Навигация:
Главная → Все категории → Очистка сточных вод

Теоретические основы метода биофильтрации


Теоретические основы метода биофильтрации

Биологический фильтр (биофильтр) – сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической плёнкой (биоплёнкой), образованной колониями микроорганизмов (рис. 12.1).

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.

Толщина образующейся биоплёнки зависит от гидравлической нагрузки, концентрации органических веществ, от пористости и удельной поверхности загрузочного материала, влияния внешней среды и многих других факторов.

Рис. 12.1. Схема биологического фильтра:
1 – подача сточных вод; 2 – водораспределительное устройство; 3 – фильтрующая загрузка; 4 – дренажное устройство; 5 – очищенная сточная вода; 6 – вентиляционное устройство

До настоящего времени до конца не раскрыты процессы, протекающие в различных слоях биоплёнки, взаимовлияние анаэробного и аэробного слоев на эффективность функционирования сооружения. Вместе с тем известно, что толщина анаэробного слоя значительно больше аэробного. В нормально работающем биофильтре общая толщина слоя биоплёнки может составлять от микрон в верхних его слоях до 3-6 мм в нижних.

Процессы сорбции и деструкции загрязнений сточных вод в биологических фильтрах во многом сходны с процессами очистки сточных вод в других сооружениях биологической очистки, и, в первую очередь, в сооружениях почвенной очистки на полях орошения и полях фильтрации. Процессы биологического окисления органических загрязнений в биофильтрах протекают значительно интенсивнее за счёт увеличенной пористости загрузочного материала, по сравнению с пористостью почв.

Фильтруясь через загрузку биофильтра, загрязненная вода оставляет в ней нерастворимые примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и растворенные органические вещества, сорбируемые биологической плёнкой. Под термином «фильтрация» не следует упрощенно понимать только процессы механического процеживания сквозь толщу загрузочного материала. Биофильтр это сооружение биологической очистки с фиксированной биомассой, закреплённой на поверхности среды-носителя (загрузочного материала), которая осуществляет процессы извлечения и сложной биологической переработки загрязнений из сточных вод. Микроорганизмы биоплёнки в процессе ферментативных реакций окисляют органические вещества, получая при этом питание и энергию, необходимые для своей жизнедеятельности. Часть органических веществ микроорганизмы используют как материал для увеличения своей массы. Таким образом, в процессе метаболических реакций происходит преобразование загрязнений в простые соединения (вода, минеральные соединения и газы), в результате из сточной воды удаляются органические загрязнения, проходят процессы денитрификации и увеличивается масса активной биологической плёнки в теле биофильтра.

Отработавшая и омертвевшая плёнка смывается и выносится из тела биофильтра протекающей сточной водой. Необходимый для биохимического процесса кислород поступает в толщу загрузки путём естественной или искусственной вентиляции фильтра (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Схема обмена веществ в элементарном слое биофильтра: – анаэробный слой биопленки; – аэробный слой биопленки; – слой сточной воды

Биофильтр, как и любой биоокислитель, представляет собой открытую экологическую систему, ограниченную в пространстве. Экосистема биофильтра состоит из двух сред живой (биоценоз биоплёнки) и неживой (конструктивная часть биофильтра, компоненты движущихся жидкой и газовой фаз). Биологическая плёнка, как живая среда экосистемы биофильтра, обеспечивается питанием и энергией посредством изъятия и переработки загрязнений сточной воды.

Экосистема – биофильтр отличается устойчивым равновесием, то есть способностью за счет саморегулирования возвращаться в исходное состояние по пропускной способности и эффективности работы после отклонений от стабильного режима в результате воздействия окружающей среды и условий функционирования. Показателем жизнестойкости системы является большое разнообразие видового состава биоплёнки.

Эффективность и пропускная способность биофильтров зависит от многих факторов: влияния окружающей среды, состава и режима сточных вод, эксплуатации, конструкции биофильтров, видового состава биопленки и др.



Похожие статьи:
Депонирование осадков сточных вод

Навигация:
Главная → Все категории → Очистка сточных вод

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум