Очистка в биофильтрах

Биофильтры — это сооружения, в корпусе которых размещается кусковая насадка (загрузка) и предусмотрены распределительные устройства для сточной воды. В биофильтрах сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытый пленкой из микроорганизмов. Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества, используя их как источники питания и энергии. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества,.

Рис. 11−75. Схема установки для биохимической очистки с флотационным илоуплотнителем: 1 — отстойник; 2 — аэротенк; 3,6 — насосы; 4 — флотатор; 5 — контактный резервуар; 7 — эжектор; 8 — напорный бак, а масса активной биопленки увеличивается. Отработанная (омертвевшая) биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.

В качестве загрузки используют различные материалы с высокой пористостью, малой плотностью и высокой удельной поверхностью: щебень, гравий, шлак, керамзит, керамические и пластмассовые кольца, кубы, шары, цилиндры, шестигранные блоки, металлические и пластмассовые сетки, скрученные в рулоны.

В настоящее время предложено большое число конструкций биофильтров, которые делят на биофильтры, работающие с полной и неполной биологической очисткой; с естественной и искусственной подачей воздуха; с рециркуляцией и без рециркуляции сточных вод; на биофильтры одноступенчатые и двухступенчатые, капельные и высоконагружаемые.

Двухступенчатые биофильтры применяются в том случае, когда для достижения высокой степени очистки нельзя увеличивать высоту биофильтров. Технологические схемы биофильтров показаны на рис. Н-76.

Биопленка выполняет такие же функции, как и активный ил. Она адсорбирует и перерабатывает биологические вещества, находящиеся в сточных водах. Окислительная мощность биофильтров ниже мощности аэротенков.

На эффективность очистки сточных вод в биофильтрах влияют биохимические, массообменные, гидравлические и конструктивные параметры. Среди них следует отметить: БПК очищаемой сточной воды, природу органических загрязнений, скорость окисления, интенсивность дыхания микроорганизмов, массу веществ, абсорбируемых пленкой, толщину биопленки, состав обитающих в ней микроорганизмов, интенсивность аэрации, площадь и высоту биофильтра, характеристику загрузки (размер кусков, пористость и удельная поверхность), физические свойства сточной воды, температуру про;

Рис. II-76. Схемы установок для очистки сточных вод биофильтрами: а — одноступенчатая; б — двухступенчатая: 1 — первичные отстойники; 2, 4 — биофильтры I и II ступеней; 3 — вторичные отстойники; 5 — третичный отстойник цесса и гидравлическую нагрузку, интенсивность рециркуляции, равномерность распределения сточной воды по сечению загрузки, степень смачиваемости биопленки.

Биофильтры с капельной фильтрацией имеют низкую производительность, но обеспечивают полную очистку. Гидравлическая нагрузка их равна 0,5−3 м³/(м²сут). Их используют для очистки вод до 1000 м³/сут при БПК не более 200 мг/л. Высоконагружаемые биофильтры работают при гидравлической нагрузке 10−30 м³/(м²сут), т. е. очищают в 10−15 раз больше сточной воды, чем капельные. Однако они не обеспечивают полную биологическую очистку.

Для лучшего растворения кислорода производят аэрацию. Объем воздуха, подаваемого в биофильтр, не превышает 16 м³ на 1 м³ сточной воды. При БПК₂₀>300 мг/л обязательна рециркуляция очищенной воды.

Башенные биофильтры применяют для очистных сооружений производительностью до 5000 м³/сут. Погружные или дисковые биофильтры работают при расходах до 500 м³/сут. Они представляют собой резервуар, в котором имеется вращающийся вал с насаженными на нем дисками. Уровень сточной воды в резервуаре устанавливают на 2−3 см ниже горизонтального вала. Размер дисков 0,6−3 м, а расстояние между ними 10−20 мм. Диски могут быть металлические, пластмассовые и асбестоцементные. Вал вращается со скоростью 1−40 об/мин.

Биотенк-биофильтр (рис II-77) заключен в корпус с расположенными в шахматном порядке элементами загрузки, которые представляют собой полуцилиндры диаметром 80 мм. Сточная вода поступает сверху, наполняя элементы загрузки, и через края стекает вниз. На наружных поверхностях элементов образуется биопленка, а в элементах — биомасса, напоминающая активный ил. Насыщение воды кислородом происходит при движении жидкости. Конструкция обеспечивает высокую производительность и эффективность очистки.

Для удаления органических примесей и проведения процессов нитрификации и денитрифи;

Рис. II-77. Биотенк-биофильтр (1 — корпус; 2 — элементы загрузки) кации разработана установка «Hei Flou». Основной частью ее является колонна с псевдоожиженным слоем зернистого материала (песка), на поверхности которого культивируются микроорганизмы. Сточную воду предварительно насыщают кислородом и подают в колонну снизу вверх со скоростью 25−60 м/ч. В колонне образуется псевдоожиженный слой с поверхностью загрузки 3200 м²/м что в 20 раз больше, чем в аэротенках, и в 40 раз больше, чем в биофильтрах. Процессы очистки протекают с очень высокой скоростью. Например, снижение ВПК сточных вод на 85−90% в установке достигается за 15 мин, а в аэротенке на это требуется 6−8 часов.