I. Уничтожение твердых отходов

Известно, что при отделении мицелия фильтрованием получают сотни тонн мицелия в год. В нем имеются и остатки целевого продукта. В настоящее время:

1. Мицелий подсушивают и отвозят на городские свалки (самый примитивный путь утилизации).

2. Помещают мицелий в грунтовые ямы на бетонный пол, перемешивают с почвой и оставляют на несколько лет – почвенные микроорганизмы перерабатывают мицелий (этот путь утилизации удобный, но не перспективный). Бетонный пол делают для того, чтобы после закладки мицелия дождевые воды не вымывали бы вещества из мицелия и они не попадали бы в грунтовые воды.

Более современные пути утилизации:

1. Мицелий можно стерилизовать, перемешивать и добавлять в корм сельско-хозяйственных животных (в нашей стране не используется)

2. Мицелий можно добавлять в строительные материалы (например, в кирпич) – при этом увеличивается его прочность (как перспектива)

3. Из мицелия можно извлекать определенные фракции и использовать для определенных целей (например, из продуцента тетрациклина можно извлечь общую липидную фракцию и использовать ее как детергент вместо китового жира)

 

II. Очистка жидких отходов

Рис. 1. 1- этап. Культуральная жидкость подается в первый отстойник с отсосом.

2- этап. Жидкость подается в аэротенк. Аэротенк – это большой железобетонный бассейн, на дне которого уложены трубы, по которым непрерывно подается воздух из внешней среды.

Во внешнем воздухе имеется смесь микроорганизмов (биоценоз). Они окисляют органические вещества до СО₂ и Н₂0, при этом количество органических веществ уменьшается на 80-90%. Биоциноз формируется сам по себе (из всех микроорганизмов, попавших вместе с воздухом из внешней среды, активно размножаются только те микроорганизмы, пищей для которых служат органические вещества, находящиеся в стоках). Эти микроорганизмы называют активным илом. Он состоит из нескольких десятков видов микроорганизмов:

- 70% относятся к роду Pseudamonas

- 20% относятся к роду Bacterium- споровые грамположительные палочки

- 10% относится к роду Bacillus и грамотрицательные кокки.

3- этап. Сточные воды из аэротенка подаются во второй отстойник.

Во втором отстойнике происходит осаждение активного ила. Часть ила из отстойника вновь подают в аэротенк, а часть высушивают и используют как удобрение.

4- этап. Сточные воды подаются на биофильтры. Биофильтры составляют блок доочистки. Биофильтры – это пленки, расположенные перпендикулярно течению жидкости. В них вмонтированы штаммы-деструкторы (разрушители), полученные методом генной инженерии (они насыщены плазмидами и окислительными ферментами). Иногда эти штаммы добавляют в аэротенк (в качестве «закваски»). Однако, в аэротенке эти штаммы нельзя держать постоянно, так как они будут постепенно терять способность к деструкции (штаммы - это всего лишь искусственно созданный организм). В настоящее время в продаже имеются коммерческие «закваски» под фирменными названиями «Термобал», «Липобал», применяемые для окисления жиров. Приблизительная доза этих препаратов: 100 грамм на 1000 м³ жидких отходов.

Использование термина «фильтр» для описания этой системы водоочистки во многих отношениях неудачно, поскольку механизм обезвреживания примесей здесь связан не с их механическим удерживанием, а с теми же самыми последовательными процессами связывания и биологического окисления, которые реализуются в системах с активным илом.

Подлежащие очистке сточные воды контактируют прежде всего с верхней частью неподвижного слоя, толщина которого составляет обычно от одного до трех м; сточные воды подают непрерывно через расположенные над неподвижным слоем насадки сопла или периодически с помощью вращающегося разбрызгивателя (рис. 2.). И в том и в другом случае скорость потока сточных вод должна быть достаточно низкой, чтобы слой насадки не оказался под водой. Для обеспечения нужной скорости переноса кислорода поступающие в систему сточные воды должны обтекать покрытую слизью насадку достаточно тонким слоем, не препятствующим дыханию аэробных организмов, находящихся на наружной поверхности пленки микроорганизмов.

Рис. 2. Биологический капельный фильтр: 1 – вращающийся разбрызгиватель сточных вод; 2 – насадка; 3 –трубопровод для подачи сточных вод; 4 – дренаж; 5 – бетонная ограждающая стена; 6 – отверстия для поступления воздуха

 

В отличие от процессов с участием активного ила, обычно требующих принудительной аэрации, через биологический фильтр воздух циркулирует благодаря естественной конвекции. Движущей силой конвекции является разность температур, создающаяся в фильтре за счет биологического окисления загрязняющих веществ, присутствующих в сточных водах; отверстия для поступления воздуха и связанные с ними вентиляционные трубопроводы (расположенные внутри фильтра) обеспечивают поступление воздуха в нижние и промежуточные слои насадки.

Возникновение и развитие анаэробных областей в толще пленки микроорганизмов приведут к формированию газовых пузырьков, которые, в свою очередь, вызовут частичное отделение пленки от носителя.

Образовавшиеся таким путем и унесенные из биологического фильтра потоком воды организмы часто называют гумусом; последний, необходимо отделять в отстойнике, установленном непосредственно после биологического фильтра. С другой стороны, в результате этого процесса регулируется толщина пленки микроорганизмов, среднее значение которой зависит от множества факторов. В правильно эксплуатируемом биологическом фильтре толщина пленки микроорганизмов обычно составляет около 0, 35 мм.

Недостатком высоконагружаемых биологических фильтров является вымывание большого количества гумуса, который необходимо отделять в отстойнике.

Для того чтобы понять принцип работы биологического фильтра, полезно проследить за происходящими в фильтре превращениями в пространстве и времени. Предположим, что мы перемещаемся внутри фильтра сверху вниз вместе с каплей жидкости. По мере движения через неподвижный слой насадки состав жидкости изменяется во времени, что обусловлено поглощением разных компонентов различными микроорганизмами. По мере изменения состава жидкой среды в ней поочередно развиваются преимущественно определенные виды микроорганизмов, что, в свою очередь, приводит к изменению ее состава и затем к замене одной доминирующей популяции другой.

Теперь перенесем наблюдения в фиксированную в пространстве систему координат. То, что раньше представлялось нам как изменения в капле во времени, теперь будет иметь характер распределения в рабочем пространстве фильтра, эксплуатируемого в стационарном состоянии. Организмы, наиболее приспособленные к утилизации питательных веществ сточных вод, доминируют в верхней части слоя насадки; здесь же изобилуют прочно связанные с насадкой грибы и свободно плавающие ресничные. В нижней части фильтра преобладают стебельчатые ресничные и нитрифицирующие бактерии. Среди обитателей биологических фильтров можно обнаружить и высших животных, из которых наиболее многочисленны популяции червей и личинок насекомых. Эти животные питаются организмами слизистого слоя, растущими на насадке фильтра; регулирование численности их популяций является важным фактором при управлении работой фильтра.

Разделение организмов в пространстве биологического фильтра позволяет каждому виду полностью адаптироваться к соответствующему окружению. По этой причине, в частности, низко нагружаемые биологические фильтры обычно обеспечивают большую прозрачность и большую степень нитрификации очищенной воды, чем системы с активным илом. Кроме того, опыт эксплуатации водоочистных станций показал, что по сравнению с системами с активным илом биологические фильтры менее чувствительны к пиковым нагрузкам токсичных веществ. В то же время, как показано в табл. 6.1, в некоторых отношениях системы с активным илом превосходят биологические фильтры. Предпочтение той или иной системе водоочистки можно отдать. Только после тщательного изучения характеристик сточных вод.

5- этап. Хлорирование.

III. Ликвидация газообразных отходов.

Ликвидация газообразных отходов: проводится на колонках с катализатором при температуре – 3000 ⁰С (происходит сжигание отходов до СО₂).

 

⇐ Предыдущая25262728293031323334Следующая ⇒

Поделиться: