Urządzenia do biologicznego oczyszczania ścieków. Biofiltry
Biofiltry. Są to prostokątne lub okrągłe konstrukcje o pełnych ścianach i podwójnym dnie: górne ma formę kraty, a dolne jest pełne. Dno kratowe lub perforowane, odwodnienie biofiltrów wykonane jest z płyt żelbetowych. Przyjmuje się, że całkowita powierzchnia otworów drenażowych wynosi co najmniej 5-8% powierzchni filtra.
Dlatego zmniejszenie ładunku zanieczyszczeń w ściekach jest jednym z priorytetów środowiskowych. Oczyszczanie ścieków odbywa się w oczyszczalniach, które można podzielić na dwa różne rodzaje: obsługujące zrzuty komunalne i przeznaczone do oczyszczania ścieków przemysłowych.
Zazwyczaj w cywilnej lub przemysłowej oczyszczalni ścieków występują dwie odrębne linie: linia wodna i linia szlamu. Linia wodna, w której przetwarzane są surowe osady ściekowe, składa się zazwyczaj z trzech etapów, tzw. Obróbka wstępna: składająca się z procesu fizycznego stosowanego w celu usunięcia części wytrącającej się materii organicznej zawartej w zawiesinie, która obejmuje mielenie, piaskowanie, odtłuszczanie i wstępne osadzanie; Biologiczna obróbka oksydacyjna: składająca się z biologicznego procesu stosowanego w celu usunięcia wytrąconej i nie strącającej się materii organicznej zawartej w zawiesinie. Obejmuje napowietrzanie i sedymentację wtórną; Dalsze leczenie: czyli specjalne procedury mające na celu zniszczenie zawartości tych substancji, które nie zostały wyeliminowane podczas pierwszych dwóch zabiegów. Można je przeprowadzać powyżej lub poniżej utleniania biologicznego, co pozwala na dalsze udoskonalenie stopnia oczyszczenia. W linii osadu osad jest oczyszczany podczas faz osadzania przewidzianych w linii zaopatrzenia w wodę.
Materiałem filtracyjnym jest tłuczeń kamienny, otoczaki skalne, ekspandowana glina, żużel. Obciążenie warstwy filtracyjnej na całej jej wysokości należy wykonać materiałem o tej samej wielkości (Tabela 61).
Tabela 61
Małe rzeczy w materiale paszowym nie powinny przekraczać 5%. Dolną warstwę nośną we wszystkich typach biofiltrów należy stosować o wymiarach 60-100 mm.
Celem tej linii jest wyeliminowanie dużej ilości wody zawartej w osadzie i zmniejszenie jego objętości, stabilizacja materii organicznej oraz zabicie prawdziwych patogenów, aby ostateczna utylizacja była mniej kosztowna i mniej szkodliwa dla środowiska.
Końcowe oczyszczone ścieki lub oczyszczone powroty wchodzą do rurociągu emitera wraz z końcową dostawą wód powierzchniowych, wykopów lub gleby powierzchniowej. Końcowy odpływ, jeśli ma określone cechy, może być również wykorzystany do nawadniania lub przemysłu.
Nawadnianie biofiltrów ściekami odbywa się w regularnych odstępach czasu. Dystrybucja ścieków może być kropelkowa, strumieniowa lub cienkowarstwowa.
Tlen, który zapewnia żywotną aktywność bakterii, dostaje się do korpusu filtra przez naturalną lub sztuczną wentylację. Ilość tlenu uzyskiwana z 1 m3 materiału filtracyjnego na dobę w celu obniżenia BZT ścieków nazywana jest siłą utleniającą. Zależy to od temperatury ścieków, powietrza zewnętrznego, charakteru zanieczyszczeń (tab. 62).
Oczyszczacze obsługiwane przez zrzuty cywilne. W sferze cywilnej sieci kanalizacyjne są dzielone i rozdzielane: pierwsze to te, dla których woda deszczowa i wszystkie ścieki domowe oraz wszelkie ścieki przemysłowe, które można uznać za cywilne, są gromadzone w jednym rurociągu; Z drugiej strony oddzielne sieci kanalizacyjne mają dwa oddzielne kanały, jeden dla wody deszczowej, a drugi dla wód komunalnych i przemysłowych, które można zasymilować.
Zwykle wygodnie jest budować zakłady na kolejnych działkach użytkowych w zależności od faktycznego zagospodarowania kanalizacji i kanalizacji media uwzględniając ewolucję sytuacji miejskiej i demograficznej. W każdym razie, aby określić wielkość oczyszczacza, nie można tego zignorować, znając następujące parametry.
Tabela 62
Uwagi: 1. Określono w tabeli. Dla ścieków o średniej temperaturze zimowej +10° określono 62 wartości mocy utleniającej. Przy innej średniej zimowej temperaturze ścieków wartości mocy utleniającej należy zwiększać lub zmniejszać proporcjonalnie do stosunku rzeczywistej temperatury do 10°C
Obciążenie hydrauliczne: tj. przepływ wody do uzdatnienia w metrach sześciennych dziennie jest zróżnicowany przez. Wszelkie ścieki przemysłowe - obciążenie to należy obliczyć za pomocą pomiarów bezpośrednich z uwzględnieniem przebiegu czasowego przepływu wyjściowego oraz maksymalnych szczytów uzyskanych z godzin wzmożonej aktywności; urzędnicy gminni lub konsorcja, których obciążenie jest zwykle określane pośrednio; Prognoza statystyczna szczególnie intensywnych zjawisk meteorologicznych, które mogą wystąpić w określonych porach roku. Obciążenie składnikami odżywczymi: zmniejsza się głównie ilość azotu, a po drugie fosfor obecny w przetwarzanym refluksie.
2. Jeżeli wartość godzinowego współczynnika nierównomierności dopływu jest większa niż 2, należy zwiększyć objętość materiału filtracyjnego proporcjonalnie do stosunku rzeczywistego współczynnika nierównomierności K=2.
Przy średniorocznej temperaturze zewnętrznej poniżej +10°C i współczynniku recyrkulacji ścieków większym niż 4 oraz przy średniej rocznej temperaturze powietrza do +3°C biofiltry o dowolnej wydajności oraz przy średniej rocznej temperaturze +3 do +6°C, biofiltry o wydajności do 500 m3 na dobę należy umieścić w ogrzewanych pomieszczeniach z przewidywaną temperaturą powietrza wewnętrznego +20C powyżej temperatury ścieków i pięcioma wymianami powietrza na godzinę. Przy wydajności ponad 500 m3/dobę i średniej rocznej temperaturze powietrza od +3 do +6°C biofiltry można umieszczać w nieogrzewanych lekkich pomieszczeniach.
Obecność innych zanieczyszczeń oraz czynniki mogące mieć wpływ na postać zanieczyszczeń i ich redukcję. Ogólnie rzecz biorąc, kalibracja powinna opierać się na wiedzy o zasobach wodnych i równoważnych mieszkańcach. Jeśli bezpośrednie eksperymenty nie są możliwe lub trudne do przeprowadzenia, można zastosować tabele korelacji między ilością wody pobieranej z sieci wodociągowej a hydraulicznym i organicznym ładunkiem zwrotnym.
Jak już wspomniano, oczyszczalnia ścieków zasadniczo składa się z następujących bloków funkcjonalnych. Mechaniczna obróbka wstępna; Organiczna obróbka oksydacyjna; Dalsze leczenie; Oczyszczanie osadów ściekowych. Depulatory przemysłowe.
W przypadku dopływu ścieków w ciągu dnia z przerwami, budowę biofiltrów w pomieszczeniach nieogrzewanych lub typu otwartego należy uzasadnić obliczeniami ciepłowniczymi. Czyniąc to, należy wziąć pod uwagę doświadczenie. obiekty lecznicze znajdujących się na tym obszarze lub na innych obszarach o podobnych warunkach.
