MD723Z - Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului - Google Patents

Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului Download PDF

Info

Publication number
MD723Z
MD723Z MDS20130184A MDS20130184A MD723Z MD 723 Z MD723 Z MD 723Z MD S20130184 A MDS20130184 A MD S20130184A MD S20130184 A MDS20130184 A MD S20130184A MD 723 Z MD723 Z MD 723Z
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
anaerobic fermentation
carried out
slag
mixing
limestone
Prior art date
Application number
MDS20130184A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Виктор КОВАЛЁВ
Владимир НЕННО
Ольга КОВАЛЁВА
Думитру УНГУРЯНУ
Светлана СТОЕВА
Ион ИОНЕЦ
Original Assignee
Государственный Университет Молд0
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный Университет Молд0 filed Critical Государственный Университет Молд0
Priority to MDS20130184A priority Critical patent/MD723Z/ro
Publication of MD723Y publication Critical patent/MD723Y/ro
Publication of MD723Z publication Critical patent/MD723Z/ro

Links

Classifications

    • Y02W10/12

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de fermentare anaerobă a borhotului.Procedeul, conform invenţiei, include neutralizarea preliminară a borhotului prin amestecarea cu un reactiv alcalin şi fermentarea anaerobă ulterioară cu obţinerea biogazului, totodată în calitate de reactiv alcalin pentru neutralizarea borhotului se utilizează făină calcaroasă, obţinută ca deşeu de la tăierea calcarului organogen, care se amestecă cu borhotul fierbinte cu temperatura de 70...90°C până la pH=6...7 în cantitate de 5...20 kg, recalculat la CaO, la 1 m3 de borhot. Procesul de amestecare se efectuează în regim cavitaţional la agitare continuă, cu separarea ulterioară a materiilor în suspensie prin sedimentare şi/sau centrifugare. Faza lichidă limpezită şi răcită până la temperatura de 33°C se supune fermentării anaerobe, care se efectuează în strat expandat şi/sau fluidizat de particule granulate.

