Очистка сточных вод. Биологические фильтры

Биологические фильтры являются сооружениями, в которых процесс биологической очистки сточных вод протекает в искусственно созданных условиях. Конструируют биофильтры двух типов: периодического (контактного) и непрерывного действия. Вследствие малой мощности и высокой стоимости контактные биофильтры сегодня не применяют. Биофильтры непрерывного действия по мощности подразделяют на капельные и высокона-гружаемые. По способу аэрации, биофильтры устраивают с естественной и искусственной (аэрофильтры) аэрацией.

Капельные биофильтры - биофильтры, действующие непрерывно. В зарубежной практике их еще называют оросительными, или перколяторными. Капельные биофильтры рекомендуют проектировать пропускной способностью не более 1000 м3/сут. Они предназначены для полной биологической очистки сточной воды (до БПК2о 15 мг 02/л). Высоконагружаемые биофильтры - биофильтры с искусственной аэрацией. В отечественной практике их используют с 1929 г. под названием аэрофильтров. В США такие биофильтры под названием высоконагружаемых появились в 1936 г.

Капельный биофильтр имеет вид водонепроницаемого резервуара круглой, прямоугольной или квадратной в плане формы, изготовленного из железобетона. Над цельным водонепроницаемым дном устраивают дренаж, на который насыпают фильтрующий материал (гравий, щебень и т. п.). Над этим слоем размещают распределительные устройства. Поверхность капельного биофильтра орошается сверху равномерно через небольшие промежутки времени. При этом сточная вода на поверхность фильтрующего материала попадает в виде капель, струи (капельные или оросительные) или тонкого слоя воды (перколяторные).

В отечественной практике в капельные биофильтры вода поступает естественным путем - сверху через открытую поверхность биофильтра и снизу через дренаж. Капельные биофильтры рассчитаны на низкие гидравлические нагрузки (не более 0,5-1 м3 сточной воды на 1 м3 фильтрующего материала), а также меньший по сравнению с высоконагружаемыми биофильтрами размер фракций загрузки (20-40 мм).

Биофильтр работает следующим образом. Осветленная в первичных отстойниках сточная вода самотеком (или под давлением) поступает в распределительные устройства, которые периодически напускают воду на поверхность фильтрующей загрузки биофильтра. Проходя через фильтрующую загрузку биофильтра, загрязненная вода вследствие адсорбции освобождается от взвешенных и коллоидных органических веществ, которые не задержались в первичных отстойниках. На поверхности фильтрующего материала вследствие адсорбции образуется пленка, интенсивно заселенная микроорганизмами. Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества и получают необхо- димую для жизнедеятельности энергию. Часть растворенных органических веществ микроорганизмы используют в качестве пластического материала для увеличения своей массы. Следовательно, со сточной воды, которая фильтруется через загрузку биофильтра, удаляются органические вещества, а в теле биофильтра увеличивается масса активной биологической пленки. Отработанная и отмершая биологическая пленка смывается сточной водой и выносится за пределы биофильтра.

Сточная вода, профильтрованная сквозь толщу фильтрующей загрузки биофильтра, проходит через отверстия (дренажи) в дырчатом дне, собирается на цельном водонепроницаемом днище, а оттуда стекает по отводным лоткам, расположенным за пределами биофильтра, и подается во вторичные отстойники. Там задерживается биологическая пленка, которая выносится из биофильтра вместе с биологически очищенной сточной водой. Эффект очистки биофильтров такого типа может достигать по БПК20 90% и более.

Поля фильтрации предназначены исключительно для полной биологической очистки сточных вод. Это земельные участки, на которых происходит распределение и фильтрация через почву сточных вод. Их надлежит устраивать на песках, супесках и легких суглинках. Продолжительность отстаивания сточных вод перед подачей на поля фильтрации должна составлять не менее 30 мин.

Земельные участки под поля фильтрации должны быть со спокойным или слабо выраженным рельефом с наклоном до 0,02. Их надлежит размещать по течению грунтовых вод ниже водозаборных сооружений из межпластовых водоносных горизонтов на расстоянии, которое должно соответствовать радиусу зоны депрессии вокруг артезианской скважины, но не менее 200 м для легких суглинков, 300 м - для супесков и 500 м - для песков.

Пр» размещении полей фильтрации выше течения грунтовых вод, их расстояние до водозаборных сооружений из межпластовых водоносных горизонтов надлежит определять с учетом гидрогеологических условий и требований санитарно-эпидемиологической службы. Не разрешается устраивать поля фильтрации на территориях, граничащих с местами выклинивания водоносных горизонтов, а также при наличии трещиноватых пород и карст, не перекрытых водоупорным слоем.