Экспериментальные анаэробные методы
На нефтехимических производствах используют оборудование для анаэробной биологической очистки:
- Биофильтр DSFF с неподвижно закрепленной биопленкой и нисходящим током очищаемой воды.
- Гибридный реактор — биофильтр с разделением биологического наполнителя на прослойку придонного ила и бактериальную биопленку сверху реактора.
- Тип EGSB — реактор анаэробного типа, в котором увеличен слой активного ила в гранулированной форме.
- Тип UASB — анаэробный биореактор, в котором вода просачивается через слой ила в восходящем потоке.
В метантенке (анаэробном реакторе) происходят процессы анаэробного разложения органических примесей до конечных составляющих — метана и углекислого газа.
Развитие анаэробных методов в нефтехимической промышленности
На начальном этапе использование анаэробных технологий для очистки нефтесодержащих стоков шло очень ограниченно. Считалось, что стоки нефтеперегонных производств слишком токсичны для метан-производящих микроорганизмов.
До 80-х годов прошлого века метантенки применялись только для очистки сточных вод пищевых производств (сахарных и пивоваренных заводов). Однако дальнейшее совершенствование метода позволило внедрять анаэробные технологии в другие производственные сферы: на фармацевтические, целлюлозно-бумажные и нефтехимические производства.
Первые предположения об использовании анаэробных биотехнологий при очистке нефтесодержащих сточных вод были сделаны еще в 70-х годах прошлого века. Тогда же был определен список из сорока компонентов, присутствующих в стоках нефтеперегонных заводов, которые способны окисляться в анаэробных условиях метантенков. Если в 1981 году был запущен первый метанреактор, обрабатывающий стоки нефтехимического производства, то через 10 лет работало уже 25 подобных установок.
Практический опыт использования анаэробных установок для нефтехимической промышленности на пилотных проектах выявил ряд недостатков их работы — высокую восприимчивость к токсичным примесям, недостаточную скорость роста биомассы. Дальнейшие усовершенствования конструкции позволили устранить недостатки метанреакторов. Это было достигнуто благодаря фиксированию биологической массы в виде пленки на неподвижных поверхностях, а также улучшению системы циркуляции активного ила.
Новые решения и подходы к конструкции аппаратов уменьшили их размеры, укоротили время очистки сточной воды, увеличили нагрузку по ХПК.
Исследования метановых биореакторов
Практические исследования выявили, что использование метантенка даже в качестве предварительной стадии перед аэробной биологической очисткой сточных вод НПЗ позволяет достаточно эффективно удалять из стоков тяжелые металлы и растворенные органические вещества. Насыщенные полиэфирные смолы (полиолы) на анаэробной стадии изменяли свое строение и легко удалялись на следующей стадии аэробного окисления.
Накоплены практические сведения, свидетельствующие о возможности применения анаэробных биореакторов для обработки сточных вод, содержащих качественно другие примеси. В результате пилотных испытаний получены положительные результаты по очистке вод, содержащих гидрохинон, фурфурол, акриловую кислоту, фенолформальдегидные смолы, пластификаторы, бензойный альдегид, а также сточных вод стироловых и дивинилбензоловых производств.
Чтобы устранить нежелательные эффекты токсичных примесей на метангенную биомассу, перед анаэробной стадией предусматривают дополнительную предочистку. В качестве предварительной стадии очистки перед метанреактором используется озонирование, окисление, обессоливание, и другие химические и физико-химические методы.
Несмотря на разнообразие типов метановых реакторов, применяемых для очистки сточных вод нефтеперегонных заводов, основные доли занимают реакторы двух типов:
- Реакторы с прикрепленной загрузкой ( UAF, DSFF, гибридные) — 43%.
- Реакторы со взвешенной биомассой и восходящим потоком жидкости (UASB) — 35%.
Метановые биореакторы для анаэробной очистки нефтесодержащих и сильно загрязненных стоков имеют свои плюсы и минусы. Но на сегодняшний день относительно новый тип оборудования не очень распространен для отечественных и зарубежных нефтехимических предприятий.
Широкое внедрение метанреакторов для всей нефтехимической отрасли станет возможным после всестороннего изучения биохимических процессов и поиска применимости их для обработки сильно загрязненных и токсичных сточных вод.
Успешное развитие этого метода биологической очистки требует предварительных лабораторных исследований и пилотных испытаний.