Ścieki przemysłowe mają zmienny skład w zależności od ich pochodzenia. W tradycyjnych cywilnych oczyszczalniach ścieków można brać pod uwagę tylko te odpady przemysłowe, które można uznać za ekwiwalenty jakościowe i cywilne. W przypadku fermentacji ścieków komunalnych ścieki przemysłowe mogą zostać wstępnie oczyszczone w środowisku biznesowym przed odwodnieniem w celu usunięcia substancji niezgodnych z procesem biologicznego oczyszczania. Rzeczywiście, niektóre ścieki przemysłowe, jeśli nie zostaną wstępnie oczyszczone, mogą zagrozić biologicznemu oczyszczaniu, które stanowi podstawę tradycyjnego cywilnego systemu oczyszczania.
Moc utleniającą biofiltra OM można określić za pomocą wzorów:
podczas pracy z recyrkulacją
, (135)
bez recyrkulacji
, (136)
gdzie LCM to BZT5 dopływającej mieszaniny ścieków, mg/l;
Ld - BZTb ścieków wprowadzanych do oczyszczania, mg/l;
Ponadto ścieki przemysłowe mogą mieć taki charakter, że są niewrażliwe na oczyszczanie biologiczne i dlatego muszą być oczyszczane w inny sposób w miejscu produkcji. Instalacje przemysłowe są wyposażone w oddzielne szamba do zbierania różnych rodzajów ścieków, w przeciwieństwie do systemów zbierania ścieków komunalnych, co umożliwia różnym typom dostęp do oddzielnego oczyszczania. Podczas obróbki powstają mętne pozostałości, które należy traktować jako odpady.
Płuczki i myjnie zadaszonych obszarów; Woda deszczowa ze zbiorników magazynowych do zbiorników paliwowych; wody deszczowe z terenów otwartych, na które wpływa przemieszczanie paliw; Woda pochodząca z kondensatu. Kwaśne lub zasadowe mycie maszyn, kotłów, regeneracje żywic jonowymiennych i czasami mycie membranowe dowolnej instalacji odsalania woda morska. Montowana jest np. sieć kanalizacyjna.
Lt to BZT5 oczyszczonych ścieków, mg/l;
QcyT to dzienne zużycie ścieków, m3/dzień;
F to powierzchnia filtra, m2;
H to wysokość ładowania filtra, m;
q to natężenie przepływu ścieków, l/s;
n jest współczynnikiem recyrkulacji określonym wzorem (133).
Przy obliczaniu biofiltrów do ścieków przemysłowych z przedsiębiorstw przemysłu spożywczego można zalecić współczynnik szybkości utleniania biochemicznego Kc.b, wskazujący tempo wzrostu filmu biologicznego, określone wzorem
Emisje ze służb sanitarnych i cywilnych. . Sieć zbierania wody z meteorytów zbiera np. Woda deszczowa z obszarów porośniętych lasami deszczowymi oraz obszarów szczególnie niezanieczyszczonych olejami lub innymi substancjami. Zbiornik magazynowy wykonuje również pierwszą dekantację i separację olejów poprzez odpowiednie oddzielne systemy zbierania i przechowywania oleju. Po pierwszej separacji w zbiorniku ścieki kierowane są do wstępnego odwadniania, np. za pomocą separatora płytowego; Następnie ścieki trafiają do fizycznej i chemicznej oczyszczalni wtórnej.
Ks.b = 21/a, (137)
gdzie a jest różnicą w procentach między ChZT a BZT20 ścieków.
Niskie wartości współczynnika wskazują na niecelowość biochemicznych metod oczyszczania ścieków. Odwrotność biochemicznego współczynnika szybkości utleniania charakteryzuje szybkość wzrostu filmu biologicznego.
Współczynnik szybkości utleniania biochemicznego mieszaniny ścieków o różnej wielkości zanieczyszczeń określa wzór
Działanie separatorów płytowych opiera się na zasadzie fizycznego rozdzielenia dwóch cieczy różnego rodzaju, dla których cząstki oleju rozproszone w wodzie są zatrzymywane przez kontakt fizyczny i wykorzystując swoją zdolność kohezyjną przekształcają się w krople oleju o większej sile oddzielania z wody.
„Chemiczna” instalacja do oczyszczania wody. Ścieki te kierowane są do zbiorników magazynowych. Oczyszczone wody przechodzą przez zbiorniki neutralizacji pierwotnej i wtórnej, reakcję, klarowanie i korektę oraz końcową kontrolę pH. Osad nagromadzony na dnie osadnika jest zbierany przez pompy i przesyłany do próżniowego filtra obrotowego w celu oddzielenia; Faza ciekła jest zawracana do głowicy instalacji, podczas gdy faza stała jest w sposób ciągły usuwana z filtra i zbierana w zbiorniku, z którego jest ładowana na pojazd w celu późniejszej utylizacji lub odzysku.
, (138)
gdzie Q1, Q2...Qn to koszty ścieków o różnych stężeniach;
a1, a2,...an to odpowiednie różnice procentowe między ChZT a BZT20.
Im mniejszy współczynnik, tym większa intensywność czynnika wzrostu biofilmu, więc współczynnik wpływa na wybór materiału filtracyjnego (tab. 63).
Filtr obrotowy można zastąpić „prasą filtracyjną”. Zakład utylizacji odpadów organicznych. Biologiczna oczyszczalnia ścieków ma biologiczny typ utleniania, w którym rzeczywiste substancje organiczne są całkowicie utlenione. Nadmiar osadu jest filtrowany i zbierany w warstwach odciekowych, a powstałe wody są zawracane do głowicy zakładu.
Obsługa systemu może być automatyczna lub ręczna, operując w tym celu z poziomu panelu sterująco-zarządzającego. Standardowe wyposażenie. Obszary użytkowania. Dworce autobusowe, przedsiębiorstwa z biznesowymi detergentami, stacje benzynowe, instytucje przemysłowe i turystyczne, agencje rządowe.
Tabela 63. Zależność rodzaju materiału wsadowego od współczynnika szybkości utleniania biochemicznego
Biofiltry dzielą się na kroplowe, wysokoobciążeniowe, powietrzne, wieżowe.
Cechą charakterystyczną biofiltrów kroplowych jest mała średnica frakcji materiału ładującego (30–50 mm) i wysokość załadunkowa (2 m), przy czym zakłada się, że dolna warstwa nośna o wysokości 0,2 m ma wymiary 60–100 mm, ponieważ oraz niskie obciążenie ściekami od 0,5 do 1,0 mg na 1 mg obciążenia filtra.
Altana dla profesjonalistów. Termin biofiltracja odnosi się do biologicznej konwersji lub oczyszczania zanieczyszczeń w fazie gazowej, zwykle powietrza. Od dawna wiadomo, że bakterie mogą rozkładać zanieczyszczenia gazowe. Jednak ta metoda zaczęła nabierać wartości ekonomicznej dopiero w ciągu ostatnich kilku dekad.
Technologia stojąca za biofiltrami polega na przepuszczaniu strumienia gazów odlotowych przez wypełnienie materiałem organicznym lub materiałem obojętnym, gdzie jest on biologicznie utleniany przez unieruchomione mikroorganizmy do dwutlenek węgla, woda, sole nieorganiczne i biomasa.
Wysoko obciążone biofiltry różnią się od filtrów kroplowych znacznie większym obciążeniem hydraulicznym. W przypadku biofiltrów kroplowych obciążenie na 1 m2 powierzchni na dobę wynosi 1–2 m3 ścieków, w przypadku silnie obciążonych jest to 10–30 m3 na 1 m2 powierzchni na dobę, czyli 10–30 razy więcej.
Wyższa siła utleniająca wysoko obciążonych biofiltrów wynika z braku zamulania, lepszej wymiany powietrza, co jest osiągane dzięki większemu materiałowi zasilającemu i zwiększonemu obciążeniu wodą. Znaczne prędkości przepływu wody przez materiał zasilający zapewniają stałe usuwanie trudnych do utlenienia zanieczyszczeń i obumierających biofilmów. Przyjmuje się, że wielkość cząstek ładunku wynosi 40–60 mm, co zapewnia dużą objętość porów.
