Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Индикаторы ЕЭС России

Частота в ЕЭС России
Генерация и потребление (час)
План генерации и потребления
Генерация и потребление (сут)
Температура в ЕЭС России

Биологические фильтры

В биологическом фильтре (называемом также капельным или перколяционным) обрабатываемый сток после первичного отстаивания процеживается через толщу материала большой удельной поверхности, заселенной микроорганизмами-чис-тилыциками, которые образуют на нем войлокообразный слой, или биопленку большей или меньшей толщины. Применяют два типа биологических фильтров, различающихся видом материала загрузки:

— обычные биологические, в которых в качестве материала загрузки используют щебень, обожженный шлак или дробленый кремнесодержащий гравий;

— биологические с пластмассовой загрузкой.

Независимо от материала загрузки все типы фильтров работают по единому принципу.

Фильтры аэрируются в большинстве случаев вследствие естественной тяги и реже путем принудительной вентиляции. Цель аэрации — обеспечить весь объем фильтра требуемым количеством кислорода для поддержания микрофлоры в состоянии аэробиоза.

Загрязнения из стока и кислород из воздуха проникают через биопленку и ассимилируются микроорганизмами, а в противоположном направлении выделяются продукты обмена в воду и диоксид углерода в газовую фазу. В соответствии с толщиной пленки под аэробным слоем может развиваться анаэробный слой.

Биопленка, или слизь состоит из гетеротрофных бактерий, которые обычно сосредоточиваются вблизи поверхности фильтра, и автотрофных (нитрифицирующих) бактерий у его дна. Грибы (Fusarium, Oospora, Geotricium) часто обнаруживают в верхних слоях, а зеленые водоросли — на поверхности.

Обычно в изобилии встречаются хищные представители фауны, такие, как протозоа, и наиболее развитые виды — черви, личинки насекомых, пауки и слизни.

Биофильтры с обычной загрузкой

В таких биофильтрах при высоте слоя загрузки 2 м эффективность очистки относительно низкая (66%), если нагрузка по БПК (выраженная в кг БПК на 1 м3 объема загрузки в сутки) высокая. В этом случае эффективность может быть увеличена путем рециркуляции потока с биофильтра обратно на биофильтр, благодаря чему обеспечивается разбавление исходной воды.

В зависимости от нагрузки по БПК различают низко- и высокоскоростные фильтры.

Для высокоскоростных фильтров обычно требуется рециркуляция, в результате которой гидравлическая нагрузка обеспечивает однородность бактериальной флоры на различных уровнях. Происходит самоочищение материала загрузки, вследствие чего остается лишь тонкая активная пленка, которая обеспечивает быстрое протекание процесса и облегчает последующую задачу разрушения образующегося клеточного материала. Процессы минерализации (стабилизации) проводятся на очистных сооружениях на другой стадии, такой как анаэробное сбраживание, которая непременно включает использование конечного осветлителя после фильтра для сбора оседающего осадка и передачи его на сооружения обработки осадка.

В высокоскоростных фильтрах активность хищных организмов ограничена.

В низкоскоростных фильтрах отсутствует непрерывная промывка биопленки, что создает условия для ее накапливания. Деятельность хищных организмов играет существенную роль, в совокупности с эндогенной респирацией она ограничивает развитие пленки. В низкоскоростных фильтрах биопленка сильно минерализована и может быть удалена без отстаивания, если допускается периодический выброс ее с очищенной водой. Поскольку риск забивания фильтра велик, низкоскоростные филь-тпы. неэкономичные, несмотря на их высокую эффективность (95%), используются все реже и реже и заменяются высокоскоростными фильтрами с рециркуляцией.

Применение рециркуляции позволяет автоматически промывать биопленку, засевать (бактериями) сток из первичных отстойников и разбавлять воду с высокой БПК. Рециркуляцию можно осуществить несколькими способами.

Наиболее часто в рециркуляционных системах используют следующий метод. Непрерывному возврату подвергается биопленка, поскольку рециркуляционный поток забирается из донной части конечного осветлителя.

В биофильтрах с обычной загрузкой используют щебень, обожженный шлак или дробленый кремнесодержащий гравий.

Следует применять очищенный и нехрупкий материал с постоянным размером гранул (40—80 мм).

Каменистая загрузка имеет свободное пространство, равное 0,5, что означает, что для биопленки допускается объем 0,35 м3/м3 загрузки, а свободное пространство для аэрации ограничено величиной 0,15. Это определяет предел развития биомассы при увеличении нагрузки.

Независимо от вида материала, использованного для загрузки, вода перед фильтром должна подвергаться первичному отстаиванию, чтобы устранить опасность забивания фильтра взвесью сырого стока.

В качестве одного из возможных строительных материалов для биофильтра с обычной загрузкой может применяться фанера влагостойкая. Цену можно узнать перейдя по ссылке.

Биофильтры с пластмассовой загрузкой

Процессы с активным илом уже давно использовались для очистки стоков с высокой БПК в таких производствах, как агротехнические и пищевые. Биофильтры с обычной загрузкой в этих случаях используют мало, если имеется риск чрезмерного разрастания биопленки и забивания фильтра.

Однако биофильтры имеют ряд преимуществ перед средне-и высокоскоростной обработкой с активным илом: они менее чувствительны к внезапному изменению нагрузки; легко эксплуатируются; требуют значительно меньше энергии, поскольку чаще всего воздух поступает в биофильтр естественным путем. С учетом этих преимуществ усилия были направлены к изысканию новых материалов загрузки, которые уменьшили бы опасность заиливания фильтра. В 1960 г. появились биофильтры с пластмассовой, загрузкой.

Фильтры с пластмассовой загрузкой значительно отличаются от обычных. Они менее подвержены заиливанию и могут быть использованы при высоких нагрузках по БПК в пределах 1— 5 кг БПК6 на 1 м3 объема в сутки.

По этим двум причинам биофильтры с пластмассовой загрузкой обычно используют при высоких скоростях. При этих условиях эффективность снижения БПК невелика (30—70% в зависимости от вида обрабатываемого стока и нагрузки по БПК) и может не соответствовать существующим требованиям. В случае необходимости в дополнение к биофильтрам с пластмассовой загрузкой применяют стадию обычной обработки, главным образом, с активным илом.

Эффективность работы биофильтра возрастает с увеличением высоты слоя загрузочного материала. Практически она редко превышает 7 м, так как обусловлена прочностью используемых материалов и их стоимостью. Применение пластмассовой загрузки, имеющей определенную геометрическую форму, обеспечивает создание самоподдерживающего типа фильтра, которому не требуются стенки для выдерживания высоких механических нагрузок.

Фильтры с пластмассовой загрузкой обычно используют при обработке концентрированных стоков, поэтому должна быть предусмотрена рециркуляция, чтобы поддержать минимальную гидравлическую нагрузку, ниже которой нельзя получить требуемого самоочищающего действия.

В зависимости от типа используемого материала эта гидравлическая нагрузка колеблется от 1,5 до 3 м3/(м2*ч). в отличие от фильтров с обычной загрузкой рециркуляция здесь не увеличивает эффективности снижения БПК6.

Сток для рециркуляции может быть взят либо со дна биофильтра, либо после вторичного отстойника. Первый вариант лучше, поскольку в этом случае не нужно увеличивать размеры вторичного отстойника, чтобы обеспечить отстаивание рециркулирующего расхода в дополнение к исходному. Рециркуляция части продуцируемой избыточной пленки на фильтр не влечет потери эффективности и не вызывает заиливания.

Должны быть предусмотрены устройства для непрерывного орошения биофильтра при необходимости с использованием рециркуляции жидкости из конечного осветлителя, если расход обрабатываемого стока недостаточен или временами прекращается вовсе. Это важно, главным образом, например, в выходной или в другое время, когда поступление стока резко уменьшается или когда закрываются некоторые промышленные предприятия.

Промежуточный отстойник перед обработкой с активным илом. Биофильтры с пластмассовой загрузкой часто работают на воде без первичного отстаивания. Так как на этих фильтрах происходит частичная флокуляция растворенных веществ, содержащихся в исходной сточной воде, значительное количество осадка можно задержать в промежуточном отстойнике. Избыток циклически образующейся на фильтре биопленки, способной, к ферментации и неминерализованной, удаляется из этого сооружения и, следовательно, не увеличивает потребности в кислороде в последующей фазе обработки (с активным илом).

Поскольку избыточная пленка с биофильтров оседает чрезвычайно быстро, размеры отстойника определяются из восходящей скорости 1,5—2,5 м/ч.

Материалы для пластмассовой загрузки обладают высокой удельной площадью поверхности (обычно в пределах 90— 300 м2/м3) и высоким показателем свободного пространства (около 95%). Применяются два основных типа загрузки: насыпная (или беспорядочная) и геометрическая. Насыпная загрузка подвержена заиливанию больше, чем геометрическая и используется главным образом для малозагрязненных стоков, не содержащих взвешенных веществ.



Читайте также:

Последние аварии на объектах электроэнергетики РФ

Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика