CCI20130725218

219

11.3. Biochemiczne procesy stabilizacyjne osadów

-    temperatura;

-    odczyn;

-    skład osadu;

-    mieszanie zawartości komory;

-    ilość i częstotliwość doprowadzenia osadu;

-    zawartość substancji toksycznych.

Temperatura jest istotnym parametrem decydującym o efektach procesu zachodzącego w komorze fermentacyjnej. Gwałtowne zmiany (powyżej 10 °C) w ciągu doby powodują obumieranie (szok termiczny) bakterii metanowych z równocześnie małym wpływem na pozostałe bakterie (hydrolityczne, kwasowe). Konsekwencją jest wzrost ilości kwasów lotnych w komorze i związany z tym gwałtowny spadek zasadowości i odczynu. W czasie eksploatacji komór fermentacyjnych wymaga się zachowania stabilności temperatury, której dopuszczalna amplituda zmian wynosi 2 °C/dobę. Stabilność temperatury jest zapewniana przez prawidłową eksploatację wymienników ciepła oraz urządzeń do mieszania. Proces fermentacji prowadzi się w następujących optymalnych przedziałach temperatur:

-    fermentacja psychrofilowa (+ 10 °C do + 25 °C),

-    fermentacja mezofilowa (+ 25 °C do + 45 °C),

-    fermentacja termofilowa (+ 45 °C do + 60 °C).

Im wyższa temperatura, tym krótszy okres potrzebny do rozkładu związków organicznych i większa ilość uzyskanego gazu. Wprawdzie maksymalną szybkość fermentacji uzyskuje się w warunkach termofilnych, ale ze względu na dużą wrażliwość mikroflory bakteryjnej, złą odwadnialność i przykry zapach uzyskiwanego osadu, w tym zakresie temperatur fermentację prowadzi się rzadko. Najczęściej prowadzi się ją w temperaturze 30-37 °C.

Odczyn - decyduje o prawidłowym rozwoju mikroorganizmów prowadzących proces fermentacji metanowej. Już małe zmiany pH powodują zaburzenia w rozmnażaniu bakterii. W prawidłowo przebiegającej fermentacji odczyn cieczy nadosadowej jest obojętny i wynosi od pH = 7,0 do pH = 7,5 przy równoczesnej zawartości kwasów lotnych od 100 do 500 g/m³ i zasadowości nie mniejszej od 500 gCaC0₃/m³. Graniczne wartości pH w procesie fermentacji wynoszą od pH = 6,5 do pH = 8,5, a graniczna zawartość kwasów lotnych nie powinna przekroczyć wartości 2000 gCH₃COOH/m³. Zwiększenie zawartości kwasów niezdysocjowanych powoduje obniżenie się pH, co powiększa toksyczność kwasów lotnych w stosunku do bakterii metanowych. Obniżenie się pH w czasie fermentacji jest pierwszym wskaźnikiem zakłóceń tego procesu. Dobrym wskaźnikiem oceny prawidłowego przebiegu procesu fermentacji jest wartość stosunku kwasów lotnych do zasadowości. Wzrost tego stosunku poprzedza w czasie gwałtowne obniżenie odczynu. Stwierdzono także zależność między wartością odczynu a ilością metanu w gazie fermentacyjnym. Przy odczynie wysoko zasadowym obniża się zawartość metanu.

Skład osadu - dla zachowania aktywności życiowej bakterie wymagają określonych substancji pokarmowych, takich jak: związki węgla, azot, fosfor, siarka oraz pierwiastki śladowe. Substancje te występują w dużych ilościach w osadach ze ścieków komunalnych. Za prawidłowy skład osadu uważa się taki, w którym stosunek węgla do azotu wynosi C : N = 10 : 1-16 : 1, a stosunek azotu do fosforu i siarki - N:P:S = 7:1:1. Obok wyżej wymienionych substancji pokarmowych do rozwoju mikroorganizmów po-