Budowa i parametry eksploatacyjne Biofiltry mogą być otwarte lub zamknięte. Otwarte biofiltry składają się z warstwy porowatego materiału biofiltra ułożonego na sieci rur, przez które odprowadzane jest zanieczyszczone powietrze. Stosowane są głównie do strumieni gazu o małej prędkości. Ten typ biofiltra wymaga długiego czasu przebywania i dlatego ma zwykle duże rozmiary.
Można tego uniknąć, stosując biofiltry wielostopniowe, w których kilka warstw wypełniacza układa się jedna na drugiej, aby wyeliminować potrzebę dużej powierzchni. Stosowanie otwartych biofiltrów w zimnym klimacie jest ograniczone. Zamknięte biofiltry składają się z mediów z odpowiednią populacją drobnoustrojów znajdujących się pod nimi system dystrybucji, który równomiernie dostarcza spaliny do filtra.
Konstrukcja i cechy operacyjne wysoko obciążonych biofiltrów oraz ich różnica w stosunku do filtrów kroplowych są następujące:
- wysokość warstwy złoża filtracyjnego sięga 4 m. Ilość zanieczyszczeń wprowadzanych na 1 m2 powierzchni filtracyjnej na dobę zależy od wysokości filtra. Na wysokości 4 m siła utleniająca wynosi 2400 g O2/m2, 3 m - 2200, 2,5 m - 2000, 1 m - 1800 g O2/m2;
- uziarnienie sięga 65 mm na całej wysokości załadunku;
- sztuczną wentylację filtra zapewnia specjalna konstrukcja dna i drenażu (ogrodzenie z pustymi ścianami z uszczelnieniem wodnym);
- przerwy w nawadnianiu filtrów ściekami powinny być ograniczone do minimum. Obciążenie wodą musi być zwiększone i stałe;
- niedopuszczalne jest kierowanie zatężonych ścieków do filtrów, dlatego w celu utrzymania zwiększonego obciążenia wodą konieczne jest ich rozcieńczanie wodą warunkowo czystą lub uzdatnioną z wykorzystaniem recyrkulacji;
- wysoko obciążone biofiltry mogą pracować przy zadanym stopniu oczyszczenia ścieków;
- są stosowane zarówno do całkowitego, jak i częściowego oczyszczania ścieków.
Wysoko obciążone biofiltry mogą być jedno- (ryc. 19) i dwustopniowe.
Strumień gazu kierowany jest do filtra za pomocą wentylatorów elektrycznych, które można przesuwać z góry na dół lub odwrotnie. Materiały, z których wykonane są wentylatory i biofiltr muszą być odporne na korozyjne odpady, nadmiar kondensatu i kurz.
Większość działających biofiltrów ma konstrukcję otwartą, ponieważ są tańsze niż biofiltry zamknięte. Jednocześnie są mniej wydajne. Dlatego zaleca się stosowanie systemy zamknięte biofiltr z kontrolą przepływu na wlocie i wylocie.
Można przypuszczać, że w wielu przypadkach biofiltry otwarte nie zapewniają wystarczającego oczyszczenia gazów i nie mają właściwości technologicznych pozwalających na eliminację lotnych związków organicznych. Zamknięte, zaawansowane technologicznie biofiltry można zmodernizować, aby zredukować szeroki zakres związków ksenobiotycznych w gazach odlotowych.
Ryż. 19. Schemat jednostopniowych wysokoobciążonych biofiltrów: P.O. - studzienka pierwotna; NS — stacja pomp; B - biofiltr; W. - osadnik wtórny K.B, - koagulator; 1,2 - możliwe opcje recyrkulacji oczyszczonej cieczy, 3 - usuwanie nadmiaru biofilmu; 4 - chlor; 5 - oczyszczone i zdezynfekowane ścieki i odpływ.