Description

Invenţia se referă la un procedeu de fermentare anaerobă a borhotului.
Este cunoscut un procedeu de tratare biochimică a apelor uzate în scopul eliminării poluanţilor organici la concentraţii mari ale acestora, care include neutralizarea preliminară a apelor uzate prin amestecarea cu un reactiv alcalin obţinut electrochimic şi fermentarea anaerobă-aerobă. Corecţia pH se efectuează prin proces electrochimic efectuat în sistem de blocuri de electrozi cu diafragmă. Alcalinizarea apei tratate are loc ca rezultat al procesului de electroliză în camera catodică a electrolizorului. La catod, ca urmare a electrolizei apei, se degajă hidrogenul gazos şi se eliberează grupe hidroxil (OH-), ceea ce duce la deplasarea pH-ului apei tratate spre mediu alcalin [1].
Dezavantajul acestui procedeu constă în aceea că este energofag şi are o utilizare limitată pentru bioreactoarele de capacitate mică.
În calitate de cea mai apropiată soluţie serveşte procedeul de fermentare anaerobă a apelor uzate, care include neutralizarea preliminară a borhotului prin amestecarea cu un reactiv alcalin şi fermentarea anaerobă ulterioară cu obţinerea biogazului. În calitate de reactiv alcalin pentru neutralizarea borhotului se utilizează hidroxidul de sodiu, în cantitate de 120 g la 10 l [2].
Dezavantajul acestui procedeu constă în aceea că hidroxidul de sodiu nu asigură o limpezire deplină a borhotului tratat, sedimentarea şi deshidratarea nămolului, ceea ce influenţează negativ asupra eficienţei procesului de fermentare anaerobă, în afară de aceasta, utilizarea procedeului este costisitoare.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia constă în majorarea eficienţei limpezirii şi a fermentării anaerobe a borhotului, precum şi ieftinirea procesului de tratare biochimică a acestuia prin utilizarea deşeurilor unor producţii conexe.
Problema se rezolvă prin aceea că procedeul de fermentare anaerobă a borhotului include neutralizarea preliminară a borhotului prin amestecarea cu un reactiv alcalin şi fermentarea anaerobă ulterioară cu obţinerea biogazului, totodată în calitate de reactiv alcalin pentru neutralizarea borhotului se utilizează făină calcaroasă, obţinută ca deşeu de la tăierea calcarului organogen, care se amestecă cu borhotul fierbinte cu temperatura de 70...90°C până la pH=6...7 în cantitate de 5...20 kg, recalculat la CaO, la 1 m3 de borhot, procesul de amestecare se efectuează în regim cavitaţional la agitare continuă, cu separarea ulterioară a materiilor în suspensie prin sedimentare şi/sau centrifugare, apoi faza lichidă limpezită şi răcită până la temperatura de 33°C se supune fermentării anaerobe, care se efectuează în strat expandat şi/sau fluidizat de particule granulate.
Rezultatul tehnic de la realizarea invenţiei revendicate constă în următoarele:
1. Componentele de bază ale făinii calcaroase utilizate pentru neutralizarea borhotului tratat prezintă carbonaţi şi oxizi de calciu şi magneziu, care, intrând în reacţie cu acizii organici cu degajarea de CO2 gazos, formează compuşii respectivi cu metalele alcalino-pământoase. Ţinând cont de faptul că făina calcaroasă iniţială şi compuşii formaţi la neutralizare sunt greu solubili, echilibrul reacţiei se deplasează datorită degajării de CO2 gazos. Eficienţa reacţiilor este determinată de viteza de eliminare a acestuia din volumul de reacţie, ceea ce se realizează în condiţiile agitării intensive a amestecului în regim cavitaţional.
2. Impurităţile netoxice (SiO2, Al2O3, Fe2O3), care se conţin în făina calcaroasă, sunt inerte în raport cu radicalii acizi, însă în procesele de tratare a apelor uzate, în particular a borhotului, îndeplinesc funcţii importante ale elementelor de adaos în condiţionarea suspensiilor, ceea ce ameliorează procesul de sedimentare a nămolului şi de limpezire a borhotului, îmbunătăţesc proprietăţile de separare a acestuia în aparatele de deshidratare.
3. În procesele de tratare biochimică a apelor uzate particulele inerte fin dispersate servesc drept substrat pentru fixarea microflorei şi formarea unui mediu granulat în volumul lichidului supus tratării, ceea ce asigură valori mari ale transferului şi schimbului de masă, intensificând astfel procesele biochimice.
Borhotul alcoolic prezintă un deşeu al producţiei de alcool, în componenţa căruia intră surse de carbon organic (ale pentozelor şi acizilor organici), produsele descompunerii monozaharidelor, precum şi deşeurile lichide ale produselor de rectificare a alcoolului şi de furfurol. În funcţie de materia primă prelucrată în componenţa borhotului intră componenţii prezentaţi în tab. 1.
Tabelul 1
Componenţa chimică a borhotului alcoolic cerealier, % mas.
