А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Органічна речовина - осад

Органічне речовина осаду складається головним чином з протеїнів (амінокислот), вуглеводів і жирів.

Органічні речовини осаду здатні дуже швидко розкладатися, загнивати, є середовищем для розвитку шкідливих мікроорганізмів і комах, служать небезпечним джерелом погіршення санітарно-гігієнічних умов населених місць.

Органічне речовина осаду складається головним чином з протеїнів (амінокислот), вуглеводів і жирів. У метантенках осад розпадається спочатку до жирних кислот, аміаку і глюкози, а потім утворюються метан, вуглекислота й інші речовини.

Здається, органічна речовина даного осаду окислюється мікроорганізмами з утворенням більш кислих проміжних продуктів реакції, до яких можна віднести і асфальтени.

Швидкість розпаду органічних речовин осаду залежить від їх хімічного складу, температури, дози завантаження, вологості опадів і інших чинників. 
Процес розкладання органічної речовини осаду протікає в метантенках так само, як і в септичній камері двох'ярусного відстійника, але з більшою інтенсивністю завдяки підігріву і перемішування.

Біогенного септичного мулу. Повного зброджування органічних речовин осаду і його компонентів, незалежно від умов зброджування, в метантенках досягти неможливо. Всі речовини мають свою межу зброджування, залежить від їх хімічної природи.

Вважається що при розпаді 1 г органічної речовини осаду (по ГПК) виділяється 15 кДж енергії і досягається підвищення температури на 2 4 - 2 6 С. ГПК осаду становить 11 5%, що при ГПК сирого осаду 8 - 10 г /дм3 досить для підвищення температури приблизно до 60 С, завдяки чому досягається знезараження осаду. Разом з тим вироблення теплоти залежить від ступеня розпаду осаду в аеробному реакторі: чим глибше йде процес, тим менше виділяється теплоти. Це пояснюється тим, що містяться в опадах речовини можуть виділяти різні кількості енергії. При ступеня розпаду 10%, що відповідає верхній допустимої межі для аеробно-термофільної попередньої ступені обробки, вихід теплоти становить 35 - 40 МДж /кг розпався органічної речовини.

Технологічна схема обробки осаду за методом ПОРТЕУС. Так як в процесі теплової обробки значна частина органічної речовини осаду переходить в розчин, вода, відокремлена при ущільненні і зневодненні, має високу забрудненість (її ГПК досягає 10 г /л) і направляється зазвичай на обробку в аераційні споруди.

Так як в процесі теплової обробки значна частина органічної речовини осаду переходить в розчин, вода, відокремлена при ущільненні і зневодненні, має високу забрудненість (її ГПК досягає 10 г /л) і направляється зазвичай на обробку в аераційні споруди.

Блок аеротенкон з відстійниками і аеробними стабілізаторами (типовий проект. В процесі аеробного стабілізації відбувається досить повна мінералізація біо-разлагаемого органічної речовини осаду, який потім зневоднюється на мулових майданчиках. Аеротенки з аеробного стабілізацією є економічно вигідними на станціях з продуктивністю до 50 тис. М3 /добу. Для малих населених пунктів вони рекомендуються до застосування на очисних станціях продуктивністю понад 200 м3 /добу.

В результаті було встановлено максимальний (технічний) межа розпаду органічних речовин осаду м'ясокомбінату, ступінь їх розпаду при різних періодах зброджування і кількість газу, виділеного 1 г збродженого органічної речовини.

Підвищення стійкості опадів до загнивання при аеробного стабілізації досягається біохімічним окисленням частини органічної речовини осаду в результаті життєдіяльності аеробних мікроорганізмів.

У розрізі фазеолінового мулу (колонка III) загальний вміст бітуму в органічній речовині осаду донизу також зменшується, але зміст бензольної частини бітуму вже збільшується.

У реакторі протягом 0 5 - 0 7 ч відбувається інтенсивне окислення органічної речовини осаду киснем повітря. При цьому виділяється додаткове тепло, в результаті чого температура осаду підвищується до 300 С.