Stosowanie biofiltrów dwustopniowych wysokoobciążeniowych jest zalecane w przypadku korzystnego ukształtowania terenu i konieczności głębszego oczyszczania ścieków. Różnorodne wysoko obciążone biofiltry mogą być urządzeniami do filtracji przerywanej (ryc. 20).
Ryż. Rys. 20. Schemat biofiltrów dwustopniowych wysokoobciążeniowych z filtracją przerywaną: PO – osadnik wstępny, K1, K2 – rozdzielnie, IS – przepompownia, B – biofiltry, VO – osadniki wtórne, pula kontaktowa KB, 1 - usuwanie nadmiaru bnoplenki, 2 - chlorowanie, 3 - oczyszczone ścieki do uwolnienia
Filtry powietrza to odmiana wysoko obciążonych biofiltrów. Cechą charakterystyczną tego typu filtrów jest ich duża wysokość (3-4 m) oraz wymuszona wentylacja, którą mogą realizować wentylatory niskociśnieniowe.
Ładowany materiał korpusu filtra powietrza powinien być możliwie gładki. Filtry powietrza są ułożone dwu- i trójwarstwowe. Dolną warstwę zaleca się układać o grubości 0,2 m z kawałków materiału obciążającego o wielkości 50–70 mm, a górną o grubości 30–40 mm (ryc. 21).
Ryż. 21. Schemat filtra powietrza: 1 - ładowanie, 2 - dystrybutor wody strumieniowej, 3 - uszczelnienie wodne
Stabilną pracę i wysoki efekt oczyszczania filtrów powietrza można osiągnąć, jeśli ścieki kierowane do oczyszczania mają BZT nie większe niż 150 mg/l. Obliczenia filtrów powietrza można przeprowadzić zgodnie z ich mocą utleniającą (Tabela 64).
Tabela 64
Dane tabeli. 64 określono dla ścieków o średniej temperaturze zimowej +10°C. Gdy temperatura ścieków jest większa lub mniejsza niż +10°C, należy odpowiednio zwiększyć lub zmniejszyć moc utleniającą filtra powietrza proporcjonalnie do stosunku rzeczywistej temperatury do +10°C.
→ Oczyszczanie ścieków
Klasyfikacja biofiltrów
Klasyfikacja biofiltrów
Biofiltry mogą pracować przy całkowitym i niepełnym oczyszczaniu biologicznym i są klasyfikowane według różnych kryteriów, z których głównymi są cechy konstrukcyjne i rodzaj materiału paszowego.
Ze względu na rodzaj materiału wsadowego biofiltry dzielą się na: biofiltry z załadunkiem luzem (żwir, żużel, ekspandowana glina, tłuczeń itp.) oraz biofiltry z załadunkiem płaskim (tworzywa sztuczne, cement azbestowy, ceramika, metal, tkaniny itp.). ).
Biofiltry z załadunkiem luzem dzielą się na następujące typy: - kroplowe, o uziarnieniu materiału załadunkowego 20-30 mm i wysokości warstwy załadunkowej 1-2 m; - silnie obciążone, o wielkości materiału ładującego 40-60 mm i wysokości warstwy ładunkowej 2-4m; – biofiltry wysoki pułap(wieża) o wymiarach materiału załadowczego 60-80 mm i wysokości warstwy ładunkowej 8-16 m.
Masowy materiał zasilający ma gęstość 500-1500 kg/m3 i porowatość 40-50%.
Biofiltry z załadunkiem płaskim dzielą się na następujące typy: – z załadunkiem twardym. Jako załadunek można zastosować ceramiczne, plastikowe i metalowe elementy wypełniające. W zależności od materiału obciążającego jego gęstość wynosi 100-600 kg/m3, porowatość 70-90%, wysokość warstwy obciążającej 1-6 m; – z twardym ładowaniem blokowym. Obciążenia blokowe mogą być wykonane z różnego rodzaju tworzyw sztucznych (blachy faliste, płaskie lub elementy przestrzenne), a także z płyt azbestowo-cementowych. Gęstość obciążenia tworzywa sztucznego 40-100 kg/m3, porowatość 90-97%), wysokość warstwy obciążenia 2-16 m; - z załadunkiem miękkim lub rolkowym, wykonane z siatek metalowych, folii z tworzyw sztucznych, tkanin syntetycznych (nylon, nylon), które są montowane na stelażach lub układane w rulony. Gęstość takiego obciążenia wynosi 5-60 kg/m3, porowatość 94-99%, wysokość warstwy obciążenia 3-8 m.
