Вопрос № 29. Виды, назначение, конструктивные особенности и принцип работы биологических фильтров.

Биологические фильтры относятся к сооружениям биологической очистки сточных вод в искусственно созданных условиях.

По производительности биофильтры подразделя­ют на капельные и высоконагружаемые.

По способу подачи воздуха различают биофильт­ры с естественной и искусственной вентиляцией. Для капельных биофильтров используют естественную вентиляцию, для высоконагружаемых – как естественную, так и искусственную вентиляцию-В последнем случае биофильтры называют аэрофильтрами.

Капельные биофильтры. Капельные биофильтры состоят из сле­дующих основных элементов: водонепроницаемого основания, дре­нажа, стенок (воздухонепроницаемых или воздухопроницаемых), фильтрующей загрузки и распределительного устройства, В плане капельные биофильтры могут иметь прямоугольную или круглую форму.

Сущность процессов, протекающих в биофильтре, такова. На по­верхности зерен загрузки фильтра сорбируются: нерастворенные и коллоидные загрязнения, образуя биологическую плёнку, заселен­ную микроорганизмами. Попадая на эту пленку, растворенные за­грязнения сточных вод окисляются микроорганизмами. Отмершая пленка смывается сточной жидкостью и выносится из тела био­фильтра.

Осветленная в первичных отстойниках сточная жидкость пери­одически через специальное устройство равномерно распределяется по площади биофильтра. Пройдя через слой загрузки и дренаж, жидкость собирается системой лотков и отводится по ним во вторичный отстойник. Назначение вторичного отстойника состоит в задержании отмершей биологической пленки, выносимой из био­фильтра.

Капельные биофильтры применяют при расходе сточных вод не более 1000 м³/сут. Рабочая высота биофильтра равна 1,5 – 2 м.

Высоконагружаемые биофильтры. Эти фильтры отличаются от капельных особенностями конструктивного и эксплуатационного характера. К особенностям конструктивного характера относятся увеличение крупности зерен загрузки, изменение конструкции дни­ща и дренажа, увеличение высоты загрузки. Особенности эксплуа­тационного характера состоят в уменьшении перерывов в подаче жидкости и повышении гидравлической нагрузки на 1 м² площа­ди фильтра, что способствует вымыванию отмершей биологической пленки, в разбавлении в необходимых случаях поступающего стока очищенными сточными водами, т. е. в применении рециркуляции для снижения БПК.

По принципу действия различают высоконагружае­мые биофильтры, работающие на полную и неполную очистку.

По режиму работы высоконагружаемые биофильтры делят на работающие с рециркуляцией и без рециркуляции. Снижая БПК поступающих на биофильтры сточных вод, рециркуляция обес­печивает устойчивую работу фильтров.

По способу очистки высоконагружаемые биофильтры могут быть одноступенчатыми и двухступенчатыми. В первой сту­пени проводится частичная очистка воды, а во второй – полная.

По способу подачи воздуха различают высоко­нагружаемые биофильтры с естественной и искусственной вентиля­цией.

По высоте высоконагружаемые фильтры делят на низкие (до 2 м) и высокие (2 м и выше).

По виду загрузки высоконагружаемые фильтры могут быть с объемной загрузкой (гравий, щебень, керамзит и пр.) и с плоскостной загрузкой (кольца или обрезки из керамических или пластмассовых засыпных элементов, жесткая загрузка в виде ре­шеток или блоков из плоских или гофрированных листов и пр.).

Конструктивные особенности биофильтров. В качестве загру­зочного материала для фильтров используют щебень и гальку проч­ных пород, а также керамзит и пластмассы. Крупность загрузочного материала для высоконагружаемых фильтров принимается равной 40 – 60 мм по всей высоте загрузки. Крупность материала нижнего поддерживающего слоя высотой 0,2 м составляет 60 – 100 мм. Круп­ность загрузочного материала для капельных биофильтров прини­мается равной 30 – 50 мм с постепенным увеличением по глубине.

Распределение сточной жидкости по поверхности биофильтров осуществляется неподвижными разбрызгивателями или подвижными реактивными оросителями. Наибольшее распространение из непо­движных разбрызгивателей получили спринклерные установки. Спринклерная установка состоит из дозирующего бака, распреде­лительных труб и спринклеров. Спринклерные головки-насадки, установленные на вертикальных отростках, соединены с распредели­тельными трубами, уложенными в теле биофильтра.

Для нормальной работы биофильтра необходима подача воздуха в достаточном количестве. В капельных биофильтрах обычно ис­пользуется естественная вентиляция, создаваемая разностью тем­ператур наружного воздуха и тела биофильтра. В высоконагружае­мых биофильтрах воздух подается вентиляторами в пространство между дренажем и днищем.

В последние годы в отечественной и зарубежной практике нахо­дят распространение биофильтры с пластмассовой загрузкой. Они имеют высокую производительность и обеспечивают хорошую очист­ку. Высоту таких биофильтров принимают равной 3 – 4 м. В качестве загрузочного материала возможно применение блоков из поливинилхлорида, полистирола и других жестких пластмасс.