Установлено, что эффективность очистки сточных вод на биофильтрах зависит от нагрузок по органическим загрязнениям на единицу объема биофильтра. Кривая, описывающая зависимость эффекта очистки от нагрузки, имеет характерный вид. Сначала происходит сравнительно резкое снижение эффекта очистки при увеличении нагрузки, затем при нагрузках 5—7 кг БПКб/(м3-сут) и более эффект очистки остается постоянным и равным примерно 50%, при этом кривая превращается в асимптоту или показывает весьма незначительное снижение эффекта очистки по мере увеличения нагрузок. Ввиду того что площадь удельной поверхности плоскостных загрузочных материалов изменяется в широких пределах (45—450 м2/м3), целесообразно вместо объемных нагрузок по органическим загрязнениям, кг БПКБ/ (м3-сут), рассматривать удельные нагрузки на единицу поверхности загрузочного материала, г БПК.5/(м3-сут).
Зависимость эффекта очистки сточных вод на биофильтрах с плоскостной загрузкой от удельной нагрузки по загрязнениям (по БПКэ) на единицу поверхности загрузочного материала, построенная по данным очистки хозяйственно-бытовых и различных производственных сточных вод. При этом исследовались сточные воды химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, легкой, пищевой, микробиологической, сельскохозяйственной, фармацевтической и других отраслей промышленности.
Плоскостные загрузочные материалы биофильтров, появившиеся в 50-х годах, позволили значительно повысить пропускную способность и эффективность работы этих сооружений. Конструктивные особенности плоскостных загрузок достаточно полно описаны в отечественной специальной литературе.
Плотность плоскостных загрузочных материалов (12,5—140 кг/м3) значительно меньше плотности традиционных из гравия или щебня (1350—1500 кг/м3), что позволяет значительно упростить конструкцию сооружения. Пористость плоскостных загрузочных материалов (87—99%); значительно выше, чем у объемных (40—50%), что позволяет отказаться от принудительной вентиляции. Площадь удельной поверхности плоскостных загрузочных материалов также значительно больше, чем у объемных.
Перспективным направлением является применение пневмомеханической аэрации, использующей одновременно механическую энергию вращающегося ротора и подачу сжатого воздуха. Степень использования кислорода в таких системах достигает 20—25%, что в 2—2,5 раза выше, чем при пневматической аэрации. Наиболее известными конструкциями пневмомеханических аэраторов являются разработки фирм США — «Инфилко», «Дорр-Оливер» и «Пермутит». В России исследование и разработку пневмомеханических аэраторов осуществляют ЛИСИ и ЛенНИИхиммаш.
Система струйной аэрации в практике очистки сточных вод в нашей стране применяется крайне редко. Наибольшее развитие эта система получила в ГДР. По данным Г. С. Попковича и Б. Н. Репина (1986 г.), эффективность струйной аэрации большинства известных конструкций • невелика и составляет 1 кг 02/(кВт-ч), в то время как для пневматических и механических аэраторов этот показатель находится соответственно в диапазонах 1,4—3,3 и 2,5—3 кг Ог/(кВт-ч). Вместе с тем исследования шахтного аэратора струйного типа, проведенные в полупроизводственных условиях во ВНИИ ВОДГЕО, показали, что энергозатраты на струйную аэрацию с учетом перемешивания на 20% меньше, чем на механическую. По мнению исследователей ВНИИ ВОДГЕО, струйная аэрация может найти широкое применение в прёаэраторах, аэротенках, стабилизаторах! активного ила, а также в сооружениях, работающих на чистом кислороде.
Во ВНИИ ВОДГЕО разработан эрлифтный аэратор, позволяющий” повысить, эффективность аэрации на 10—15%. Это достигается созданием противотока воды и воздуха, диспергированием пузырьков газа в обтекаемых лопастях конструкции, а также аэрированием воды при гидравлическом прыжке. Этот аэратор не имеет движущихся частей, что обусловливает его более высокую надежность по сравнению с механическими.
