WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 43 | 44 || 46 | 47 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 45 ] --

Время удержания таких стоков в биореакторе объемом до 600–700 м3 удлиняется до 15–20 суток при норме суточной загрузки 20–30 м3. Биогаз, образуемый при этом, содержит до 70 % метана. Биореактор сравнительно небольшого объема очищает стоки средних ферм с содержание 1200– голов свиней.

Для очистки загрязненных стоков пищевой промышленности применяют специально разработанные контактные анаэробные процессы (рис. 7.5).

В таких процессах в первичном тенке, входящем в состав установки, поступающие стоки полностью перемешиваются за счет рециркуляции биогаза, ила или механического перемешивания. Помимо перемешивания, фактором интенсификации процесса является изменение температуры в биореакторе. Сброженные стоки направляются в осветлитель, где происходит процесс осаждения ила и дополнительное образование биогаза.

Уплотнившийся ил возвращают в сбраживатель, куда поступают новые порции стоков. Если величина концентрации биомассы в сбраживателе составляет 5–10 г/л, возможно достаточно эффективная очистка стоков с содержанием ХПК до 20 кг/м3. При увеличении концентрации биомассы до 20–30 г/л возможно использование неразбавленных стоков с ХПК до кг/м3. Реакторы с неподвижной биопленкой (анаэробные биофильтры) также находят применение для анаэробной очистки стоков. Используемые для этих целей биореакторы в отличие от аэробных капельных биофильтров имеют более крупную насадку для избежания процесса заиливания. Применяемая для этих целей щебеночная насадка диаметром 25–65 мм имеет до 50 % свободного объема. Скорость очищаемого потока стоков обычно низка, и биомасса удерживается в свободном пространстве насадки. Предельная нагрузка по ХПК для таких систем составляет до 10 кг/м3сут., с умеренным количеством органики она обычно близка к 5 кг/м3. Эффективность Вход Рис. 7.5. Типы установок для очистки сточных вод пищевой промышленности.

А – анаэробный биофильтр, Б – установка с винтовым насосом для перемешивания, В – высокоскоростной реактор Коулзерда (по Дж. Бесту и др., 1988).

очистки составляет около 70 %. Эти сооружения, однако, не нашли пока широкого применения вследствие достаточно высокой стоимости насадки и необходимости периодической промывки материала фильтрующего слоя.

В целом анаэробные процессы очистки стоков, обладая рядом несомненных достоинств, не находят пока такого широкого применения, как аэробные системы биоочистки. Однако в последние годы, вследствие более строгих требований к предварительной очистке промышленных стоков перед сбросом их в канализацию, интерес к анаэробным процессам возрастает.

7.2. УТИЛИЗАЦИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ В области переработки и ликвидации твердых отходов биотехнологические методы наиболее широко применяются для утилизации коммунальных отходов и ила из систем биоочистки стоков.

Традиционно твердые отходы складируются на городских свалках. Все возрастающие объемы отходов на душу населения приводят к возникновению огромного количества свалок, увеличению их площадей, а также к неуправляемому попаданию отходов в окружающую среду из-за рассыпания их при транспортировке. Так, по данным 1984 г. во Франции, Греции и Ирландии по ходу транспортировки отходов на свалки было рассыпано, соответственно, 10.3, 17.5 и 35 % от общего количества ликвидированных отходов. Несмотря на все возрастающий интерес к повторному использованию сырья, очевидно, что простая ликвидация отходов на свалках существенно дешевле любого другого способа их переработки. После того, как стало ясно, что при анаэробной переработке отходов в больших количествах образуется ценный энергетический носитель – биогаз, основные усилия стали направляться на соответствующую организацию свалок и получение на месте их переработки метана.

Несмотря на огромное разнообразие отходов, вывозимых на городские свалки, в целом состав твердых отходов в развитых странах становится все более однотипным, при этом четко просматривается тенденция увеличения объема бумаги и пластмасс на фоне снижения доли органических и растительных материалов. Это удлиняет время стабилизации отходов на свалках. Исследования химического состава содержимого свалок показали, что фракция, поддающаяся биодеградации, составляет до 70 % от общего количества твердых отходов.

