Метантенки

Представляют собой герметично закрытый, чаще всего круглые в плане резервуары, в которых осуществляется процесс анаэробного сбраживания. Брожение называется метановым, так как в результате распада органических веществ в качестве одного из основных продуктов образуется метан.

В основе биохимического процесса метанового брожения лежит способность микроорганизмов, в ходе своей жизнедеятельности окислять органические вещества осадков сточной воды. Брожение состоит аз четырех фаз:

1. стадия ферментативного гидролиза (нерастворимые сложные органические вещества расщепляются на более простые растворимые за счет ферментов микроорганизмов)

2. Кислотообразование (в этой стадии образуются летучие жирные кислоты, аминокислоты, спирты, а также водород и углекислый газ)

3. Ацетогенная (превращение летучих ирных кислот, аминокислот и спиртов в уксусную кислоту, диссоциирующую на ион водорода и ион ацетата)

4. Метанногенная (характеризуется образованием метана из уксусной кислоты, а также в результате восстановления водородом углекислого газа, выделяющийся в процессе брожения газ на 60-67% состоит из метана и на 40-33% из углекислого газа).

Эффективность процесса анаэробного сбраживания оценивается степенью распада органического вещества, количеством образующегося биогаза (при этом 60-65% - за счет распада жиров и 35-40% за счет распада углеводов и белков. Однако, даже при длительном пребывании осадка, органические вещества распадаются не полностью. Существует максимальный пределе сбраживания. Этот предел не зависит от температуры, однако скорость распада каждого компонента с повышением температуры возрастает.

Диапазон температур, при котором происходит анаэробное сбраживание, достаточно широк. Различают три температурные фазы, при которых осуществляется жизнедеятельность микроорганизма:

1. психрофильная (температура до 20⁰С)

2. мезофильная (20 – 40⁰С)

3. термофильная (50-70⁰С)

В каждой из этих температурных зон процесс анаэробного сбраживания осуществляют свои виды микроорганизмов. В метантенках используется либо мезофильный либо термофильный режим. В необогреваемых сооружениях (двухъярусные отстойники, осветлители – пороги) брожение осуществляется в психрофильном режиме.

Термофильный режим, по сравнению с мезофильным позволяет уменьшить объем метантенков и обеспечивает глубокое обеззараживание осадка от макрофлоры и гельминтов, однако, недостатком термофильного сбраживания является низкая водоотдающая способность сброшенных осадков, что требует дополнительной обработки перед их обезвоживанием.

В свою очередь мезофильный режим не обеспечивает обеззараживание осадка, требует больших объемов сооружений, не позволяет получить сброженный осадок, хорошо поддающийся механическому обезвоживанию.

Для эффективной работы метантенков, исключения образования мертвых зон, предотвращения расслоения осадка осуществляют перемешивание содержимого метантенка.

По режиму работы метантенки подразделяются на непрерывного, периодического и полунепрерывного действия.

При загрузке осадка 1 раз в сутки скорость распада вещества и выход биогаза значительно меняется в период между загрузками.

Непрерывная загрузка и выгрузка осадка снимает такую неравномерность. При непрерывной подаче осадка и хорошим его смешением с массой бродящего осадка обеспечивает равномерный тепловой режим, поступление питательных субстратов. Кроме этого непрерывный режим загрузки позволяет автоматизировать работу метантенков.