Wydajność biofiltrów zależy od cechy konstrukcyjne jednego lub drugiego rodzaju struktury i tłumaczy się zawartością aktywnej biomasy na jednostkę objętości biofiltra.
Biofiltry z ładowaniem luzem (biofiltry kroplowe). W biofiltrze kroplowym ścieki dostarczane są w postaci kropli lub strumieni. naturalna wentylacja powietrze jest przenoszone przez otwartą powierzchnię biofiltra i drenażu. Takie biofiltry charakteryzują się niskim obciążeniem wodnym - zwykle 0,5-2 m3 na 1 m3 objętości materiału paszowego na dobę. Biofiltry kroplowe pojawiły się po raz pierwszy w Salford (Wielka Brytania) w 1893 r. Zaleca się ich stosowanie przy natężeniu przepływu ścieków nie większym niż 1000 m3 / dobę. Przeznaczone są do kompletnego biologicznego oczyszczania ścieków.
Schemat działania biofiltrów kroplowych jest następujący. Oczyszczone w osadnikach wstępnych ścieki grawitacyjnie (lub pod ciśnieniem) dostają się do urządzeń dystrybucyjnych, z których są okresowo odprowadzane na powierzchnię biofiltra. Woda przefiltrowana przez grubość ładunku przechodzi system odwadniający, a następnie spływa nieprzepuszczalnym dnem do tac wylotowych znajdujących się na zewnątrz biofiltra. Następnie woda trafia do osadników wtórnych, gdzie martwy biofilm jest oddzielany od oczyszczonej wody. Gdy ładunek zanieczyszczeń organicznych jest większy niż dopuszczalny, materiał paszowy szybko ulega zamuleniu, a praca biofiltrów kroplowych gwałtownie się pogarsza.
Wysoko obciążone biofiltry. Na początku XX wieku pojawiły się biofiltry, które w naszym kraju nazywano filtrami powietrza, a za granicą - biofiltrami o dużym obciążeniu.
Cechą charakterystyczną tych konstrukcji jest wyższa siła utleniająca w porównaniu z biofiltrami kroplowymi, co wynika z mniejszego zamulania takich filtrów oraz lepszej wymiany powietrza w nich. Osiąga się to dzięki dużym frakcjom materiału paszowego i kilkukrotnemu zwiększonemu obciążeniu wodą. Wysoka prędkość ścieków w biofiltrze zapewnia stałe usuwanie zatrzymanych trudno utlenialnych nierozpuszczonych zanieczyszczeń i obumierających biofilmów. Tlen z powietrza dostający się do korpusu biofiltra zużywany jest głównie na biologiczne utlenianie części zanieczyszczeń, które nie zostały usunięte z korpusu biofiltra. Projekty filtrów powietrza zostały zaproponowane przez NA Bazyakina i S.N. Stroganowa, aw 1929 roku zostały zbudowane na biologicznej stacji Kozhukhov. Przeznaczone są do niepełnego i całkowitego biologicznego oczyszczania ścieków.
Biofiltry wieżowe. Biofiltry te mają wysokość 8-16 m i są stosowane na oczyszczalniach o przepustowości do 50 tys. m3/dobę o korzystnym ukształtowaniu terenu i BZT oczyszczonych ścieków 20-25 mg/l. W praktyce krajowej nie otrzymali dystrybucji.
Biofiltry z załadunkiem płaskim. Pojawienie się w latach 50. XX wieku płaskich - blokowych, miękkich i sypkich materiałów załadunkowych umożliwiło znaczne zwiększenie wydajności filtrów biologicznych (ryc. 12.3).
