scan0168

274

nika. Płyn z fermentora poddawany jest do sepcratora. Wydzielona biomasa jest zawracana do komory fermentacyjnej. Całość działa w sposób ciągły.

Główną nudność procesu stanowi oddzielenie biomasy od oczyszczonych ścieków. Biomasa powstająca w procesach beztlenowego rozkładu nie jest łatwa do oddzielenia, bardzo słabo sedymcntujc. Aby pokonać tę trudność próbowano różnych metod: chemicznej flokulacji, próżniowego odgazowania (bakterie przyłączane są do pęcherzyków metanu, usunięcie metanu zwiększa sedymentację), flotacji.

Czas przebywania w reaktorze wynosi od 4-10 dni (dla odpadów z cukrowni i drożdżowni). Metoda jest stosowana do ścieków o średnim obciążeniu ChZr 2000-20000 mg/dm³.

Filtry beztlenowe

Ta technika jest podobna do techniki złóż zraszanych. Bakterie rozwijają się na stałym wypełnieniu kolumny (kamienie, ceramika itp.). Zasilanie następuje od dołu. Na dnie kolumny gromadzi się nadmiar osadu.

Metoda jest ograniczona jedynie do ścieków nie zawierających materiału stałego - inaczej następowałoby blokowanie złoża. Stosowana jest do niskich stężeń ChZT (1000-10000 mg/dm³).

Podjęto także próby z reaktorami fluidalnymi. W reaktorach tego typu stosuje się złoża z drobnych ziaren (0,2-1 mm), np. piasku. Ścieki przepływają z wystarczającą prędkością aby fluidyzować ziarna. Zwykle stosuje się recyrkulację cieczy. Jest to dosyć efektywne rozwiązanie.

Reaktory fluidalne można stosować nawet do ścieków rozcieńczonych: ChZT 100-1000 mg/dm³, np. ścieków komunalnych.

Komory fermentacyjne

Betonowe lub stalowe komory fermentacyjne o zróżnicowanych kształtach są najpopularniejszym rozwiązaniem konstrukcyjnym fermentorów do produkcji biogazu. W znacznej części pracują w sposób ciągły. Gaz odbierany jest, w przypadku komór ze stropem stałym, bezpośrednio z komór do zbiornika lub gromadzony jest w zbiorniku dzwonowym umieszczonym bezpośrednio na komorze — są to tzw. komory ze stropem pływającym. Budowane są także komory w formie poziomych walczaków z mieszadłem w środku.

W wielu rozwiązaniach komór fermentacyjnych nic stosuje się wymuszonego mieszania zawiesiny. W innych konstrukcjach, mieszanie w komorach uzyskuje się bądź w wyniku zastosowania mieszadła mechanicznego wewnątrz komory, przez wymuszony przepływ zewnętrzną pompą cyrkulacyjną. Znane są też rozwiązania, w których płyn fermentacyjny jest mieszany gazem (przez dmuchawę cyrkulacyjną).

Reaktory kolumnowe

Aparaty kolumnowe zaczęto stosować w Europie pod koniec lat 70-tych. Nowoczesne techniki prowadzenia procesu w fermentorach kolumnowych polegają na wytworzeniu takich warunków, aby mogły tworzyć się aglomeraty (flokuły) drobnoustrojów, zwykle o rozmiarach 0,5-2,5 mm. Aparaty pracują w sposób ciągły dzięki czemu uzyskuje się efekt selekcyjny - słabo sedymen-lującc bakterie (nieflokulujące) są wymywane z fermentora.

Główne rozwiązanie to tzw. reaktory typu UASB (upflow anacrobic sludge blanket reactor) czyli beztlenowy reaktor z warstwą osadu i przepływem wznoszącym. Schemat fermentora tego typu pokazano na rys. 21.9. Jest to reaktor kolumnowy, w którego dolnej części gromadzi się biomasa mikroorganizmów — jej stężenie może dochodzić do 50-100 kg/m³. Ścieki podawane są od dołu. W miarę wznoszenia się w kolumnie następuje zmniejszanie stężenia biomasy, od góry odbierane są oczyszczone odcieki. Wysokość warstwy gęstego osadu wynosi 1,5-2,5 m.

biogaz

Rys. 21.9. Reaktor z zawieszoną warstwą osadu czynnego (UASB)

Dla ścieków z cukrowni otrzymano produkcyjność ok. 2,5-3,5 m³ metanu z m³ reaktora przy czasach przebywania 3-6 godzin. Stopień oczyszczenia (w odniesieniu do BZT) wynosił 95%.

Tak wysokie szybkości przetwarzania substratów wynikają z wysokiego stężenia bakterii w dolnej części kolumny.

W dwustopniowej instalacji do oczyszczania wywaru gorzelnianego uzyskano 85% redukcję BZT dla czasu przebywania ok. 14 godzin.

Zbudowano reaktory UASB o objętości od 30 m³ do 5000 nr\