Оборудование для биотехнологического производства (стр. 2 из 6)
9. Газлифтный реактор трубчатого тип.
Газлифтный колонный ферментер состоит из двух колонн разного диаметра, соединенных между собой; одна представляет собой барботажную колонну с восходящим потоком воздуха, другая – циркуляционная, с нисходящим потоком. Воздух вводится в нижнюю зону аппарата в барботажную колонну; камера, соединяющая колонны в верхней части аппарата, образует большую поверхность контакта фаз; трубчатый аппарат сконструирован по типу теплообменных труб; взаимодействие газа в трубе при высоких скоростях продувки более интенсивное, чем в большом объеме, поэтому массообмен интенсивнее; аппарат с плавающей насадкой позволяет интенсифицировать массообмен за счет увеличения поверхности контакта фаз и турбулизации жидкости при работе с большими скоростями подачи газовой и жидкой фаз.
г) газлифтный: 1 – корпус,2 – диффузор, 3 – диспергатор, 4 – воздухораспределитель, 5 – теплообменник,
10. Аппараты для переработки концентрированных гидролизных сред
Гидролизаппарат периодического действия представляет собой вертикальный цилиндр с двумя усеченными конусами (рис. 15). Верхний конус заканчивается загрузочным отверстием, закрываемым крышкой. Нижний конус заканчивается выхлопным устройством для удаления лигнина по окончании варки сырья. В верхней горловине гидролизаппарата имеются штуцера для подвода горячей разбавленной кислоты и сдувки воздуха в начале варки, а также для сброса избыточного давления. В нижнем конусе гидролизаппарата устанавливаются фильтрующие устройства для отделения гидролизата от лигнина.
На цилиндрической части гидролизаппарата снаружи приварены опорные лапы, которыми он опирается на несущую конструкцию.
Корпус гидролизаппаратов обычно изготовляется сварной, из листовой стали. В последнее время ведутся опыты по применению для этой цели титана.
Эта форма гидролизаппарата является наиболее удобной для проведения перколяции. Стальные гидролизаппараты должны быть защищены внутри кислотоупорным слоем от корродирующего действия горячей разбавленной серной кислоты. Футеровка состоит из сплошного слоя бетона с шамотом, примыкающего к стальной стенке. Внутренняя поверхность бетонного слоя толщиной 70—90 мм облицовывается специальными термокислотостойкими керамическими плитками или слоем шамотного кирпича. Плитки и кирпич укрепляются на бетонной подмазке, а швы между ними промазываются андезитовой замазкой^ изготовляемой на жидком стекле, или кислотоупорным цементом с шамотом.
Наружная металлическая стенка гидролизаппаратов для предохранения от чрезмерной потери тепла покрывается тепловой изоляцией.
В верхней и нижней горловинах гидролизаппаратов, а также в местах установки штуцеров, имеются бронзовые кольца или штуцер, обеспечивающие переход от кислотоупорной внутренней футеровки к верхней и нижней стальной горловине и коммуникациям. Внутренняя поверхность крышек также покрыта кислотоупорным слоем бронзы или латуни.
Кислотостойкость медных сплавов и красной меди в условиях гидролиза усиливается благодаря образованию тонкого слоя смолистого вещества, выделяющегося из гидролизата во время варки. Благодаря наличию этого слоя коррозия поверхности меди и ее сплавов уменьшается почти в 2 раза.
Количество растительного сырья, загружаемого в гидролизаппарат, зависит от его происхождения, степени измельчения и влажности. Чем больше влажность сырья, тем больше давление его верхних слоев на нижние и, следовательно, больше плотность загрузки. При влажности древесины около 45—48% плотность загрузки опилок (в пересчете на абс. сухое вещество) составляет 120—125 кг/м3. Обычная древесная щепа хвойных пород в тех же условиях загружается ^плотностью 125—135 кг/м3. При использовании смеси опилок и щепы плотность загрузки возрастает. Так, при соотношении щепы и опилок 2:1 плотность загрузки достигает 140—150 кг/м3, а при соотношении щепы и опилок 1 : 1 она составляет 135— —145 кг/м3. В тех же условиях плотность загрузки подсолнечной лузги равна 80—110 кг/м3, измельченной кукурузной кочерыжки 150—200 кг/м3, хлопковой шелухи 190—195 кг/м3и рисовой лузги 90—114 кг/м3.11. Аэробная очистка сточных вод в природных условиях. Методы. Сооружения.
Биологический пруд - водоем для биологической очистки сточных вод в естественных условиях.Биологические пруды надлежит применять для очистки и глубокой очистки городских, производственных и поверхностных сточных вод, содержащих органические вещества.