Ryż. 12.3. Biofiltr z płaskim (plastikowym) wkładem:
1 - obudowa wykonana z lekkich blach na metalowej ramie; 2 - ładowanie tworzywa sztucznego; 3 - krata; 4 - wsporniki słupów betonowych; 5 - rurociąg zasilający; b - zraszacz strumieniowy; 7 - tace wylotowe
Jak widać z tabeli, gęstość płaskich materiałów obciążających (12,2–140 kg/m3) jest znacznie mniejsza niż tradycyjnego żwiru lub tłucznia (1350–1500 kg/m3), co pozwala uprościć i odciążyć fundament i obudów biofiltrów. Porowatość ładunków płaskich (87-99%) jest ponad dwukrotnie większa niż ładunków objętościowych (40-50%), co eliminuje wymuszona wentylacja i zaoszczędzić znaczną ilość energii elektrycznej. Powierzchnia właściwa płaskich materiałów załadunkowych wynosi 80-450 m/m, wobec 50-80 m/m3 dla materiałów sypkich. Jednak nawet przy tej samej powierzchni właściwej powierzchnia czynna płaskich materiałów paszowych jest znacznie większa ze względu na brak martwych stref powstających, gdy frakcje materiału paszowego luzem stykają się.
Ustalono, że na wydajność biofiltra duży wpływ ma konfiguracja materiału zasilającego. Przy załadunku materiałów, gdzie ciecz porusza się ściśle pionowo po gładkiej powierzchni, reżim hydrauliczny jest laminarny (wypornik idealny), a przy załadunku materiałów o złożonym kształcie powierzchni, gdzie przepływ jest odchylany pionowo (Flokor, Plasdek itp.), tryb ruchu cieczy jest turbulentny. Według zagranicznych naukowców wydajność złożonych materiałów ładujących w porównaniu z gładkimi (o tej samej powierzchni właściwej iw tych samych warunkach pracy) jest o 67% wyższa.
Biofiltry mają stuletnią historię ich stosowania jako utleniaczy biologicznych. Jednak od końca lat 50. liczba budowanych w naszym kraju stacji biofiltracji, z przyczyn subiektywnych i obiektywnych, zaczęła spadać. Wśród tych przyczyn można wyróżnić: budownictwo nieprzemysłowe; brak materiału buta; niska przepustowość; zmiana składu ścieków wpływających do oczyszczania; zawodność pracy przy przeciążeniach (zwłaszcza przy zanieczyszczeniach organicznych) i szereg innych. Z ogólnej liczby projektowanych i budowanych utleniaczy biologicznych biofiltry stanowią nie więcej niż 10%.
Jednak w przypadku tanich materiałów lokalnych i niedoboru energii elektrycznej, a także w trudnych warunkach glebowych i obszarach sejsmicznych preferowane są biofiltry. Na przykład w Kirgistanie na 31 działających oczyszczalni biologicznych 28 jest wyposażonych w biofiltry. Należy zauważyć, że w wielu gałęziach przemysłu (hydroliza drożdży, żywność itp.), gdzie ścieki mają znaczną zdolność pienienia, wskazane jest stosowanie biofiltrów.
Obecnie setki wybudowanych stacji biofiltracji pracuje w trybie przekraczającym ich możliwości projektowe, zarówno pod względem przepływu ścieków, jak i ładunków zanieczyszczeń organicznych. Problem modernizacji takich stacji biofiltracji stał się bardzo palący, co stało się bodźcem do opracowania nowych wysokowydajnych materiałów paszowych. Konsekwencją tego było pojawienie się nowych biofiltrów z załadunkiem płaskim. Posiadają wysoką zabudowę przemysłową, w tym prefabrykację bloków załadunkowych materiału lub kompleksu konstrukcji o małej przepustowości. Charakteryzują się dużą przepustowością, zarówno pod względem zużycia ścieków, jak i redukcji zanieczyszczeń organicznych, przekraczając odpowiednie wskaźniki biofiltrów o obciążeniu objętościowym 3-8 razy.
