ЭлБиб

•

2013

ПИВО

НАПИТКИ

ТЕХНОЛОГИЯ

ные элементы, используемые различ-

ными группами микроорганизмов в ка-

честве эффективных источников энер-

гии и материала для построения своей

структуры. Помимо высокой интенсив-

ностиметаболизмамикроорганизмыот-

личаются высокой приспосабливаемо-

стью к условиям окружающей среды.

Направленность биохимических про-

цессов, скорость метаболизма, видовой

состав и количество микроорганизмов

находятся в прямой зависимости от на-

личия органических веществ в среде,

а также от содержания растворенного

кислорода, концентрации ионов водо-

рода, температуры и других факторов.

Каждое очистное сооружение био-

логическойочисткипредставляет собой

специфическую техногенную экологи-

ческую систему, определяющую фор-

мирование биоценозов. По характеру

используемыхбиоценозов все очистные

сооружения можно классифицировать

на системы с активным илом и с био-

пленкой. В зависимости от потребле-

ния кислорода различают системы

аэробной и анаэробной биологической

очистки. Аэротенки—основные соору-

женияаэробнойбиологическойочистки

с активным илом. Из систем аэробной

очистки с биопленкой чаще всего при-

меняют биофильтры — сооружения

с загрузкой, на поверхности которой

развивается биопленка микроорганиз-

мов. Впроцессе очистки стоков исполь-

зуют три группымикроорганизмов [5]:

анаэробные бактерии для разложе-

•

ния органических веществ и выра-

ботки метана;

для дальнейшего удаления органики,

•

азота и фосфора;

нитрифицирующие бактерии

•

для окисления азотсодержащих

компонентов.

Наиболее распространенное реше-

ние очистки сточных вод пивоварен-

ных производств — биологическая

очистка в аэробно-анаэробных усло-

виях (табл. 1). Широкое применение

нашла немецкая система водоочистки

BIOMAR. Система реакторовBIOMAR

включает все варианты очистки: аэ-

робный, анаэробный, аэробно-анаэроб-

ный [3].

Для небольших производств при-

менение анаэробных конструкций яв-

ляется не только затратным, но и опас-

ным из-за образования биогаза и необ-

ходимости его сжигания. Аэробныйже

процесс позволяет очистить сточные

воды до установленных нормативов

(ХПК, БПК) и возвратить большое

количество воды в технологический

цикл.

Поддержание качества воды свя-

зано и с глубокой очисткой сточных

вод от соединений азота и фосфора.

Оно определяется, с одной стороны,

развитием новых технологических

решений, с другой — исследованием

биотрансформации комплекса соеди-

нений азота. Иммобилизация микро-

организмов с целью направленной

селекции специалистов-деструкторов

соединений азота ифосфора позволяет

значительно интенсифицировать уда-

ление этих компонентов из сточных

вод и снизить их содержание до уров-

ня ПДК [6]. Благодаря последователь-

ной смене биоценозов по длине (высо-

те) биореактора и по периоду аэрации

(так называемой пространственной

сукцессии) сточная вода подвергает-

ся глубокой биологической очистке

от растворенных и коллоидных ве-

ществ [7]. В биофильтрах, длительно

работающих в системах очистки сточ-

ных вод постоянного состава, наблюда-

ется концентрационное распределение

субстрата и реализуется концепция

пространственной сукцессии [8]. Вы-

сокая селективность биологического

процесса окисления каждого компо-

нента сточных вод и большая концен-

трация адаптированных микроорганиз-

мов обеспечивают высокую скорость

биоокисления и соответственно вы-

сокую производительность процесса

очистки пивных стоков.

Ранее сотрудниками ООО ПКФ

«ВЭКО» была разработана установ-

ка — секционный биофильтр, которая

успешно прошла испытания и апроба-

циюпо очистке хозяйственно-бытовых

сточных вод на базе Казанского го-

сударственного технологического

университета (КГТУ). Конструкция

представляет собой пятисекционный

биофильтр, секции которого после-

довательно соединены между собой

и снабжены системой аэрации. Первая,

третья и пятая секция заполнены загру-

зочным материалом. Вода поступает

снизу 1-й секции и проходит все секции

поэтапно, покидая 5-ю секцию. Время

пребывания воды в системе — 6–8 ч.

В качестве загрузочного материала ис-

пользуется керамзит дренажный, сред-

ний диаметр частиц которого составлял

5–10 мм, выбранный на основании до-

статочно высокой удельной поверхно-

сти и высокого сродства к закреплению

микроорганизмов. Помимо основной

функции как носителя закрепленной

биомассы керамзит в пятой финальной

секции выполняет функциюмеханиче-

ского фильтра.

Экспериментально было установле-

но [9], что в секционном биофильтре

протекает успешная очистка сточных

вод (до 90%по ХПК, до 90%по аммо-

нийному азоту, табл. 2) при характери-

стике воды, соответствующей табл. 3.

При этом в объеме аэрируемого био-

фильтра существуют аноксические

зоны без создания дополнительных

условий, где могут протекать процесс

денитрификации и создаваться усло-

вия для стрессирования биомассы

с последующей эффективной дефосфо-

тацией. Соблюдение температурного

Анаэробная система BIOMAR ASB

Аэробная система BIOMAR OSB

Используется только при высокой концентрации

загрязнений в сточных водах (ХПК 1500мг/дм

)

Используется при меньших объемах

загрязнений в сточных водах

Используется при наличии относительно

теплой воды (

=25°С)

Может использоваться при наличии

холодной воды

Не допускается наличие токсичных веществ

в сточных водах

При определенных условиях допускается

наличие токсичных веществ

Для щелочных сточных вод требуется

предварительная нейтрализация

Для щелочных сточных вод не требуется

предварительная нейтрализация

Активный ил может сохранять

жизнеспособность без поступления

«свежих» сточных вод

Активный ил не может сохранять

жизнеспособность без поступления

«свежих» сточных вод

Необходима последующая аэробная доочистка

для достижения ПДК

Необходимы две-три стадии аэробной очистки

для достижения ПДК

Нет значительного удаления азота и фосфора Возможна интеграция удаления азота

и фосфора

Hебольшое количество избыточного ила

Большое количество избыточного ила,

необходимо обезвоживание

и обезвреживание ила

Небольшая потребность в электроэнергии,

возможность использования биогаза

Высокая потребность в электроэнергии,

в том числе на аэрацию

Требуются большие площади

Очистные сооружения компактны

Большие капиталовложения

Меньшие капиталовложения

Более низкие эксплуатационные расходы

Более высокие эксплуатационные расходы

Таблица 1

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека