БИОФИЛЬТР ПОГРУЖНОЙ

Комбинированное сооружение для биологической очистки сточных вод, имеющее признаки биофильтра и аэротенка. Биофильтр погружной состоит из резервуара; пространственной конструкции загрузки с большой площадью поверхности, закрепленной на вращающемся горизонтальном валу, который располагают над поверхностью обрабатываемой в резервуаре сточной воды; лотков для распределения поступающей и сбора обработанной сточной воды; устройства для вращения горизонтального вала. По конструкции загрузки биофильтр погружной подразделяют на дисковые, трубчатые, барабанные. Наибольшее распространение в практике очистки сточных вод получили дисковые и барабанные биофильтры погружные, имеющие ряд преимуществ по сравнению с биофильтрами и аэротенками. Они индустриальны в строительстве, компактны, малоэнергоемки, просты и надежны в эксплуатации, не требуют больших перепадов высот при движении воды, что свойственно всем другим биофильтрам. Кроме того, при наличии перепада, равного 0,5—1 м, горизонтальный вал может вращаться за счет энергии падающего потока сточной воды. Биофильтр погружной выдерживают залповые поступления сточных вод, их целесообразно применять при большом коэффециенте неравномерности поступления сточных вод. Использование биофильтра погружного в технологических схемах очистки позволяет отказаться от рециркуляции сточных вод при прекращении их поступления на очистные сооружения. Наличие резервуара с обрабатываемой сточной водой и вращение пространственной конструкции загрузки исключают возможность пересыхания биопленки биофильтра.
Дисковые биофильтры погружные состоят из дисков диаметром 1—5 м (целесообразно 2—3 м), собираемых в пакеты, по 30—180 шт. и закрепляемых на вращающемся горизонтальном валу на расстоянии 10—25 мм один от другого. Диски выполняют из металла, пластмасс, асбестоцемента, тканей; их толщина 1—10 мм. Частота вращения горизонтального вала с пакетом дисков 1 — 50 в минуту (чаще 2—10 в минуту); степень погружения дисков в обрабатываемую сточную воду 0.3—0.45 диаметра. Сточная вода подается в распределительный лоток, а затем в резервуар биофильтра погружного, где постоянно вращаются пакеты дисков. На поверхности дисков закрепляются и развиваются колонии микроорганизмов, образующие биопленку, близкую по видовому составу биопленке биофильтра с объемной и биофильтра с плоскостной загрузками. При нахождении части поверхности дисков с биопленкой в жидкой фале осуществляется процесс сорбции на ней нерастворенных, коллоидных и растворенных веществ, содержащихся в сточной воде. При повороте пакета дисков биопленка оказывается в газовой фазе (воздухе), где имеет место интенсивное поглощение кислорода и окисление сорбированных загрязнений. При вращении дисков происходит также процесс аэрации сточной воды. Часть биопленки, включая отработавшую, отрывается от поверхности дисков и находится в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии аналогично хлопьям активного ила. Таким образом, процессы окисления органических загрязнений сточной воды осуществляются с помощью как биопленки на поверхности дисков (аналогично биофильтру), так и активного ила в объеме обрабатываемой воды (аналогично аэротенку). В зависимости от состава сточных вод и необходимой степени очистки число ступеней дисковых биофильтров погружных составляет 1—4 и более, эффективность их работы — от 50 до 98 %, нагрузка по БПКполн иа 1 м поверхности дисков — до 200 г/ (м/сут). Время пребывания сточных вод в резервуаре 0,5—3 ч. Концентрация органических загрязнений в поступающих сточных водах не ограничивается. Расчет дисковых биофильтров погружных сводится к определению необходимой площади поверхности дисков, их диаметра и числа, частоты вращения пакета дисков, числа ступеней, времени пребывания обрабатываемых сточных вод в резервуаре и др.
Барабанные биофильтры погружные состоят из барабанов, закрепленных на вращающемся горизонтальном валу и заполненных загрузочным материалом. Жесткий корпус барабана обтягивают сеткой или фильтрующим материалом, внутри него помещают засыпные загрузочные элементы, на поверхности которых развивается биопленка. Барабаны длиной 2—3 м и диаметром 2—2,5 м размещают в резервуарах, куда поступает сточная вода. Частота вращения барабана 0,5—5 в минуту, а степень погружения его в обрабатываемую сточную воду 0,3—0,45 диаметра. Для обеспечения механической прочности внутри барабана устанавливают ребра жесткости, а также поперечные и продольные перегородки, которые делят барабан на 6—8 секторов. Загрузочный материал биофильтра крепится к каркасу барабанного биофильтра погружного и заполняет секцию на 60—90% его объема. Число секций барабана на одном горизонтальном валу достигает 8—10. При числе барабанов более двух устанавливают промежуточные опоры для вращающегося горизонтального вала. Сточная вода из резервуара сквозь сетку поступает внутрь барабана и контактирует с загрузочным материалом, на поверхности которого закрепляется биопленка. При вращении барабана элементы загрузки попеременно оказываются в жидкой и газовой фазах, процессы биологиеской очистки сточных вод осуществляются аналогично процессам в дисковых биофильтрах погружных. Засыпные твердые или волокнистые элементы при вращении барабана перемещаются внутри его секторов, что обеспечивает эффективный контакт биопленки со сточной водой и высокую дозу биомассы в объеме резервуара. Расчет барабанных биофильтров погружных сводится к определению площади поверхности загрузочного материала. В зависимости от концентрации органических загрязнений в исходной сточной воде и необходимой степени очистки определяют технологии, параметры работы барабанных биофильтров погружных и их конструктивные размеры.
Биофильтр погружной применяют для полной и неполной биологической очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод на сооружениях пропускной способностью до 150000 м/сут. Оптимальная область применения биофильтров погружных — комплексы сооружений пропускной способностью до 500—1000 м³/сут по очистке сточных вод от отдельно стоящих зданий, малых населенных пунктов, кемпингов, домов отдыха, санаториев, различного вида лагерей, вахтовых поселков, промышленных объектов; имеется опыт использования биофильтров погружных на передвижных установках. Биофильтр погружной устанавливают после сооружений предварительной механической очистки; разделение биологически обработанной сточной воды и отработавшей биомассы (биопленки и активного ила) осуществляется во вторичных отстойниках. В целях обеспечения большей надежности работы биофильтр погружной следует устраивать не менее чем две ступени очистки в две технологические линии, как правило, в отапливаемых или неотапливаемых павильонах (зданиях).