Таким образом, из изложенного выше видно, что работу аэ-ротенков можно интенсифицировать в результате повышения концентрации активной биомассы в зоне аэрации, а также совершенствования конструкции всего сооружения в целом и отдельных его элементов. Повысить окислительную мощность аэро-тенков можно, применяя различные реагенты или управляя качественным составом биоценоза активного ила.
Совершенствование механических аэраторов в основном направлено на разработку надежных редукторов, жестких и прочных валов и рабочих колес, мало подверженных загрязнению. Значительных успехов в разработке и модификации механических аэраторов достигла французская фирма «Дегремон». Этой фирмой разработана большая группа (свыше 20 модификаций) механических аэраторов типа «Актиротор» с большим диапазоном мощности мотор-редуктора (2,2—110 кВт). Конструкция механического аэратора типа «Актиротор» представляет собой открытое рабочее колесо, что полностью исключает его засорение крупнофракционными взвешенными частицами. Вал аэраторов выполняется пустотелым, благодаря чему значительно снижается масса аэратора, упрощается его монтаж и обслуживание. Лопасти аэратора «Актиротор» предусматриваются тонкими в поперечном сечении для повышения его устойчивости к засорению. Вся механическая часть аэратора выполняется анодированной, футерованной и окрашенной, иногда она целиком изготовляется из нержавеющей стали.
Большое распространение получили дисковые аэраторы фирм «Лурги» (ФРГ) и «Инфилко» (США).
В нашей стране разработкой механических аэраторов занимаются НИКТИ ГХ, ЛенНИИхиммаш, МИСИ им. В. В. Куйбышева, ЦНИЭП инженерного оборудования.
В нашей стране извлекаемые фильтросные модули для аэрации были разработаны во ВНИИ ВОДГЕО и внедрены на очистных сооружениях ПХФ «Олайнфарм» и очистных сооружениях г. Елгава.
Французской фирмой «Дегремон» разработаны фильтросные элементы в виде дисков ДР 230, изготовляемых из металлокерамики.
Перспективным является применение тканевых аэраторов трубчатой, тарельчатой, коробчатой и других форм. Во ВНИИ ВОДГЕО установлено, что при одинаковом качестве диспергированного воздуха тканевые фильтросы примерно в 6 раз дешевле керамических и их регенерация осуществляется путем обычной стирки в растворе детергентов. Во ВНИИ ВОДГЕО также исследовалась степень использования поверхности дис-пергаторов трубчатого типа. На основании этих исследований разработаны новые более эффективные конфигурации поперечного сечения диспергирующих элементов, обеспечивающие одинаковое гидростатическое сопротивление.
Представляет интерес конструкция диспергатора, выполненного в виде вертикального цилиндра, разделенного по высоте сетками. В пространстве между сетками помещаются шарики из легкого материала, при этом диаметр шариков уменьшается в направлении потока воздуха (снизу вверх), в результате чего Достигается желаемая степень диспергирования воздуха.
В пористых вращающихся диспергаторах системы Марокс и диспергаторах подобных им типов «срыв» мелкого пузырька воздуха с фильтросной пластины диспергатора осуществляется направленными к нему под углом струями сточной жидкости или иловой смеси.
В среднепузырчатых аэрационных системах перспективным является создание клапанных аэраторов. Фирмой «Дегремон» разработан съемный аэратор, снабженный вибрирующим с ча стотой до 100 мин — диффузором «Вибреир», обеспечивающий расход воздуха 2,5—7 м3/ч. Подпружиненная крышка диффузора изготовлена из бронзы. Зазор, образующийся между вибрирующей крышкой и корпусом диффузора вследствие давления воздуха, значительно меньше 1 мм, что и обеспечивает хорошую диспергацию. Во Франции и США применяются диспергаторы седельчатого и тарельчатого типов, принцип работы которых аналогичен работе клапанного диспергатора. Эффективность среднепузырчатых аэраторов может быть повышена также при оборудовании их струенаправляющими устройствами.
Интенсификация работы биологических фильтров | Гл. инженер 15 Декабрь 2009 | 
Отзывов (0)