Componenţi Structura chimică a compuşilor Fibre lemnoase şi melasă Fibre lemnoase şi deşeuri cerealiere Substanţe solubile (SS) 0,49...0,65 0,51...0,53 Furfurol 0,0005...0,002 0,0005...0,001 Oximetil-furfurol 0,059...0,080 0,064...0,066 Acid levulinic НООС-(СН2)2 -СО-СН3 0,301...0,384 0,302...0,391 Substanţe lignofuranice 0,286...0,304 0,302...0,311 Acizi organici 0,38...0,57 0,63...0,68 Substanţe absolut uscate 1,60...1,81 1,46...1,49 Monozaharide 0,47±0,12 0,405±0,06 Arabinoză 0,071±0,014 0,063±0,013 Xiloză 0,40±0,10 0,388±0,08 CCO, mg O2/dm3 21569...23137 22333...23040 pH iniţial 3,9...4,5 3,7...4,3
Făina calcaroasă (moloz) este o pilitură a calcarului organogen, înrudit cu creta, care reprezintă o rocă sedimentară compusă din cochilii ale moluştelor antice de mare şi rămăşiţele lor. Ea este produsul tăierii pietrei calcaroase în minele de calcar şi este utilizată, în particular, în calitate de umplutură, sub formă măcinată, la producerea materialelor de construcţie, se mai foloseşte la producerea varului şi dezacidifierea solurilor. Ea prezintă un material cu porozitate înaltă de 22.....60% şi cu o capacitate mare de adsorbţie, având o greutate specifică de 1100...2240 kg/m3. Componenţa chimică a făinii calcaroase de la tăierea calcarului organogen este destul de stabilă, indiferent de provenienţa zăcământului, inclusiv din Moldova, şi constituie, în % mas.:
carbonat de calciu - 94,20...94,70, oxid de siliciu - 2,16...2,50, carbonat de magneziu - 1,66...2,73, oxid de magneziu - 0,79...1,30.
Fracţia masică a impurităţilor netoxice (oxizi de fier, de aluminiu etc.) constituie cel mult 8%.
Făina calcaroasă este un reactiv pur ecologic pentru neutralizarea lichidelor cu mediu acid, se mai utilizează în particular pentru hrănirea minerală suplimentară a animalelor şi păsărilor, ca adaos la producerea nutreţurilor combinate (GOST 26826-86). Gradul de dispersie a ei constituie 100...400 µm.
Procesul de amestecare a borhotului cu reactivul alcalin şi neutralizarea se poate efectua, de exemplu, cu utilizarea cavitatorului industrial de tipul „Tornado-Flow”(Germania).
Procedeul de tratare biochimică a borhotului se efectuează în următoarea consecutivitate, prezentată în schemă:
Neutralizarea borhotului fierbinte se efectuează prin amestecarea acestuia cu o cantitate determinată de făină calcaroasă la agitare continuă în regim cavitaţional cu recirculare, de exemplu, cu utilizarea cavitatorului „Tornado-Flow”, asigurându-se degajarea completă a CO2 ca produs al reacţiei, astfel încât să fie atins pH = 6...7.
Separarea materiilor în suspensie se efectuează prin sedimentare şi/sau centrifugare. După uscarea fazei solide aceasta poate fi utilizată în calitate de adaos în hrana animalelor. Faza lichidă limpezită după răcirea ei până la temperatura optimă de fermentare este îndreptată spre fermentarea anaerobă, care se efectuează în strat expandat şi/sau fluidizat de particule granulate.
Exemplu de realizare a invenţiei
Borhotul alcoolic cerealier fierbinte format la distilarea fracţiei de alcool în cantitate de 10 1 având temperatura de 89°C, pH=3,9 şi CCO de 35670 mgO2/l, a fost supus neutralizării prin amestecarea cu 0,2 kg de făină calcaroasă (GOST 26826-86) în calitate de reactiv alcalin. Agitarea s-a efectuat cu ajutorul cavitatorului „Tornado-Flow” la o recirculare de 5 ori a suspensiei, după care amestecul a fost decantat şi centrifugat, controlându-se concomitent aciditatea şi CCO al fazei lichide.
Apoi faza lichidă răcită până la temperatura de 33°C a fost supusă fermentării anaerobe prin intermediul microflorei granulate, care periodic era fluidizată. În acest timp au fost determinate CCO, producţia de biogaz prin metoda volumetrică, iar conţinutul de biometan cu ajutorul cromatografului ЦВЕТ-31-01. Concomitent s-au efectuat încercările experimentale conform condiţiilor celei mai apropiate soluţii.
Rezultatele încercărilor experimentale sunt prezentate în tab. 2.
Tabelul 2
Rezultatele încercărilor experimentale ale proceselor
de tratare biochimică a borhotului
Condiţiile tratării borhotului Neutralizarea Fermentarea anaerobă pH CCO iniţial, mgO2/dm3 CCO final, mgO2/dm3 Cantitatea de biogaz, l Conţinutul de CH4, % vol. Conform condiţiilor propuse 6,7 18800 1350 70,6 67,5 Conform condiţiilor celei mai apropiate soluţii 7,0 18800 1520 69,1 65,3
Consumul hidroxidului de sodiu pentru neutralizarea borhotului a fost de 120 g la 10 1, având costul de 7,8 lei/kg, în timp ce costul făinii calcaroase a constituit 200 g la preţul ei de 0,07 lei/kg. Respectiv, costul de producţie al neutralizării borhotului cu ajutorul hidroxidului de sodiu constituie 0,936 lei, iar cu făină calcaroasă 0,014 lei. Prin recalculare la 1000 l de borhot tratat, eficienţa economică conform acestui indicator este de 0,922×100=92,2 lei.
1. MD 2017 F1 2002.10.31
2. Speece R. Anaerobic Biotechnology for Industrial wastewaters. Archae Press. Tennessee, USA, 1996, p. 58-59, 94

