Высокая пропускная способность биофильтров с плоскостной загрузкой объясняется, в частности, значительным содержанием активной биомассы на единицу объема сооружения. Исследованиями МИСИ им. В. В. Куйбышева подтверждается, что средняя влажность биопленки 82,5%, а плотность по сухому веществу 1,4 т/м3. Отсюда количество биомассы по сухому веществу на 1 м2 площади поверхности загрузочного материала при толщине биопленки 1 мм будет равна 0,245 кг. Толщина биопленки может достигать 3 и даже 3,8 мм. Таким образом, на загрузочном материале с площадью удельной поверхности 220 м2/м3 при толщине биопленки всего 1 мм развивается биомасса, доза которой по сухому веществу составляет 53,9 кг/м3. Необходимо также отметить, что биоценоз биопленки разнообразнее биоценоза активного ила аэротенков, что способствует более полному изъятию многокомпонентного субстрата загрязнений из сточных вод.
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.
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 систем аэрации сточных вод позволяет в значительной мере интенсифицировать процессы биологической «чистки, снизить эксплуатационные расходы и затраты электроэнергии.
Большинство станций аэрации оснащено пневматическими аэраторами, из которых наиболее эффективны мелкопузырчатые. Мелкопузырчатая аэрация обеспечивает эффективность насыщения жидкости кислородом в пределах 2—3,3 кг/кВт-ч электроэнергии, средне – и крупнопузырчатая — 1,4—1,8 кг/кВт-ч, Совершенствование мелкопузырчатой аэрации идет по пути создания устойчивых к засорению, а также легко извлекаемых и заменяемых или регенерируемых фильтросов.
Финской фирмой «Нокиа» разработаны мелкопузырчатые аэраторы трубчатого тица-^ХКП 600 и дискообразного ХКЛ 210. Эти аэраторы изготовлены из пористого полиэтилена фирмы «Но-киа», марки «Нопол 100». Размер пузырьков воздуха, диспергированного в таких аэраторах, составляет 1—4 мм. Аэраторы фирмы «Нокиа» могут монтироваться на опорной трубе из поливи-нилхлорида — в системе ХИР 63 в стационарном варианте или использоваться в системе ХИР 90, имеющей поворотные шарниры для извлечения аэратора из аэротенка без его опорожнения. Число фильтросных элементов в системе ХИР 90 зависит от того, предусматривается подъем системы ручным или механическим способом. Такой же аэратор разработан фирмой «Шумахер» (ФРГ). В качестве фильтросов в нем применяются пористые керамические трубы.
Успешно прошли испытания мутагенной интенсификации очистки сточных вод производства синтетического каучука, коксохимических производств и т. п. Кроме НММ в исследованиях применился мутаген демитилсульфат (ДМС).
Во ВНИИ антибиотиков исследовали нитрозоэтилмочевину (НЭМ), нитрозометилбиурет (НМБ), а также использовали в качестве мутагенного фактора ультрафиолетовое облучение. В результате этих экспериментов установлены оптимальные условия окисления формальдегидов в сточных водах фармацевтической промышленности.
По данным ВНИИ по охране вод (г. Харьков), активный ил, обработанный НММ или гидроксиламином (ГА), увеличивает эффект очистки концентрированных сточных вод химико-фармацевтической промышленности на 10—30%.
По методике ИХФ АН проведены лабораторные исследования интенсификации биологической очистки сточных вод Олайнского и Ангарского Заводов химических реактивов. Оптимальная концентрация мутагенов ГА и НММ для этого-вида сточных вод составляла соответственно 0,07 и 0,08%. Применение мутагена ДМС для очистки сточных вод данного вида неэффективно. Обработка части возвратного активного ила мутагенами ГА и НММ, позволила поднять эффект очистки концентрированных (ХПК 1500—9000 мг/л) сточных вод до 80—95 по сравнению с 55—72% в контрольной модели.
Интенсификация работы биологических фильтров | Гл. инженер 28 Декабрь 2009 | 
Отзывов (0)