I. Опыт применения биофильтров

В биологическом фильтре (биофильтре) сточная жидкость обтекает поверхность загрузочного материала, покрытого биологической пленкой (биопленкой), которая образуется колониями аэробных микроорганизмов. Это сооружение состоит из корпуса, загрузки, а также из водораспределительного, дренажного и воздухораспределительного устройств. Проходя через загрузочный материал, загрязненная вода оставляет на нем нерастворенные примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и растворенные органические вещества. Последние сорбируются биопленкой, покрывающей поверхность загрузочного материала. Микроорганизмы, образующие биопленку, окисляют органические вещества, используя их как источник питания и энергии. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества и в то же время увеличивается масса активной биопленки в теле биофильтра. Омертвевшая и отработавшая биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из тела биофильтра.

Принципы классификации существующих видов биофильтров могут быть различными: по степени очистки, по способу подачи воздуха, по режиму работы (наличие или отсутствие рециркуляции), по технологической схеме (одно-, двух- или трехступенчатые) и т. д.

По конструктивным особенностям загрузочного материала все существующие биофильтры можно разделить на два вида: 1) с объемной загрузкой; 2) с плоскостной загрузкой.

В свою очередь биофильтры с объемной загрузкой можно разделить на следующие группы:

а) капельные, имеющие крупность фракций загрузочного материала 20-30 мм и высоту слоя загрузки 1-2 м;

б) высоконагружаемые, имеющие крупность фракций загрузочного материала 40-60 мм и высоту слоя загрузки 2-4 м;

в) башенные (большой высоты), имеющие крупность фракций загрузочного материала 60-80 мм и высоту слоя загрузки 8-16 м.

Капельные биофильтры можно рекомендовать при расходах сточных вод до 1000 м³/сут, высоконагружаемые и башенные - при расходах до 30-60 тыс. м³/сут; при обосновании применение высоконагружаемых биофильтров допускается на станциях большей пропускной способности.

В качестве загрузочного материала в биофильтрах с объемной загрузкой используют щебень, гравий, шлак, керамзит и другие материалы плотностью 500-1500 кг/м³ и пористостью 40-50%.

Биофильтры с плоскостной загрузкой можно разделить на группы по типу загрузки:

а) жесткая засыпная в виде колец, обрезков труб и других элементов - могут быть использованы керамические, пластмассовые и металлические засыпные элементы плотностью 100- 600 кг/м³ и пористостью 70-90% при высоте слоя 1-6 м;

б) жесткая блочная в виде решеток или блоков, собранных из чередующихся плоских и гофрированных листов - могут быть использованы различные виды пластмасс (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полистирол и др.) плотностью 40- 100 кг/м³ и пористостью 90-97% при высоте слоя 2-16 м, а также асбестоцементные листы плотностью 200-250 кг/м³ и пористостью 80-90% при высоте слоя 2-6 м;

в) мягкая из металлических сеток, пластмассовых пленок или синтетических тканей (нейлон, капрон), которые крепят на специальных каркасах или укладывают в виде рулонов - такая загрузка имеет плотность 5-60 кг/м³ и пористость 94-99% при высоте слоя до 3-8 м.

К биофильтрам с плоскостной загрузкой следует отнести и погружные биофильтры, представляющие собой, как правило, резервуары с днищем вогнутой формы, заполненные сточной водой. Вдоль резервуара, несколько выше уровня обрабатываемой сточной жидкости, установлен вал, на котором насажены пластмассовые, асбестоцементные или металлические диски диаметром 0,6-3 м. Расстояние между дисками составляет 10-20 мм, частота вращения вала с дисками 1-40 мин^-1.

Биофильтры с жесткой засыпной и мягкой загрузкой рекомендуется применять при расходах сточных вод до 10 тыс. м³/сут, а с жесткой блочной загрузкой - до 50 тыс. м³/сут. Погружные биофильтры с успехом применяются при малых расходах сточных вод до 500 м³/сут.