Залежно від різних геологічних умов можна виділити три основні шляхи перетворення збагаченого органічною речовиною осаду: 1) вільний доступ кисню - тління) обмежений доступ кисню - гуміфікація; 3) відсутність доступу кисню - гниття; а) газоподібні продукти можуть вільно віддалятися; б) видалення газоподібних продуктів і їх розсіювання утруднено.

Процес зброджування характеризується складом і обсягом газу, що виділяється, лужністю мулової води і відсотком розпаду органічних речовин осаду.

Зміна елементарного складу бензольної частини бітумів. З рис. 4 видно, що збільшення вмісту вуглеводнів в бітумі супроводжується паралельним збільшенням їх вмісту в органічній речовині осаду. Зміст вуглеводнів в сухій вазі опадів при цьому теж збільшується. Такі співвідношення вказують на.

Зміна елементарного складу бензольної. З рис. 4 видно, що збільшення вмісту вуглеводнів в бітумі супроводжується паралельним збільшенням їх вмісту в органічній речовині осаду. Зміст вуглеводнів в сухій вазі опадів при цьому теж збільшується. такі співвідношення вказують на процес новоутворення вуглеводнів.

Схема анаеробно-аеробного стабілізації осаду. Анаеробний реактор працює як звичайний одноступінчатий метантенк, в якому при тривалому сбраживании може бути досягнута глибока стабілізація органічної речовини осаду з високим виходом газу, на що потрібні великі обсяги спорудження. При більш короткому часу перебування відбувається неповне зброджування осаду і спостерігається втрата 15 - 20% біогазу. У першому випадку аеробний реактор розраховують виходячи з часу і температури, необхідних тільки для знезараження, в другому тривалість аеробного процесу повинна бути збільшена для досягнення необхідної стабілізації органічної речовини осаду.

Було з'ясовано, що зміст Сорг в мулових розчинах в першу чергу залежить від кількісних і каче-ного складу органічної речовини осаду.

ПРЛ сбраживании осаду в мезофільних (температура бродіння 33 С) або термофільних ( температура бродіння 53 С) умовах органічна речовина осаду розпадається (відсоток-розпаду залежить від хімічного складу осаду), завдяки чому зброджені опади не загниває і не видають неприємного запаху.

Верхні камери печі є зоною сушки осаду, в якій випаровується основна частина вологи; в середніх камерах відбувається спалювання органічних речовин осаду при температурі 770 - 920 С, в нижніх камерах - охолодження золи перед скиданням в зольний бункер. скребкові механізми перемішують і подрібнюють опади, що збільшує інтенсивність процесів сушіння і горіння.

Схема зміни геохімічних показників по розрізу стародавнього Каспію.

Криві: /- ри; //- Eh; III - органічний вуглець; IV - зміст бензольної частини бітум і органічній речовині осаду; V - вміст вуглецю в бензольної частини бітуму; VI - зміст масел і бензольних смол в бензольної частини бітуму; VII - вміст вуглеводнів в бензольної частини бітуму. справа заштриховані інтервали з більш відновленими бітумами.

Переходячи до колонки IV глибинного мулу, розвиненого в зоні сірководневого-зараження, вперше відзначаємо тут збільшення донизу не тільки бензольної частини бітуму, а й загального його вмісту в органічній речовині осаду. Одночасно з цим в бензольної частини бітуму зростають сума масел і бензольних смол і вміст вуглеводнів, відбувається також помітна втрата кисню в елементарному складі бітуму. В даному випадку всі ці ознаки вказують на явне відновлення бітуму, в тому числі і за рахунок можливого новоутворення більш відновлених його компонентів.

Таким чином, встановлюється за матеріалами вивчення різних фацій четвертинних відкладень - морських і прісноводних, теригенних і карбонатних - збільшення вмісту вуглеводнів (в перерахунку на бітум і на органічну речовину осаду) у всіх розглянутих випадках взаємно пов'язано зі створюваною в опадах відновної середовищем і з відновленням бітумної частини їх органічної речовини. Той факт, що цей процес є новоутворенням вуглеводнів, підтверджується їх одночасним перетворенням.

