3.1.3.1. Биофильтры со статической нагрузкой

Самая простая конструкция биофильтра со статической нагрузкой – это емкость, в которую помещен достаточно крупный гравий. Гравий залит очищаемой водой, которая удаляется из емкости по мере поступления новых порций загрязненной воды. Такой фильтр называется погружным.

Если гравий не залит водой, а только непрерывно смачивается ею, то это будет так называемый капельный фильтр. Работа капельного фильтра несколь коэффективнее, чем погружного, так как в нем выше обеспеченность кислородом за счет воздуха, находящегося в промежутках между гравием. Вода, скатываясь по поверхности гравия, обогащается кислородом. Кроме того, в тонком слое воды, текущем по поверхности гравия, выше турбулентность, чем в воде, плавно проходящей через толщу залитого гравия.

Самая большая проблема гравийного фильтра — отрыв состарившейся биопленки и ее удаление. В гравийных биофильтрах, работающих на городских стоках, для этой цели применяется землеройная техника, разрушающая слои гравия, спекшиеся из-за наросшей биопленки. . В рыбоводных установках гравийные биофильтры применяют в малонагруженных системах с плотностью посадки рыбы 2-10 кг/м.

Вторая существенная проблема биофильтра со статической нагрузкой – высокая загруженность верхних слоев субстрата продуктами загрязнения, на которые попадают неочищенные стоки. Нижележащие слои субстрата омываются водами, из которых уже изъята часть загрязнений. Этот эффект настолько существен, что снижает эффективность работы всего объема биофильтра до 40% от потенциального значения.

Трудности очистки гравийных фильтров побудили конструкторов к поиску самоочищающихся загрузок биофильтров. К таковым следует отнести загрузки с достаточно гладкими вертикальными поверхностями, на которых облегчен отрыв рыхлых слоев биопленки за счет собственного веса и движения воды. В качестве субстрата в этом случае используются синтетические пленки, подвешенные за верхний край, стеклянные блоки с отверстиями, устанавливаемые один на другой, объемные блоки в виде пчелиных сот из синтетических материалов. Удельная площадь такого субстрата колеблется от 50 до 200 мг/м”. Дальнейшее повышение удельной площади загрузки такого вида невозможно, так как отверстия для пропуска воды сужаются ис течением времени наглухо зарастают биопленкой.

К достоинствам биофильтров, построенных из объемных блоков в виде сот, следует отнести относительно большой объем единичного фильтра и легкость ограждающей конструкции. Такие фильтры строят в расчете на обработку стоков в количестве 20-30 тыс.м3 в сутки. Стенки этих фильтров не несут нагрузки, а играют роль ограждения, поэтому выполняются легкими.

Для крупных биофильтров проблема равномерного распределения очищаемой воды

по площади фильтра решается с помощью устройства над фильтром “Сегнерова колеса” (рис. 12). На подшипнике скольжения (1) устанавливается приемная емкость (2), от которой отходят симметричными лучами трубы (3). В трубах устроены отверстия (4). При подаче воды в емкость, она попадает в трубы и вытекает из отверстий (4), создавая реактивную тягу, с помощью которой все сооружение начинает вращаться с опорой в подшипнике. Равномерное распределение воды создается за счет вращения сооружения.

Устройство для распределения воды по поверхности биофильтра 

Рис. 12. Устройство для распределения воды по поверхности биофильтра

 

Наполнители из искусственного материала предлагаются на рынке под марками

“Terraрak 200”, “Bio-Blok”. Для изготовления наполнителя используется полиэтилен. Например, из блоков “Terraрak 200” размерами 0,6х0,6х2,4 м собираются конструкции реактора биофильтра или аэротенка с накопителем нужных размеров. Удельный расход полиэтилена 27 кг/м”, удельная площадь накопителя 100, 150 и 200 м2/м3.