Биогенные элементы

Температурный режим

Температура — один из наиболее важных параметров, определяющих скорость процесса очистки и производитель­ность промышленных установок. Температурные режимы ра­боты анаэробных реакторов подразделяются на психрофильный (<20°С), мезофильный (20—45 °С) и термофильный (50—65°С). Естественно, что чем выше температура, тем выше скорости биохимических процессов, поэтому, как правило, термофильный режим сбраживания является наиболее производительным. Но несмотря на более высокие скорости сбраживания при термофильном режиме, получаемый эффект, как правило, недостаточно велик, чтобы возместить тепловые затраты, необходимые для его поддержания. К тому же в этих условиях видовой состав микрофлоры достаточно беден, чем и объясняется меньшая стабильность термофильного режима по сравнению с другими. В связи с этим большинство анаэробных реакторов в настоящее время работают в мезофильном режиме, как правило 30—40°С, обеспечивающем приемлемые скорости очистки относительную энергетическую выгодность поддержания температурного режима, и стабильность процесса за счет существования достаточно количества видов микроорганизмов.

Рост клеток метанового биоценоза зависит от поступления питательных веществ, состоящих из ОВ и минеральных солей. Но в следствии низкого прироста биомассы анаэробная очистка сточных вод горазда менее требовательна к содержанию биогенных элементов, чем аэробная. Если для аэробной очистки необходимое минимальное содержание азота и фосфора составляет соответственно 5 и 1% от БПКполн, то для анаэробной 1 и 0,2% соответственно и даже менее. Как правило, сточные воды подвергающиеся сбраживанию содержат достаточное количество микроэлементов. Однако в некоторых случаях для интенсификации процесса может возникнуть необходимость в добавлении соединений серы, азота, фосфора и железа. Очень важное значение имеет отношение C/N (20:1-100:1). Это связано с ингибированием метанового брожения избытком аммиака. Исхо­дя из эмпирической брутто-формулы анаэробной биомассы C₅H₉O₃N и, например, коэффициенте прироста биомассы, равном 0.1, получается теоретическое соотношение C/N— 43:1. При коэффициенте прироста биомассы, равном 0.15, это соотношение будет 29:1. Как видим, оптимальное значе­ние C/N определяется коэффициентом прироста биомассы, который, в свою очередь, зависит от химического состава сбраживаемого стока. Для углеводного стока он будет вы­ше, и, следовательно, соотношение C/N ниже; для стока, со­держащего, в основном ЛЖК, — наоборот. При отклонении соотношения C/N от оптимальных значений иногда перед сбраживанием сточные воды, богатые азотом, смешивают со стоками, богатыми углеродом.