CC BY
40ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2015. № 7(46)
УДК 574.635
И.С. Гумиров, В.В.Голубев БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД МЕТОДОМ БИОФИЛЬТРАЦИИ
В данной работе рассматривается биологическая очистка сточных вод методом биофильтрации.
Ключевые слова: сточные воды, биологическая очистка, биофильтрация, биофильтры.
Биологический фильтр-сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической плёнкой, образованной колониями микроорганизмов.
Биофильтр состоит из следующих частей:
-фильтрующей загрузки, помещенной в резервуар круглой или прямоугольной формы в плане;
-водораспределительного устройства, обеспечивающего равномерное орошение сточной водой поверхности загрузки биофильтра;
-дренажного устройства для удаления очищенной сточной воды;
-вентиляционного устройства, с помощью которого поступает необходимый для окислительного процесса воздух. [1]
Биофильтр представляет собой экологическую систему, ограниченную в пространстве. Экосистема биофильтра состоит из двух живой (биоценоз биоплёнки) и неживой (конструктивная часть биофильтра, компоненты движущихся й и газовой фаз). Биологическая плёнка, как живая среда экосистемы биофильтра, обеспечивается питанием и энергией посредством изъятия и переработки загрязнений сточной воды.
Биофильтры могут работать на полную и неполную биологическую очистку и классифицируются по различным признакам, основными из которых являются конструктивные особенности и вид загрузочного материала.
По виду загрузочного материала биофильтры делятся на: биофильтры с объемной загрузкой (гравий, шлак, керамзит, щебень и др.) и биофильтры с плоскостной загрузкой (пластмассы, асбестоцемент, керамика, металл, ткани и др.).
Биофильтры с объемной загрузкой подразделяются на следующие виды:
•капельные, имеющие крупность фракций загрузочного материала 20-30 мм и высоту слоя загрузки 1-2 м;
•высоконагружаемые, имеющие крупность загрузочного материала 40-60 мм и высоту слоя загрузки 2-4м;
•биофильтры большой высоты (башенные), имеющие крупность загрузочного материала 60-80 мм и высоту слоя загрузки 8-16 м.
Объемный загрузочный материал имеет плотность 500-1500 кг/м3 и пористость 40-50%.
Биофильтры с плоскостной загрузкой подразделяются на следующие виды:
•с жесткой засыпной загрузкой. В качестве загрузки могут использоваться керамические, пластмассовые и металлические засыпные элементы. В зависимости от материала загрузки плотность ее составляет 100-600 кг/м3, пористость 70-90%, высота слоя загрузки 1-6 м;
•с жесткой блочной загрузкой. Блочные загрузки могут выполняться из различных видов пластмассы (гофрированные и плоские листы или пространственные элементы), а также из асбестоцементных листов. Плотность пластмассовой загрузки 40-100 кг/м3 пористость 90-97%, высота слоя загрузки 2-16 м;
•с мягкой или рулонной загрузкой, выполненной из металлических сеток, пластмассовых пленок, синтетических тканей (нейлон, капрон), которые крепятся на каркасах или укладываются в виде рулонов. Плотность такой загрузки 5-60 кг/м3, пористость 94-99% высота слоя загрузки 3-8 м. [2]
Биофильтры с объёмной загрузкой (капельные биофильтры). В капельном биофильтре сточная вода подается в виде капель или струй. Естественная вентиляция воздуха осуществляется через открытую поверхность биофильтра и дренаж. Такие биофильтры имеют низкую нагрузку по роде обычно 0,5-2 м3 на 1 м3 объема загрузочного материала в сутки. Капельные биофильтры впервые появились в Салфорде (Великобритания) в 1893 г., их рекомендуется применять при расходе сточных вод не более 1000 м3 /сут. Они предназначаются для полной биологической очистки сточных вод.
Биофильтры с плоскостной загрузкой.
© Гумиров И.С., Голубев В.В., 2015.
Вестник магистратуры. 2015. № 7(46).
ISSN 2223-4047
Плотность плоскостных загрузочных материалов (12,2-140 кг/м3) значительно меньше, чем традиционных из гравия или щебня (1350-1500 кг/м3), что позволяет упростить и облегчить фундамент и ограждающие конструкции биофильтров. Пористость плоскостных загрузочных материалов (87-99%) более чем вдвое выше, чем у объемных нагрузок (40-50%), что позволяет отказаться от принудительной вентиляции и сэкономить значительное количество электроэнергии. Удельная поверхность плоскостных загрузочных материалов 80-450 м2/м3, против 50-10 м2/м3 у объемных. Однако даже при одинаковой удельной поверхности активная поверхность плоскостных загрузочных материалов значительно больше за счет отсутствия мертвых зон, образующихся при соприкосновении фракций засыпного загрузочного материала. [3]
По технологической схеме работы биофильтры могут быть одно- и двухступенчатыми, при этом режим работы назначается как с рециркуляцией, так и без нее.
ВО)
о
Рис. 1. Одноступенчатая
0
Рис. 2. Двухступенчатая
Для очистки сточных вод с высокой концентрацией органических загрязнений по БПК, содержащих трудноокисляемые загрязнения, следует применять двухступенчатые технологические схемы. [4]
Библиографический список
// mediana-eco.ru/information/stoki_biological/ 2^йр: // mediana-eco.ru/information/methods/
// ru.wikipedia.org/wikiЮчистка_сточных_вод // www.agk-eco.ru/
ГУМИРОВ Ильнар Сагирович - магистрант института электроэнергетики и электроники кафедры инженерной экологии и рационального природопользования, Казанский государственный энергетический университет.
ГОЛУБЕВ Виталий Викторович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Инженерная экология и рациональное природопользование», Казанский государственный энергетический университет.