У першому випадку на протязі колонки I мідієвих мулу (табл. 10) зміст кислих компонентів бензольної частини бітуму зменшується, але одночасно зменшується донизу і зміст бензольної частини бітуму в органічній речовині осаду. А зміст Про N S в елементарному складі бензольної частини бітумів дещо збільшується. Інакше кажучи, незважаючи на досить різко виражені відновні умови опадів мідієвих іла1 явних ознак відновлення бітумів тут не виявлено. Не видно цих ознак і в колонці II, де в порівнянні з донним фазеоліновим мулом бітуми стародавнього мідієвих мулу носять більш кислий характер.

Залежність тривалості зброджування осаду від температури бродіння. На сучасних очисних станціях сбраживанию зазвичай піддається суміш сирого осаду і активного мулу. Мінералізація органічних речовин осаду і мулу в процесі бродіння супроводжується виділенням продуктів розпаду в газ і в мулову воду і призводить до значних змін в хімічному складі сброженной суміші. Загальний обсяг бродить суміші практично не змінюється і, так як суху речовину в результаті розпаду зменшується, вологість осаду в процесі бродіння зростає. Зростає і зольність, оскільки зольна частина осаду при зброджуванні залишається незмінною, а сухе речовина зменшується.

При такій очищення попередньо відокремлюють тверду фазу від рідкої. Розпад органічної речовини осаду відбувається в умовах облигатного анаеробіозу. Як споруд для анаеробної очистки використовують метантенки.

Верхні камери печі є зоною сушки вологого осаду, де відбувається випаровування основної частини вологи. У середніх камерах органічні речовини осаду згорають при температурі 600 - 900 С, в нижніх зола охолоджується перед скиданням в зольний бункер.

Це пояснюється більш високим вмістом жирів в осаді м'ясокомбінату. Виділення одним грамом збродженого органічної речовини осаду більше 1 г газу пояснюється тим, що в реакції бере участь вода.

Боротьба процесів окислення і відновлення в водоймах веде до утворення окислювально-відновного розділу, який служить одним з показників, що характеризують осадкообразованіе. Якщо йде інтенсивне розкладання органічної речовини осаду (і при великий його вологості), твердої і рідкої фаз опадів властиві приблизно одні й ті ж негативні величини Eh, і тоді окислювально-відновна межа знаходиться в водоймі поза осаду. Така картина спостерігалася в затоках Каспію; тут маються на увазі представлені в табл. 17 дані про ОКВ потенціал твердої і рідкої фаз обр.

Як видно з табл. 4 органічні речовини осаду м'ясокомбінату містять 8188% жирів, білків і вуглеводів.

Розміри печі КС визначають виходячи з обсягу палива, що спалюється осаду і швидкості повітря в розподільній решітці. Кількість повітря, необхідного для повного окислення органічної речовини осаду, знаходять з його елементарного складу.

Компонентний склад бітуму цього піску характеризується високим вмістом асфальтенів. Усе разом узяте свідчить про деяку окислен-ність органічної речовини даного осаду, може похвалитися дуже низьким негативним ОКВ потенціалом.

мінералізація осаду може бути здійснена в анаеробних або аеробних умовах. В основі анаеробного процесу лежить життєдіяльність анаеробних мікроорганізмів-мінералізатор, які розкладають органічну речовину осаду до кінцевих продуктів - води, вуглекислоти, метану, сірководню та ін. Анаеробна мінералізація (зброджування) може протікати в двох температурних областях: мезо-фильной і термофільної. Оптимальною температурою мезофіли-ного зброджування я-вляется 33 - 35 СС. З її зменшенням швидкість процесу сповільнюється. Оптимальною температурою термофільного процесу є 50 - 55 С. Суттєве значення має і перемішування осаду в процесі зброджування. Анаеробна мінералізація (зброджування) осаду здійснюється в основному в двоярусних відстійниках і метантенках.

Як показують дані елементарного складу (табл. 5), кислоти після вуглеводнів є найбільш відновленими компонентами бітуму. З кислот, виділених з бітумів відкладень фації авандельти, найбільш відновлені ті, які пов'язані з органічною речовиною осаду, відкладалися в різко окислювальних умовах (обр.

При підігріві до 33 - 35 С режим роботи метантецка є мезофільних, при температурі 50 - 55 С - термофільним. У метантенках, що працюють під надлишковим тиском до 300 мм вод. ст., розпадається 40 - 50% органічної речовини осаду і утворюється 12 - 15 м3 газу на 1 м3 осаду. Газ містить близько 60% метану, 33% діоксиду вуглецю і 2% азоту. Його питома теплота згоряння 4000 - 5000 ккал /м3 і він може спалюватися в котельні.

