I. Anaerobinio virškinimo apžvalga
Anaerobinis skaidymas yra biologinio apdorojimo technologija, kuri naudoja bakterines fermentines reakcijas organinėms medžiagoms skaidyti. Iš pradžių ši technologija daugiausiai buvo naudojama miesto nuotekų valymo įrenginiuose dumblui iš pirminių nuosėdų rezervuarų ir aktyviojo dumblo pertekliaus valymui. Tobulėjant technologijoms, iš naujo vertinama jo vertė organinių nuotekų valymo ir išteklių naudojimo srityse.
II. Anaerobinio virškinimo mechanizmas
Anaerobinis virškinimas yra sudėtingas biocheminis procesas. Fermentacijos požiūriu jį galima suskirstyti į tris etapus; mikrobiologiniu požiūriu jis daugiausia skirstomas į du veikimo etapus.
1. Trys fermentacijos proceso etapai
Rūgštinės fermentacijos etapas: Kai organinių medžiagų koncentracija nuotekose yra per didelė ir ištirpusio deguonies išsenka, susidaro anaerobinė būsena, angliavandeniai greitai suyra ir susidaro mažesnės riebalų rūgštys, tokios kaip acto rūgštis, propiono rūgštis ir sviesto rūgštis. Šiuo metu pH vertė greitai nukrenta iki 5,0–6,0, o nuotekos išskiria stiprų puvimo kvapą.
Rūgštingumo mažinimo stadija: Organinės rūgštys ir azoto junginiai pradeda irti, todėl susidaro tokios medžiagos kaip amoniakas ir aminai. PH pamažu pakyla iki 6,0–6,5, o BDS pasiekia piką, lydimas putojimo ir kieto plūdimo.
Šarminės fermentacijos etapas: tai paskutinis virškinimo etapas. Susikaupusios organinės rūgštys skyla į metaną, anglies dioksidą ir amoniaką, suyra beveik visa skaidulų ir azoto -turinti organinė medžiaga. Šiuo metu pH pakyla virš 7,5, BDS smarkiai sumažėja ir virškinimo procesas baigtas.
2. Du mikrobiologijos etapai
1 etapas (rūgščių gamybos etapas): veikiant rūgštį -gaminančioms bakterijoms (gamtoje plačiai randamiems fakultatyviniams ir privalomiems anaerobams), organinės medžiagos suskaidomos į žemesnes riebalų rūgštis, aldehidus, alkoholius ir kt. Rūgščių{3}} gaminančios bakterijos dauginasi greitai ir puikiai prisitaiko prie aplinkos.
2 etapas (metano fermentacijos etapas): Metanogenai panaudoja pirmojo etapo produktus, skaidydami juos į metaną ir anglies dioksidą. Metanogenai yra privalomi anaerobai, kurių dauginimasis labai lėtas ir yra labai jautrūs aplinkos veiksniams (pH, temperatūrai, toksinėms medžiagoms).
Pagrindinis kontrolės taškas: Kontroliuojantis anaerobinio virškinimo veiksnys yra metanogenų dauginimosi greitis. Nepertraukiamos fermentacijos metu skystinimas ir dujinimas turi išlaikyti dinaminę pusiausvyrą. Jei aplinka sutrinka, metano fermentacija nutrūksta, todėl kaupiasi mažesnės riebalų rūgštys ir sutrinka virškinimas.
III. Anaerobinio virškinimo privalumai ir trūkumai
Nors anaerobinis skaidymas turi tam tikrų taikymo apribojimų, atsižvelgiant į dabartinę pagrindinę organinių atliekų apdorojimo tendenciją dehidratuoti, džiovinti arba deginti, dėl unikalių pranašumų jis yra reikšmingas dabartinėje{0}} energijos stokojančioje aplinkoje.
1. Trūkumų analizė
Nuotekoms reikalingas antrinis valymas: Likusių organinių medžiagų koncentracija skaidymo atskyrimo skystyje išlieka didelė, todėl reikia toliau valyti.
Kvapo problema: sieros ir azoto{0}}turinčiose nuotekose redukcinio skaidymosi metu susidaro vandenilio sulfidas ir amoniakas, skleidžiantis nemalonų kvapą.
Ekonominiai apribojimai: tradicinis anaerobinis skaidymas nėra ekonomiškas mažos-koncentracijos nuotekoms.
2. Privalumų analizė
Energijos taupymas: pagamintos biodujos gali būti naudojamos kaip kuras, o energija kainuoja tik vieną -dešimtadalį biologinės oksidacijos.
Maža ir stabili dumblo gamyba: Perteklinio dumblo kiekis nedidelis, pasižymi puikiomis tirštinimo ir sausinimo savybėmis; suardytas dumblas yra higieniškai ir chemiškai stabilus ir gali būti naudojamas kaip atliekos arba gyvūnų pašaras.
Didelis valymo pajėgumas: turi didelį nuotekų kietųjų dalelių suskystinimo poveikį.
Eksploataciniai ir įrangos privalumai: Įranga yra paprastos konstrukcijos, veikia uždaroje sistemoje be kvapo užterštumo ir nereikalauja specialių techninių įgūdžių.
Technologinė plėtra: tobulėjant anaerobiniams aktyviojo dumblo ir verdančiojo sluoksnio procesams, ši technologija palaipsniui tampa pritaikoma mažos-koncentracijos nuotekoms valyti ir tikimasi, kad jos ekonominis efektyvumas pagerės.