Особенности регулирования реакции среды в анаэробном биореакторе с гранулированным илом

Abstract

Рассмотрено влияние нагрузки по органическим веществам и реагентов для коррекции рН на биохимическую активность, состав и свойства анаэробного гранулированного ила при очистке сточных вод молокоперерабатывающего предприятия. Технологический процесс моделировали в лабораторных биореакторах при 30оС в полунепрерывном режиме с подпиткой модельной сточной водой. В качестве реагентов для регулирования рН использовали гидрокарбонат натрия, гидроксид аммония и гидроксид натрия. Определены основные технологические характеристики работы лабораторных биореакторов: скорость утилизации органических веществ, эффективность очистки сточных вод, рН жидкости в биореакторах, стабильность гранул. Показано, что тип реагента для коррекции рН не оказывает влияния на скорость утилизации органических веществ. При коррекции рН гидрокарбонатом натрия достигается наибольшая эффективность очистки модельной сточной воды (83-88%) и оптимальный для метаногенных бактерий интервал рН (6,9-7,2). Самая высокая степень разрушения гранул наблюдалась при использовании для коррекции рН гидроксида натрия. Тип реагента для коррекции рН оказывает влияние на состав минеральной части ила и обуславливает увеличение в ней доли вносимого катиона. Предпочтительным для коррекции рН в анаэробных биореакторах признан гидрокарбонат натрия. Использование растворов аммиака и гидроксида натрия можно порекомендовать для средне- и высоконагружаемых систем. Экспериментально установлено, что гидрокарбонат натрия обеспечивает наиболее стабильные условия для метаногенеза, поддерживая pH в оптимальном диапазоне независимо от органической нагрузки. В отличие от гидроксидных реагентов, он не вызывает значительного разрушения гранулированной структуры ила, что подтверждается микроскопическими исследованиями и анализом минерального состава. При этом использование гидроксида натрия приводит к увеличению доли мелкодисперсных частиц в реакторе до 84% при высоких нагрузках, что может негативно влиять на эффективность очистки. Полученные данные важны для оптимизации работы промышленных анаэробных реакторов, особенно при обработке сточных вод с переменным составом и нагрузкой. Результаты исследования демонстрируют преимущества буферных систем на основе гидрокарбонатов перед сильными щелочами для поддержания стабильной работы биологических систем очистки.