Поведение отходов на свалке носит чрезвычайно сложный характер, так как постоянно происходит наслаивание нового материала через различные временные промежутки. В результате этого процесс подвержен действию градиентов температуры, рН, потоков жидкости, ферментативной активности и пр. В общей массе материала свалок присутствует сложная ассоциация микроорганизмов, которые развиваются на поверхности твердых частиц, являющихся для них источником биогенных элементов.

Внутри ассоциации складываются разнообразные взаимосвязи и взаимодействия. В целом состояние и биокаталитический потенциал микробного сообщества зависит от спектра химических веществ материала свалок, степени доступности этих веществ, наличия градиентов концентраций различных субстратов, в особенности градиентов концентраций доноров и акцепторов электронов и водорода.

На типичной европейской свалке, где отходы размещены по отсекам, система переработки отходов является, по существу, совокупностью реакторов периодического действия, в которых субстрат (отходы) находится на разных стадиях биодеградации.

На начальной стадии биодеградации твердых отходов доминируют аэробные процессы, в ходе которых под воздействием микроорганизмов (грибов, бактерий, актиномицетов) и также беспозвоночночных (клещей, нематод и др.) окисляются наиболее деградируемые компоненты. Затем деструкции подвергаются трудно и медленно окисляемые субстраты – лигнин, лигноцеллюлозы, меланины, танины. Существуют различные методы оценки степени биодеградации твердых отходов. Наиболее информативным принято считать метод оценки, основанный на различиях в скоростях разложения целлюлозы и лигнина. В непереработанных отходах отношение содержания целлюлозы к лигнину составляет около 4.0; в активно перерабатываемых – 0.9–1.2 и в полностью стабилизированных отходах – 0.2. В течение аэробной стадии температура среды может повышаться до 80°С, что вызывает инактивацию и гибель патогенной микрофлоры, вирусов, личинок насекомых. Температура может служить показателем состояния свалки. Увеличение температуры повышает скорость протекание процессов деструкции органических веществ, но при этом снижается растворимость кислорода, что является лимитирующим фактором. Исчерпание молекулярного кислорода in situ приводит к снижению тепловыделения и накоплению углекислоты. Это, в свою очередь, стимулирует развитие в микробной ассоциации сначала факультативных, а затем облигатных анаэробов. При анаэробной минерализации в отличие от аэробного процесса участвуют разнообразные, взаимодействующие между собой микроорганизмы. При этом виды, способные использовать более окисленные акцепторы электронов, получают термодинамические и кинетические преимущества. Происходит последовательно процесс гидролиза полимеров типа полисахаридов, липидов, белков; образованные при этом мономеры далее расщепляются с образованием водорода, диоксида углерода, а также спиртов и органических кислот. Далее при участии метаногенов происходит процесс образования метана (рис.7.6).



В результате комплекса процессов, происходящих при биодеградации содержимого свалок, образуются два типа продуктов – фильтрующиеся в почву воды и газы. Фильтрующиеся воды, помимо микроорганизмов, содержат комплекс разнообразных веществ, включая аммонийный азот, летучие жирные кислоты, алифатические, ароматические и ациклические соединения, терпены, минеральные макро- и микроэлементы, металлы.

Поэтому важным моментом при выборе и организации мест свалок является защита поверхности земли и грунтовых вод от загрязнений. Для борьбы с фильтрацией вод применяют малопроницаемые засыпки или создают непроницаемые оболочки вокруг свалки или специальные заграждения.

Рис. 7.6. Взаимодействие микроорганизмов в анаэробных условиях заключительной стадии катаболизма (по К. Форстеру и Е. Сениору, 1990).

Бактерии, потребляющие: I – нитраты, II – сульфаты; бактерии, образующие: III – пропионат, IV – ацетат, V – метан; бактерии, катаболирующие: VI – аминокислоты, Возможно, что наиболее эффективным способом может стать организация сбора фильтрующихся вод свалок и управляемая анаэробная переработка с применением капельных биофильтров, аэротенков или аэрационных прудов. В системе аэрационных прудов в течение нескольких месяцев можно удалить из вод до 70 % БПК; в капельных биофильтрах или системах с активным илом – до 92 % БПК с одновременным извлечением в результате биосорбции свыше 90 % металлов (железа, марганца, цинка).

Анаэробная биоочистка позволяет удалить 80–90 % ХПК в течение 40– дней при 25°С ( при 10°С величина удаления ХПК снижается до 50 %).

Биогаз, образуемый при биодеградации материала свалок, является ценным энергоносителем, но также может вызывать негативные явления в окружающей среде (дурной запах, закисление грунтовых вод, снижение урожайности сельскохозяйственных культур), поэтому следует ограничивать утечки газа. Это возможно при помощи специальных приспособлений (преграды, траншеи, наполненные гравием, системы экстракции газа), позволяющих управлять перемещением газа, а также созданием над массивом свалок оболочек, препятствующих его утечке.

Интерес к извлечению метана в процессах переработки свалок существенно возрос в последние десять лет. В США для этих целей построено установок, в странах Общего рынка – около 40. Создание таких установок планируется в Великобритании, Японии, Канаде, Швейцарии и др. Сбор и последующее применение биогаза, образуемого на свалках в больших количествах, имеет огромные перспективы. Так, установка в Россмане в летние месяцы дает до 40000 м3 газа в день. Объемы таких установок значительны, до 10–20.106 м3.

Теоретический выход метана может составлять 0.266 м3/кг сухих твердых отходов. Реальные экспериментальные выходы биогаза, полученные на различных лабораторных, пилотных установках и контролируемых свалках, дают существенный разброс данных, от десятков до сотен л/кг в год. Огромное влияние на процесс метаногенеза оказывают многие факторы, – температура и рН среды, влажность, уровень аэрации, химический состав отходов, наличие в них токсических компонентов и др. Газ, образуемый на свалке, извлекается с помощью вертикальных или горизонтальных перфорированных труб из полиэтилена. Применение воздуходувок и насосов может повысить степень извлечения газа. Газ используют для обогрева теплиц, получения пара, а после дополнительной очистки его можно перекачивать по трубам к местам потребления.

Таким образом, помимо экологической, проблема носит экономический характер, так как использование образуемого на свалках биогаза, снижает материальные затраты на борьбу с загрязнениями, опасными и дурнопахнущими отходами.

7.3. БИООЧИСТКА ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ



Pages:     | 1 |   ...   | 43 | 44 || 46 | 47 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«2 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ o ТЕХНОЛОГИИ В o 6 ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ В поддержку Плана действий G8 Сценарии и КРАТКИЙ ОБЗОР стратегии И ПОСЛЕДСТВИЯ до 2050 г. ПРОВОДИМОЙ ПОЛИТИКИ 2 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ o ТЕХНОЛОГИИ В o 6 ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ Сценарии и стратегии до 2050 г. В какой степени технологии могут внести свой вклад в формирование адекватных и надежных поставок энергии при низких выбросах CO2? Какие энергетические технологии являются наиболее многообещающими? Сколько времени потребуется для их внедрения? На...»

«Звук Безмолвия http://zvyk-bezmolviya.a5.ru Звук безмолвия - труд, выступающий в роле ключа, помогающим вспомнить хорошо известную вам, забытую истину. Познаваемую и осознаваемую нами не одним воплощением. Все знания внутри нас, но многие потеряли путь к этим глубинным подсознательным знаниям-Вселенского разума- нашего высшего Я. И память это путь к этой уже имеющейся информации, а не укоренение в новых знаниях. В процессе жизни мы по мере нашей готовности вспоминаем их через внешние источники,...»

«Примерная основная образовательная программа высшего профессионального образования специальность 180405 Эксплуатация судовых энергетических установок Утверждена Постановлением Правительства РФ от 30.12.2009 г. № 1136 ФГОС ВПО утвержден приказом Минобрнауки России от 24.12.2010 г. №2060 Квалификация выпускника специалист Нормативный срок освоения программы пять лет Форма обучения - очная. Примерная образовательная программа (ПООП) по специальности 180405 Эксплуатация судовых энергетических...»

