Биологический процесс. При орошении фиксированных сред бытовыми сточными водами на поверхности сред образуется биологическая пленка (биопленка). Пленка состоит главным образом из бактерий, простейших и грибов, питающихся содержащимися в сточных водах органическими веществами. В них могут присутствовать также иловые черви, личинки мух, ротиферы и другие микроорганизмы. Во время теплой погоды солнечный свет способствует росту водорослей на поверхности загрузки фильтра. Схема, приведенная на рис. 11.12, иллюстрирует протекание биологического процесса. По мере того как сточная вода проходит по поверхности биопленки, из воды извлекаются органические вещества и растворенный кислород и выделяются конечные продукты метаболизма, такие, как углекислый газ. Количество растворенного кислорода в жидкости пополняется за счет абсорбции из воздуха, находящегося в полостях загрузки фильтра. Биологический слой, хотя и очень тонкий. является анаэробным в своей внутренней части. Поэтому, несмотря на то, что биологическое фильтрование называют аэробным процессом, оно по существу представляет собой факультативный процесс, объединяющий деятельность как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов.[ ...]
Микроорганизмы в верхних слоях загрузки растут быстро, питаясь поступающей в избытке пищей. По мере того как сточная вода стекает вниз, содержание органических веществ уменьшается до такой степени, что микроорганизмы в нижней зоне находятся в состоянии голодания. Таким образом, основное снижение БПК происходит в пределах 1 м в верхней части фильтра, общая высота которого составляет 1,8 м. Избыток биомассы, вымываемый из нагрузки фильтра, извлекается из воды во вторичном отстойнике. Продувка загрузки необходима, чтобы сохранить поры для прохождения сточной воды и воздуха. Перегрузка фильтра с щебеночной загрузкой по органическим загрязнениям в сочетании с недостаточной гидравлической нагрузкой может привести к засорению пор в биопленке, в результате чего происходит скопление сточной воды в материале загрузки. Последнее уменьшает эффективность очистки и вызывает появление неприятного запаха.[ ...]
Биофильтры с щебеночной загрузкой. На рис. 11.13 представлен капельный биофильтр (в изометрии с разрезом). Основные его компоненты— вращающееся распределительное устройство, дренажная система и материал загрузки. Поступающая сточная вода подается вверх по вертикальному трубопроводу к вращающемуся в горизонтальной плоскости распределителю, который обеспечивает равномерное распределение сточной воды по поверхности фильтра. Несущая ферма распределительного устройства приводится в движение в результате реактивного действия струй сточной воды, вытекающей из сопел распределителя.[ ...]
Дренажная система фильтра отводит очищенную воду и обеспечивает циркуляцию воздуха. Вентиляционные стояки и водоотводной канал рассчитаны на свободное прохождение воздуха. В некоторых конструкциях вода из дренажного блока попадает в канал, расположенный между двойными наружными стенками, что улучшает аэрацию и обеспечивает возможность промывки дренажей.[ ...]
Наиболее распространенные загрузочные материалы существующих фильтров — щебень, шлак или мелкие валуны, отличающиеся долговечностью, водоустойчивостью и достаточной прочностью. Диаметр отдельных гранул таких загрузочных материалов должен составлять 100 мм. Хотя более мелкие гранулы обеспечивают большую площадь поверхности для биомассы, полости между ними могут засоряться и затруднять прохождение жидкости и воздуха. Высота загрузки колеблется от 1,5 до 2,1 м; большая высота не приводит к повышению эффективности снижения ВПК сточной воды. В системе очистки городских сточных вод фильтрам с щебеночной или каменной загрузкой всегда предшествуют первичные отстойники, в которых удаляются более крупные взвешенные примеси.[ ...]
На рис. 11.14 показано общее расположение очистных сооружений, включающих в себя высоконагружаемый одноступенчатый биофильтр. Очистные сооружения установлены в следующем порядке: песколовка с бункерным днищем и отдельным устройством для промывки песка; первичный отстойник; биофильтр; вторичный отстойник с линией рециркуляции и с самотечным режимом транспортирования осадка в мокрую камеру; установка для обработки осадка путем анаэробного сбраживания; устройства для удаления сброженного осадка либо на иловые площадки, либо на расположенные поблизости сельскохозяйственные угодья (с помощью соответствующих цистерн). В мокрую камеру, куда подается исходная сточная вода, поступают также следующие стоки: вода, использовавшаяся для отмывки песка из песколовок, дренажные воды с иловых площадок, верхний слой из метантенков и отработанная биопленка из вторичных отстойников. Осадок, скапливающийся на дне первичных отстойников, перекачивается в метантенки (резервуары с плавающими перекрытиями).[ ...]
В существующих высоконагружаемых фильтровальных установках используются различные схемы рециркуляции. Наиболее распространены при современном проектировании самотечный перепуск потока годна вторичного отстойника в мокрую камеру в периоды низкого расхода сточных вод (рис. 11.15) и прямая рециркуляция путем перекачивания фильтрата назад на вход к биофильтру, как показано пунктирными линиями на рис. 11.15,а. Рециркуляция потока со дна вторичного отстойника ограничена рециркуляционным отношением 0,5. Эта величина обеспечивает удаление всех осевших примесей из вторичного отстойника для осаждения их в первичном отстойнике и поддержание достаточного расхода для вращения распределительного механизма. Кроме того, при ограничении величины рециркуляционного расхода максимальная гидравлическая нагрузка на первичный отстойник не возрастает. Преимущество прямой рециркуляции заключается в том, что она не влияет ни на первичные, ни на вторичные отстойники: недостаток же ес в том, что для ее обеспечения требуется отдельная насосная станция.[ ...]
Двухступенчатые биофильтры состоят из двух расположенных последовательно блоков биофильтр-отстойник (рис. 11.16), иногда промежуточный отстойник не применяется. Такие системы необходимы для достижения значения ВПК фильтрата 30 мг/л при очистке сточных вод, загрязненность которых выше, чем средних бытовых сточных вод. Для удобства эксплуатации оба фильтра обычно имеют одинаковые размеры. В проекте, как правило, имеется несколько вариантов рециркуляции. Например, на рис. 11.16 один вариант включается возврат (перепуск) части расхода со дна промежуточного и вторичного отстойников и удаление таким образом осадков в мокрую камеру; одновременно возможна и прямая рециркуляция в пределах каждой ступени фильтрования. При прямой рециркуляции перекачивание может производиться как со дна отстойника, так и непосредственно из выпускного колодца фильтра.[ ...]
Биологические башни. В последние годы в биофильтрах стали применять синтетические загрузочные материалы. Главным их преимуществом по сравнению с щебнем и другими материалами является большая удельная поверхность (м2/м3) и соответственно больший объем свободного пространства, что позволяет биомассе расти, не препятствуя прохождению воздуха, доставляющего кислород для биологического роста. Другие преимущества — однородность загрузки, способствующая лучшему распределению жидкости, малая плотность, позволяющая увеличивать высоту загрузки, химическая стойкость и способность обрабатывать сильно загрязненные и неосветленные сточные воды. Несколько фирм, выпускают пластиковые материалы для загрузки фильтров под фирменными названиями, например «Флокор» (рис. 11.21, вверху). Загрузка другого типа — «Дель-пак-био-медиа» (рис. 11.21, внизу)—состоит из дощечек из красного дерева с удельной поверхностью 46 м2/ма. Рифленая поверхность пластиковой загрузки и шероховатая поверхность дерева способствуют прочному закреплению биопленки.[ ...]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлению
![Гипотетическое соотношение между иловым индексам и необходимым процентам рециркуляции [см. формулы (11.13) и (11.15)]](/static/pngsmall/298285536.png)
