Сравнительная оценка показывает, что биофильтры с плоско­стной загрузкой обладают большей производительностью и эффективностью, чем биофильтры с объемной загрузкой. Если окислительная мощность капельного биофильтра составляет 0,15 – 0,25 кг/(м3 сут), а высоконагружаемых – 0,6 – 0,7 кг/(м3 сут), то окислительная мощность фильтра с плоскостной загрузкой мо­жет быть доведена до 1,9 кг/(м3 сут). Наибольший экономический эффект наблюдается при применении биофильтров с плоскостной загрузкой для неполной биологической очистки сточных вод. Так, по данным американских исследователей, при очистке сточных вод фаб­рик по замораживанию продуктов, а также сточных вод целлюлозно-бумаж­ного завода в диапазоне нагрузок по БПК от 3 до

14 кг/м3сут, снижение БПК в среднем составляло 53%, то есть окислитель­ная мощность по снятой БПК достигала 7 кг/(м3 сут). Анало­гичные данные получены С.В. Яковлевым при обработке мно­гочисленных исследований по биофильтрам. Согласно литера­турным данным при не­полной биологической очистке сточных вод (50 – 80%) окислительная мощ­ность может достигать 3 – 16 кг БПК5 / (м3 сут). Таким образом, можно сказать, что максимальная окислительная мощность заг­рузки достигается при получении эффекта очистки по БПК5 50 – 70%. Получение эффекта очистки сточных вод более 70% связано со зна­чительным увеличением размеров биофильтра и повышением энергетических затрат.

Биофильтры с плоскостной загрузкой разделяют на группы по типу загрузки:

- жесткая засыпная в виде колец, обрезков труб и других элементов – могут быть использованы керамические, пластмассовые и металлические за- сыпные элементы плотностью 100–500 кг/м 3 и пористостью 70–90 % при высоте слоя 1–6 м;

- 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/м 3 и пористостью 90–97 при высоте слоя 2–16м, а также асбестоцементные листы плотностью 80–90 % при высоте слоя 2–6 м;

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

Особенностью высоконагружаемых биофильтров является более высокая, чем в капельных, окислительная мощность, что обусловлено незаиляемостью таких фильтров и лучшим обменом воздуха. Достигается это благодаря применению более крупного загрузочного материала и повышением гидравлической нагрузки. Биофильтры проектируются круглыми или прямоугольными со сплошными стенками и двойным дном: верхним – в виде колосниковой решетки и нижним – сплошным. Воздух в междонное пространство нагнетается вентилятором. На отводных трубопроводах предусмотрены гидравлические затворы глубиной 200 мм. Вся поверхность биофильтра орошается с возможно малыми перерыва- ми, но со значительной скоростью, при которой смываются и выносятся верхние слои биопленки, поэтому выходящая из сооружения вода непрозрачна и требует отстаивания во вторичных отстойниках. Высоконагружаемые биофильтры могут обеспечить любую заданную степень очистки сточных вод, поэтому применяются как для частичной, так и для полной их очистки.

Закономерности процесса биофильтрации

Большое влияние на процесс биофильтрации, а именно на количество биопленки в теле фильтра, оказывает состав вод. Развитие пленки пропорционально нагрузке сточных вод на сооружение. Исследования, проведенные на опытных биофильтрах, показали следующее:

• при соответствующих данному стоку нагрузке и вентиляции окисление его осуществляется во всем объеме биофильтра;

• максимальное окисление происходит в нижней половине фильтра (от 70–90 %);

• при перегрузке фильтра сток окисляется более равномерно.

Интенсификация работы биофильтров

Практика показывает, что причиной неудовлетворительной работы биофильтров может быть:

• перегрузка по расходу сточных вод, и особенно концентрации органических загрязнителей и взвешенных веществ;

• выключение биофильтра из работы на длительный срок (более суток);

• значительные колебания расхода в течение суток;

• недостаточное количество подаваемого воздуха в тело биофильтра;

• дефицит биогенных элементов в сточных водах;

• малая гидравлическая нагрузка, приводящая к значительному выносу биопленки;

• наличие в сточных водах токсичных компонентов, жиров, масел и т. д. в концентрациях, превышающих допустимые;

• засорение спринклерных головок;

• обмерзание реактивных оросителей, приводящее к неравномерному распределению сточных вод по поверхности биофильтра. Пути интенсификации процесса биофильтрации предполагают ряд операций.

• Рециркуляция очищенных стоков – повторная подача на биофильтр части очищенных сточных вод вместе с неочищенными стоками – увеличивает производительность и повышает эффективность биологической очистки. Возвращаемая вода несет с собой кислород, нитраты, аэробные микроорга- низмы и ферменты. Рециркуляция обязательна, когда БПК больше 220 мг/л на капельных биофильтрах;

300 мг/л – на высоконагружаемых биофильтрах; 250 мг/л – на биофильтрах с пластмассовой загрузкой.

• Искусственная вентиляция загрузки биофильтра. (Прекращение поступления кислорода в загрузку вызывает гниение биопленки и выход биофильтра из строя. Такой опасности в наибольшей степени подвержены капельные биофильтры).

• Применение новых видов загрузочных материалов. При прочих равных условиях количество биопленки, а следовательно и эффективность очистки будет возрастать пропорционально увеличению удельной поверхности загрузочного материала. Засыпные загрузки большинства биофильтров при крупности фракций 25–65 мм имеют удельную поверхность 50–125 м2 /м3 . Использование плоскостных пластмассовых загрузок до 250 м2 /м3 и пористостью больше 90 % и загрузка из асбестоцементных листов или пеностекла применяется для интенсификации процесса.

• Использование комбинированных технологических схем очистки. Это двухступенчатая очистка, включение в технологическую схему высоконагружаемого аэротенка - смесителя, расположенного перед биофильтром. Задачей такого аэротенка является снижение концентраций органических примесей в воде, поступающей на биофильтр.

Список литературы

1 http/mediana-eco.ru/information/stoki_biological/analis

2 Ротарь О.В.,Максименко Г.В., Искрижицкий А.А. Основы микробиологии и биотехнологии. Учеб. пособие. Ч. 2. – Томск: ТПУ, 2004. – 150 с.