Claims (2)

1. Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului, care include neutralizarea preliminară a borhotului prin amestecarea cu un reactiv alcalin şi fermentarea anaerobă ulterioară cu obţinerea biogazului, caracterizat prin aceea că în calitate de reactiv alcalin pentru neutralizarea borhotului se utilizează făină calcaroasă, obţinută ca deşeu de la tăierea calcarului organogen, care se amestecă cu borhotul fierbinte cu temperatura de 70...90°C până la pH=6...7 în cantitate de 5...20 kg, recalculat la CaO, la 1 m3 de borhot, procesul de amestecare se efectuează în regim cavitaţional la agitare continuă, cu separarea ulterioară a materiilor în suspensie prin sedimentare şi/sau centrifugare, apoi faza lichidă limpezită şi răcită până la temperatura de 33°C se supune fermentării anaerobe.
2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că fermentarea anaerobă se efectuează în strat expandat şi/sau fluidizat de particule granulate.
MDS20130184A 2012-06-11 2012-06-11 Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului MD723Z (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20130184A MD723Z (ro) 2012-06-11 2012-06-11 Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20130184A MD723Z (ro) 2012-06-11 2012-06-11 Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD723Y MD723Y (ro) 2014-01-31
MD723Z true MD723Z (ro) 2014-08-31

Family

ID=50071911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDS20130184A MD723Z (ro) 2012-06-11 2012-06-11 Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD723Z (ro)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD20150094A2 (ro) * 2015-09-30 2017-03-31 Государственный Университет Молд0 Procedeu de prelucrare biochimică a borhotului de la distilarea alcoolului

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD2017F1 (ro) * 2001-10-11 2002-10-31 Univ De Stat Din Moldova Instalatie pentru epurarea apelor reziduale
MD3078F1 (ro) * 2005-06-13 2006-06-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de degradare a deseurilor greu degradabile obtinute de la distilarea alcoolului
MD3994F1 (ro) * 2008-09-18 2009-12-31 Universitatea De Stat Din Moldova Instalatie pentru prelucrarea anaeroba a borhotului de la vinificatie
MD188Y (ro) * 2009-11-23 2010-04-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de tratare biochimica a deseurilor vinicole
  • 2012

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD2017F1 (ro) * 2001-10-11 2002-10-31 Univ De Stat Din Moldova Instalatie pentru epurarea apelor reziduale
MD3078F1 (ro) * 2005-06-13 2006-06-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de degradare a deseurilor greu degradabile obtinute de la distilarea alcoolului
MD3994F1 (ro) * 2008-09-18 2009-12-31 Universitatea De Stat Din Moldova Instalatie pentru prelucrarea anaeroba a borhotului de la vinificatie
MD188Y (ro) * 2009-11-23 2010-04-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de tratare biochimica a deseurilor vinicole

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Speece R. Anaerobic Biotechnology for Industrial wastewaters. Archae Press. Tennessee, USA, 1996, p. 58-59, 94 *

Also Published As

Publication number Publication date
MD723Y (ro) 2014-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1090316A (fr) Materiaux-supports de fermentation biologique
CN103167899A (zh) 营养物回收方法及其用途
CN102351368B (zh) 一种抗生素发酵废水的加载絮凝预处理方法
Luo et al. Effects of calcium and magnesium addition on the start-up of sequencing batch reactor using biofloc technology treating solid aquaculture waste
GB654917A (en) Improvements in or relating to a process of removing pollute from sewage
CN109292809A (zh) 钛石膏的提纯方法、石膏和石膏的应用
CN102730784A (zh) 一种改性烧结法赤泥去除污水中氮磷的方法
CN102728311A (zh) 一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法
EP3580327A1 (en) Dried microbial sludge granule as additive for wastewater treatment
CN107758823B (zh) 一种生活污水处理剂及其制备方法
CN103183395B (zh) 一种脱色捕集剂
MD188Y (ro) Procedeu de tratare biochimica a deseurilor vinicole
CN104556483B (zh) 一种深度处理焦化废水生化尾水的方法
CN102344230A (zh) 一种生物污泥淤浆的处理方法
CN104496085A (zh) 一种石化废水深度处理工艺
CN105481225A (zh) 含油浮渣脱水方法
MD723Z (ro) Procedeu de fermentare anaerobă a borhotului
CN108975626B (zh) 一种具有氮磷回收作用的景观水处理装置
CN1765488A (zh) 具有磷富集和磷回收功能的吸附剂的制备方法
CN102351296A (zh) 污水处理剂及其制备方法、处理污水的方法
CN105692800B (zh) 一种废水处理装置及方法
CN105271466A (zh) 含油浮渣脱水剂及其制备方法
CN1270982C (zh) 草浆造纸废水综合治理方法
CN113828275A (zh) 一种同步去除氨氮和磷的材料及其制备方法
CN105174667A (zh) 一种污泥除臭剂

Legal Events

Date Code Title Description
FG9Y Short term patent issued
KA4A Patent for invention lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration)