Fermentator to system techniczny służący do przeprowadzania procesów biologicznych, w których mikroorganizmy, enzymy lub komórki rozkładają, przekształcają lub syntetyzują substancje. W przemysłowym uzdatnianiu wody i oczyszczaniu ścieków fermentory są wykorzystywane głównie do beztlenowego oczyszczania ścieków zanieczyszczonych organicznie. Są one wykorzystywane do stabilizacji osadu lub produkcji biogazu z substratów organicznych.

Zaplecze techniczne

Fermentor stwarza optymalne warunki dla mikroorganizmów, które przejmują rozkład biologiczny. Warunki te obejmują

  • Kontrola temperatury: Fermentacja mezofilna (30-40 °C) lub termofilna (50-60 °C).
  • Kontrola pH: Głównie neutralne (6,5-7,5), aby zmaksymalizować aktywność mikroorganizmów.
  • Systemy mieszania: W celu równomiernego rozprowadzenia substratów i zapewnienia kontaktu z mikroorganizmami.
  • Zarządzanie gazem: Wydobywanie i magazynowanie biogazu (metanu i dwutlenku węgla).

Struktura i komponenty

Typowy fermentor składa się z następujących głównych elementów:

  • Zbiorniki reakcyjne: Wykonane ze stali lub betonu, często izolowane termicznie.
  • Mieszadła lub systemy gazowania: Do mieszania podłoża i zapobiegania powstawaniu osadów.
  • Systemy grzewcze: Do kontroli temperatury.
  • Technologia pomiaru i kontroli: dla pH, temperatury, potencjału redoks i wydajności gazu.
  • Uzdatnianie gazu: do odsiarczania i osuszania wytworzonego biogazu.

Zastosowanie w oczyszczaniu ścieków

Fermentatory są wykorzystywane w różnych sektorach przemysłu:

  1. Beztlenowe oczyszczanie ściekówSubstancje organiczne są przekształcane w biogaz przy braku tlenu. Przykłady:

    • Przemysł spożywczy: Degradacja pozostałości organicznych z mleczarni lub browarów.
    • Przemysł chemiczny: Oczyszczanie silnie zanieczyszczonych ścieków o chemicznym zapotrzebowaniu na tlen (ChZT) w zakresie 10 000 mg/l i więcej.

  2. Stabilizacja osadów: Do zmniejszania objętości i odgazowywania osadów ściekowych w oczyszczalniach ścieków.

  3. Biogazownie: Wykorzystanie substratów rolniczych (gnojowica, pozostałości roślinne) i odpadów organicznych do wytwarzania energii.

Rodzaje fermentatorów

Typowe reaktory do procesów beztlenowych to

Reaktory UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket):

  • Reaktor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) to technologia reaktora beztlenowego charakteryzująca się wydajnym oczyszczaniem ścieków i produkcją biogazu. Ścieki przepływają na zasadzie przeciwprądu z dołu do góry reaktora, gdzie napotykają warstwę osadu składającą się z granulowanych mikroorganizmów beztlenowych. Mikroorganizmy te rozkładają substancje organiczne w ściekach w warunkach beztlenowych i wytwarzają biogaz, który składa się głównie z metanu i dwutlenku węgla.

    Dane techniczne:
    • Kierunek przepływu: od dołu do góry (upflow)
    • Hydrauliczny czas przebywania: Zazwyczaj od 6 do 12 godzin
    • Szybkość ładowania organicznego: do 10 kg ChZT/m³-d
    • Zakres temperatur: Może pracować zarówno w obszarach mezofilnych (30-40°C), jak i termofilnych (50-60°C).
    • Produkcja gazu: 0,25 do 0,35 m³ biogazu na kg zdegradowanego ChZT.
ALMA BIO UASB do produkcji biogazu z biodegradowalnych ścieków

Zdjęcie: Schemat naszego reaktora ALMA BIO UASB

Reaktory EGSB (Expanded Granular Sludge Bed):

  • Reaktor EGSB (Expanded Granular Sludge Bed) jest rozwinięciem reaktora UASB i charakteryzuje się wyższym natężeniem przepływu i lepszym mieszaniem. W reaktorze EGSB ścieki są kierowane przez warstwę granulowanego osadu z większą prędkością, co skraca hydrauliczny czas retencji i zwiększa obciążenie organiczne. Ta ulepszona cyrkulacja płynu i rozszerzanie się złoża osadu sprawia, że reaktor jest bardziej wydajny, szczególnie w przypadku ścieków o bardzo wysokim obciążeniu organicznym.

