4.2. Система краплинного фільтрування

В даний час близько 70 % очисних споруд Європи і Америки є краплинними біофільтрами.

Краплинний біофільтр - найбільш поширений тип біореактора з нерухомою біоплівкою, що використовується для очищення стоків. По суті, це реактор з нерухомим шаром і протитечією повітря та рідини. Особливістю насадки або шару, що фільтрує, є висока питома поверхня для розвитку мікроорганізмів і велика пористість. Останнє додає необхідні газодинамічні властивості шару і сприяє проходженню повітря і рідини через нього.

Термін служби таких біофільтруючих реакторів до 50-ти років. Основний недолік конструкції - надмірне зростання мікробної біомаси, що приводить до засмічення біофільтра і викликає збої в системі очищення.

Система рециркуляції модифікує установку подвійним почерговим фільтруванням, дозволяє виключити негативні моменти, характерні для біофільтрів.

4.2.1. Процес очищення стічних вод біофільтруванням

Експлуатація біофільтрів - достатньо нескладний процес. Важливою умовою для ефективної роботи біофільтрів є ретельне попереднє очищення стоків від завислих частинок, здатних засмітити розподільний пристрій.

Високоефективний біологічний метод біофільтрування полягає у виведенні стічних вод на шар піску, завтовшки до 1,5 метра на час до 6 годин. Потім протягом 18 годин здійснюється продувка киснем або повітрям, що створює сприятливі умови для роботи мікроорганізмів, які знешкоджують органічну речовину таких стоків. Як модифікація цього методу може застосовуватися розбризкування на шар щебеню, при цьому вода розбризкується і стікає цівками по шару каменів величиною з кулак, товщина якого 2-3 м. Як і в природних струмках, в цих умовах функціонує складна екосистема, що включає бактерії, простих коловерток, різних дрібних черв'яків і інших прикріплених до каменів детрітофагів. Вони буквально виїдають з протікаючої води всю органічну речовину, включаючи патогенів. Несприятливим моментом в експлуатації біофільтрів є вірогідність заливки, розмноження мух на поверхні, поганий запах, як наслідок надмірного утворення мікробної біомаси.

Організми, випадково змиті з біофільтрів, пізніше усуваються з води, коли вона потрапляє у вторинні відстійники-ємкості, аналогічні первинним відстійникам. Відмерла біоплівка змивається струменем води, що очищається, і виноситься з біофільтра. Очищена вода поступає у відстійник, в якому звільняється від частинок біоплівки, і довше скидається у водоймище. Процес окислення органічних речовин супроводжується виділенням тепла, тому біофільтри обігріваються за рахунок власного тепла.

Пройшовши первинне очищення і краплинні біофільтри, стічні води втрачають 85-90% органічних речовин.

4.2.3. Біологічний склад біоплівки

Власне біомаса росте на поверхні насадки краплинного біофільтра у вигляді плівки. Cкладна біологічна система, що формується на поверхні шару біофільтра, є біоплівкою.

Біоплівка - слизисте обростання матеріалу фільтрувального шару очисних споруд живими мікроорганізмами, завтовшки 1-3 мм.

У біофільтрі відбувається безперервний приріст і відмирання біоплівки:

• бактерії і гриби утворюють нижній трофічний рівень, і разом з мікроорганізмами - окислювачами вуглецю, вони розвиваються у верхній частині біофільтра;

• нітрифікатори знаходяться в нижній зоні шару, що фільтрує, де процеси конкуренції за живильний субстрат і кисень менш виражені;

• прості, коловертки і нематоди, що харчуються бактерійною компонентою екосистеми біоплівки, служать їжею вищим видам (личинкам комах).