі процесу бродіння; неконтрольованість об'єму осаду, що утворюється в результаті анаеробної обробки гною. Відомий також «Спосіб аеробного біологічного очищення стічних вод і установка для його здійснення» [патент РФ № 2073648, кл. C02F 3/02, опубл. 20.02.1997]. В цьому способі надлишковий активний мул з аеротенку піддають фізико-хімічній обробці з метою стимулювання виділення мікроорганізмами мулу позаклітинних полімерів, підвищення за рахунок цього біофлокулюючої здатності мулової суміші і збільшення концентрації біокоагулянту в ній. Оброблений мул направляють у відстійники. Спосіб дозволяє інтенсифікувати процес аеробного очищення стічних вод та підвищити вміст біогенних елементів у споруді, є найближчим аналогом. Основними недоліками найближчого аналога є загальна складність устаткування, відокремлення завислих речовин у відстійниках, а не біотрансформацію розчинених ксенобіотиків та токсичних речовин, використання методу лише для аеробного очищення стоків. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності очищення стічних вод та збільшення кількості утвореного біогазу за рахунок інтенсифікації процесу метанового бродіння. Поставлена задача вирішується тим, що активний мул піддають гомогенізації шляхом хімічного окислення біомаси із виділенням з мулу біогенних елементів та біологічно активних речовин, які збалансовують співвідношення біогенних елементів у субстраті та стимулюють ферментативну активність мулу. Новим є те, що надлишковий активний мул оброблюють 3 %-м розчином пероксиду водню у співвідношенні окисник:мул - 1:100, після чого гомогенізат подають у метантенк у кількості 15 % від загального об'єму мулу в споруді. Технічним результатом є збільшення ступеня біотрансформації забруднюючих речовин стічних вод у біогаз, підвищення ефективності процесу анаеробного очищення будь-яких стічних вод, що містять органічні забруднення, і зменшення об'ємів утворення надлишкового активного мулу. Спосіб здійснюється наступним чином. Надлишковий активний мул, що видаляють з метантенку, оброблюють пероксидом водню у співвідношенні окисник:мул - 1:100, після чого гомогенізат подають у метантенк у кількості 15 % від загального об'єму мулу в споруді. Гомогенізат змішують з активним мулом метантенку, що сприяє підвищенню метаногенезу і ступеня очищення стічних вод. За даним способом був визначений вихід біогазу у періодичному процесі анаеробного бродіння стічних вод при температурі 45±5 °С з концентрацією активного мулу 19 г/л за сухими речовинами. Із діаграми виходу біогазу при застосуванні гомогенізації активного мулу (фіг.) видно, що вихід біогазу в контролі не перевищує 0,4 л/л стічних вод на добу, при цьому в разі додавання гомогенізату спостерігається стрімка інтенсифікація виходу біогазу до 2,8-3,2 л/л стічних вод на добу. Загалом протягом 6 діб утворюється 2,4 л біогазу/л стічних вод для контролю та 9,6 л біогазу/л стічних вод для процесу із гомогенізацією мулу. Перевагою способу є збільшення максимального виходу біогазу порівняно з використанням активного мулу без обробки у 4 рази. Даний спосіб є універсальним, оскільки може використовуватися для інтенсифікації анаеробного очищення будь-яких стічних вод, що містять органічні забруднення, дає змогу підвищити ефективність їх очищення та збільшити вихід біогазу за рахунок більш повного перетворення забруднюючих речовин стічних вод у біогаз. Це значно підвищує енергоефективність процесу, зменшує об'єми утворення надлишкового активного мулу та знижує витрати на біогенні елементи. Джерела інформації: 1. Патент UA № 88991 України МПК C02F 11/04. «Спосіб інтенсифікації виходу біогазу». Опубл. 10.04.2014, бюл. № 7. 2. Патент RU №2073648 МПК C02F 3/02. «Спосіб аеробного біологічного очищення стічних вод і установка для його здійснення». Опубл. 20.02.1997, бюл. № 2. 1 UA 100151 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб інтенсифікації процесу біотрансформації органічних забруднень стічних вод у біогаз, який включає анаеробне бродіння стічних вод у метантенку, відділення надлишкового активного мулу та його гомогенізацію, який відрізняється тим, що надлишковий активний мул оброблюють 3 %-м розчином пероксиду водню у співвідношенні окисник:мул - 1:100, після чого гомогенізат подають у метантенк у кількості 15 % від загального об'єму мулу в споруді. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2