Биологические пруды допускается проектировать как с естественной, так и с искусственной аэрацией (пневматической или механической). Биологические пруды следует устраивать на нефильтрующих или слабофильтрующих грунтах. При неблагоприятных в фильтрационном отношении грунтах следует осуществлять противофильтрационные мероприятия. Биологические пруды следует располагать с подветренной по отношению к жилой застройке стороны господствующего направления ветра в теплое время года. Направление движения воды в пруде должно быть перпендикулярным этому направлению ветра.
Биологические пруды следует проектировать не менее чем из двух параллельных секций с 3-5 последовательными ступенями в каждой, с возможностью отключения любой секции пруда для чистки или профилактического ремонта без нарушения работы остальных.
При обеззараживании сточных вод после биологических прудов следует выделять отсек для контакта сточной воды с хлором.
Первая серия прудов предназначена для осаждения сточных вод. На этой стадии в ходе анаэробных процессов разложения образуется биогаз (смесь метана, диоксида углерода, аммиака и других газов). Биогаз является вполне пригодным топливом для двигателей и газовых плит. Биогаз, уходящий в атмосферу, загрязняет воздух и способствует «парниковому эффекту» (нагревание! атмосферы земли, способное изменить климат планеты). Исходя из этих соображений, биогаз, образующийся при первичном разложении сточных вод, следует собирать и использовать.
Вторая серия прудов имеет смешанный характер: у дна продолжаются анаэробные процессы, .а верхние слои воды, взаимодействующие с воздухом, подвергаются аэрации.
Последняя серия прудов — аэрационные — превышает по площади две предыдущие. Вода имеет зеленоватый цвет, поскольку в ней множество одноклеточных водорослей.
Пруды обычно располагают по рельефу таким образом, чтобы вода перетекала из одной серии прудов в другую самотеком. Пруды устраивают глубиной около 1 м: при большей глубине снижается биологическая эффективность активного ила в прудах-отстойниках, а в аэробных прудах снижается аэрационный эффект от контакта с воздухом.
Схема
Рис. 1. Схема биологической обработки стоков: 1 — механический фильтр; 2 — солнечный коллектор для подогрева воды; 3 — биореактор; 4 — компрессор для сжатия биогаза; 5 — каналы выращивания водорослей; 6 — фильтр для сбора водорослей; 7…9 — аэробные пруды; 10 — ручей проложенный через осоковый луг
При очистке в биологических прудах сточные воды не должны иметь БПКполн свыше 200 мг/л-для прудов с естественной аэрацией и свыше 500 мг/л-для прудов с искусственной аэрацией.
При БПКполн свыше 500 мг/л следует предусматривать предварительную очистку сточных вод.
В пруды для глубокой очистки допускается направлять сточную воду после биологической или физико-химической очистки с БПКполн не более 25 мг/л-для прудов с естественной аэрацией и не более 50 мг/л-для прудов с искусственной аэрацией.
Перед прудами для очистки надлежит предусматривать решетки с прозорами не более 16 мм и отстаивание сточных вод в течение не менее 30 мин.
После прудов с искусственной аэрацией необходимо предусматривать отстаивание очищенной воды в течение 2-2,5 ч.
Отношение длины к ширине пруда с естественной аэрацией должно быть не менее 20. При меньших отношениях надлежит предусматривать конструкции впускных и выпускных устройств, обеспечивающие движение воды по всему живому сечению пруда.
В прудах с искусственной аэрацией отношение сторон секций может быть любым, при этом аэрирующие устройства должны обеспечивать движение воды в любой точке пруда со скоростью не менее 0,05 м/с. Форма прудов в плане зависит от типа аэраторов: для пневматических или механических прудов могут быть прямоугольными, для самодвижущихся механических-круглыми.
Отметка лотка перепускной трубы из одной ступени в другую должна быть выше дна на 0,3-0,5 м.
Выпуск очищенной воды следует осуществлять через сборное устройство, расположенное ниже уровня воды на 0,15-0,2 глубины пруда.
Хлорировать воду следует, как правило, после прудов. В отдельных случаях (при длине прокладки трубопровода хлорной воды свыше 500 м или необходимости строительства отдельной хлораторной и т. п.) допускается хлорирование перед прудами.
Концентрация остаточного хлора в воде после контакта не должна превышать 0,25-0,5 г/м3.
Количество осадка, выпадающего в контактных резервуарах, следует принимать, л на 1 м3 сточной воды, при влажности 98 %: после биологической очистки в аэротенках и на биофильтрах-0,5.
Расчет
Рабочий объем пруда надлежит определять по времени пребывания в нем среднесуточного расхода сточных вод.
Время пребывания воды в пруде с естественной аэрацией tlag, сут, следует определять по формуле
(69)
где N - число последовательных ступеней пруда;
Klag-коэффициент объемного использования каждой ступени пруда;