«Республиканское унитарное предприятие БЕЛГИПРОЛЕС НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ ВЫПУСК № 9 Минск 2005 СОДЕРЖАНИЕ I. Н.К.Крук, статья Лесное хозяйство Швеции 3 1. Общая характеристика лесного сектора Швеции 3 2. Структура управления лесным комплексом Швеции 5 3. Лесная политика и законодательство Швеции 11 4. Лесная сертификация Швеции 14 5. Биоэнергетика и опыт организации использования древесины и отходов производства в качестве топливно-энергетического сырья 14 II. Киотский...»

«УТВЕРЖДАЮ Директор ИНЭИ РАН чл.-корр. РАН С.П.Филиппов 2013 г. ГОДОВОЙ ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ за 2013 г. Москва, 2014 Содержание I ПЕРЕЧЕНЬ ИССЛЕДОВАНИЙ 1 Программы фундаментальных исследований Президиума РАН 2 Программа фундаментальных исследований ОЭММПУ РАН № 2 (Постановление Президиума РАН от 13 декабря 2011 г. № 264) 3 Научно-исследовательские работы, финансируемые за счет федерального бюджета 4 Научно-исследовательские работы, финансируемые за счет внебюджетных...»

«УТВЕРЖДАЮ Декан факультета управления и социологии Мошкова Л.Е. УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС по дисциплине Концепции современного естествознания Для студентов очной формы обучения факультета управления и социологии Составитель: Сурсимова О.Ю. Обсуждено на заседании Кафедры социологии 24 февраля 2012 г. Протокол № 7 Заведующий кафедрой В.А. Михайлов Тверь 2012 Пояснительная записка Требования ГОС ВПО к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки специалиста...»

«E-mail: kanphil@mail.ru Монография Ф. М. КАНАРЁВ НАЧАЛА ФИЗХИМИИ МИКРОМИРА ЧАСТЬ 2. Главы 16-20 Десятое издание Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира. Монография. 1000 страниц в книжном формате. В 10-м издании значительно расширена глава по новой электродинамике. В книге представлена новая аксиоматика Естествознания и на её основе квантовая физика и квантовая химия возвращены на классический путь развития. Сделаны первые шаги на этом пути, которые привели к раскрытию структуры фотона,...»

«СОДЕРЖАНИЕ: РОССИЙСКОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО РЯЗАНЬ Формировать ответственное ресурсопотребление надо со школьной скамьи, - первый заместитель министра ТЭК и ЖКХ Рязанской области Евгений Самородов //МедиаРязань МОСКВА//ПРЕСС-КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОМУ ПОВЕДЕНИЮ НАСЕЛЕНИЯ Пресс-конференция, посвященная перспективам развития энергоэффективного поведения населения в России//РИА Новости ФОРУМ NewGen – энергия будущего В Москве обсуждают векторы развития мировой и инновационной...»

«Содержание Пленарная сессия: Комплексные проекты 6 Технологии и универсальные модульные комплексы для переработки металлосодержащих отходов с получением товарных металлов Серегин А.Н., ФГУП Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. 6 И.П. Бардина.... Автоматизированные технологии оценки состояния и динамики растительных ресурсов наземных экосистем на основе дистанционного мониторинга – подходы, методы и технологические решения Бондур В.Г., Государственное учреждение...»

«Заглавие статьи ИНДИЯ: ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ГЕОПОЛИТИКА Автор(ы) Ф. Н. ЮРЛОВ Источник Азия и Африка сегодня, № 11, Ноябрь 2013, C. 2-9 АКТУАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА ЭНЕРГЕТИКА: НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ Рубрика Место издания Москва, Россия Объем 45.3 Kbytes Количество слов 5806 Постоянный адрес статьи http://ebiblioteka.ru/browse/doc/37888695 ИНДИЯ: ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ГЕОПОЛИТИКА Автор: Ф. Н. ЮРЛОВ Ф. Н. ЮРЛОВ Доктор исторических наук Институт востоковедения РАН...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.