    Dane techniczne:
    • Kierunek przepływu: od dołu do góry, podobnie jak w reaktorze UASB, ale z większą prędkością przepływu.
    • Hydrauliczny czas retencji: Zazwyczaj od 1 do 6 godzin, w zależności od składu ścieków.
    • Szybkość ładowania organicznego: do 30 kg ChZT/m³-d
    • Wysokość reaktora: Reaktory EGSB są zazwyczaj wyższe niż reaktory UASB, co prowadzi do lepszej separacji szlamu i ścieków.
    • Produkcja gazu: Podobna do reaktora UASB, z produkcją gazu wynoszącą około 0,3 do 0,35 m³ biogazu na kg zdegradowanego ChZT.
ALMA BHU BIO EGSB do beztlenowej fermentacji ścieków o wysokim ładunku organicznym

Zdjęcie: Schemat naszego reaktora ALMA BHU BIO EGSB

Reaktory mieszania gazów:
  • W naszym reaktorze ALMA BHU GMR (reaktor mieszania gazów) ścieki są skutecznie oczyszczane w warunkach beztlenowych, przy czym reaktor został opracowany specjalnie dla ścieków o wysokim stężeniu wap nia. Zaawansowana technologia mieszania gazów w reaktorze ALMA BHU GMR zapewnia optymalne mieszanie gazów reakcyjnych w ściekach, co znacznie poprawia biologiczną degradację i wytrącanie wapnia.
     
    Reaktor oferuje szczególnie wydajne rozwiązanie dla ścieków, które są trudne do oczyszczenia ze względu na wysoką zawartość wapnia. Nie tylko zmniejsza obciążenie organiczne ścieków, ale także umożliwia ukierunkowane wytrącanie wapnia, co zapobiega powstawaniu osadów w dalszych systemach. Zapewnia to stabilną pracę i znacznie obniża koszty konserwacji. Urządzenie ALMA BHU GMR jest zatem idealny do zastosowań przemysłowych, w których wysokie stężenie wapnia w ściekach jest kluczowym wyzwaniem.
Produkcja biogazu w przetwórstwie warzyw za pomocą ALMA BHU GMR

Zdjęcie: Zdjęcia naszego beztlenowego reaktora mieszania gazów ALMA BHU GMR

Zalety korzystania z fermentatorów

  • Wysoka zdolność degradacji: komory fermentacyjne mogą rozkładać do 80-90% ładunku organicznego.
  • Wytwarzanie energii: Wytworzony biogaz można wykorzystać do pokrycia własnego zapotrzebowania na energię lub do zasilania sieci gazowej.
  • Zmniejszenie objętości osadu: Oszczędność kosztów przetwarzania i utylizacji osadu.

Wyzwania

  • Kompleksowa kontrola: Kontrola procesu wymaga precyzyjnej regulacji parametrów, takich jak temperatura, wartość pH i podawanie substratu.
  • Wrażliwość mikroorganizmów: Zakłócenia w podłożu lub parametrach środowiskowych mogą prowadzić do niestabilności procesu.
  • Korozja: Agresywny charakter biogazu wymaga zastosowania materiałów odpornych na korozję.

Wnioski

Fermentatory są niezbędnymi komponentami do zrównoważonego oczyszczania ścieków i wytwarzania energii. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom, takim jak ALMA BHU GMR, ALMA BHU EGSB i ALMA BIO UASB, ALMAWATECH wspiera przemysł w osiąganiu celów środowiskowych i jednoczesnej ekonomicznej pracy.

Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!

info@almawatech.com

06073 687470