При спуску неочищених стічних вод у водойму спочатку відбувається випадання на дно водойми забруднень, що знаходяться в підвішеному (нерастворенном) стані. Чим менше швидкості течії водойми, тим більше зважених речовин випадає в осад недалеко від місця випуску стічних вод. Органічні речовини осаду піддаються мінералізації. При нестачі розчиненого у воді водойми кисню починається анаеробний процес розпаду органічної частини осаду з виділенням сірководню, вуглекислоти, метану і ін. Спливаючі з дна водойми гази піднімають на поверхню води водойми частки розкладається осаду, при цьому бульбашки газу лопаються і поширюються в атмосфері. Таким чином, створюються антисанітарні умови, отруйні воду і повітря. Слід зазначити, що анаеробні процеси протікають значно повільніше аеробних. Тому анаеробне розкладання осадів стічних вод, що випали на дно водойми, при надходженні нових порцій осаду може відбуватися безперервно тривалий час, і процес самоочищення водойм припиняється. Такі водойми не можуть бути використані як джерела водопостачання, риба в них гине, народному господарству наноситься значної шкоди. Тому стічні води до випуску їх у водойму повинні бути звільнені в першу чергу від забруднень, що знаходяться в нерастворенном стані (зважених речовин), що зазвичай здійснюється на очисних спорудах.

Так як кожен органічний компонент дає різну кількість газу, а сума опадів різних міст різний, то, отже, від кожного осаду буде отримано різну кількість газу. Гази в основному утворюються з вуглеводів, жирів і білків, які складають 80 - 85% загальної кількості органічної речовини осаду. Найбільша кількість газів утворюється за рахунок розпаду жирів.

Ці риси більшого відновлення проявляються і в бітумах досліджених опадів сублиторали, як збагачених органічною речовиною в значній частині планктіческой природи. Бітуми цих опадів характеризуються явно зниженим вмістом спіртобензольной частини, зміст же бензольної частини залишається високим і по відношенню до органічного речовини осаду, а вуглеводнів в ній навіть більше (до 14 1 - - 15 6%), ніж в бітумі планктону.

У табл. 3 наведено елементарний склад бітумів опадів цієї фації. В даному випадку представляє інтерес простежити зміни елементарного складу бітуму при переході від вихідного, переважно зостерового матеріалу до початкових стадіях його розкладання і далі до того моменту, коли органічна речовина осаду становитиме незначну частку по відношенню до мінерального комплексу, як, наприклад, в піску обр .

У компонентному складі бітумів цих зразків бензольні смоли і кислоти масел також відрізняються підвищеним вмістом вуглецю і водню; це особливо характерно для обр. При такому високому позитивному значенні ОКВ потенціалу бітум не міг залишатися незмінним і тільки дуже нейтральні його компоненти не зазнали окислення. Органічне речовина даного осаду характеризується невисоким вмістом розчинної в бензолі бітуму (1 8%) у порівнянні з розчинним в спіртобензоле (9 1%), де головним чином і зосередилися всі найбільш кислі бітумінозні компоненти.

У конструктивному відношенні розрізняють метантенки з нерухомим затопленим перекриттям, з нерухомим незатопленним перекриттям і з рухомим або плавких перекриттям. На сучасних очисних спорудах зазвичай зброджують суміш сирого осаду і активного мулу. Мінералізація органічних речовин осаду і мулу в процесі бродіння супроводжується виділенням продуктів розпаду в газ і в мулову воду, а також зміну в хімічному складі сброженной суміші. Його збирають і спалюють в котельних установках або використовують на інші цілі. Сброженную суміш зневоднюють в природних або штучних умовах.

Час, що залишився органічна речовина практично стабільно. У 1втором випадку на початку процесу органічна речовина осаду метабілізіруется активним мулом. Це призводить до зменшення маси осаду і приросту біомаси активного мулу. Після повного метаболізму осаду активним мулом починається стабілізація останнього за вищеописаною схемою, внаслідок чого загальна тривалість стабілізації збільшується.