7.3.2 Розрахунок краплинних біофільтрів

Розрахунок біофільтрів полягає у визначенні необхідного об’єму завантажуваного матеріалу для очищення стічної води і розмірів елементів водорозподільних пристроїв, дренажу, лотків для збору й відведення води.

На краплинні біофільтри допускається подавати стічні води з БПК_повн не більше 220 мг/л. При більшій концентрації передбачається рециркуляція.

Об’єм фільтруючого завантаження визначають за окислювальною потужністю. Під окислювальною потужністю розуміється кількість забруднень по БПК_П0вН чи БПК₅, що може бути видалена зі стічних вод протягом доби з 1 м³ завантажуваного матеріалу біофільтра.

Окислювальна потужність біофільтрів знаходиться у широких межах і залежить від складу стічних вод, температури Т_, гідравлічного навантаження ( ), робочої висоти біофільтра (Н_bf=1,5–2 м) і способу подачі повітря.

Параметри краплинних біофільтрів визначаються за табл. 37 СНіП [5] відповідно до заданої розрахункової температури стічних вод T_ і визначеним значенням коефіцієнта біофільтра K_bf:

. (7.1)

де Lеп і Lех – відповідно БПК_П0ВН неочищених і очищених стічних вод, мг/л.

Загальну площу біофільтрів визначають залежно від добової витрати стічних вод і прийнятого гідравлічного навантаження q_bf:

, м² (7.2)

де Q – добова витрата стічних вод, м³/доб.

Висоту шару завантаження краплинного біофільтра приймають в межах 1,5–2 м.

Залежності від прийнятої висоти завантаження фільтруючого матеріалу H_af і отриманої площі біофільтру визначають об’єм фільтруючого матеріалу:

Розроблені типові проекти біофільтрів різних розмірів.

Кількість надлишкової біоплівки, що утворюється на станціях очищення із краплинними біофільтрами, визначають залежно від норми на 1 люд., що складає 8 г за сухим залишком на добу, і вологості плівки = 96 %.

7.3.3Високонавантажувані біофільтри (аерофільтри)

Аерофільтри відрізняються від краплинних висотою завантаження фільтруючого матеріалу й застосуванням штучної вентиляції.

Конструктивними відмінностями високонавантажуваних біофільтрів є більша, ніж у звичайних краплинних біофільтрах, висота шару завантаження, більша крупність його фракцій й особлива конструкція днища й дренажу, що забезпечує можливість штучної продувки матеріалу завантаження повітрям. Завантаження має робочу висоту 2–4 м, крупність матеріалу завантаження становить від 40 до 70 мм.

Високонавантажувані біофільтри (аерофільтри) використовують на станціях потужністю до 50000 м³/добу для повного або часткового очищення стічних вод і розміщують на відкритому повітрі. Допустиме значення БПК_повн стічних вод без рециркуляції становить 300 мг/л. Гідравлічне навантаження становить 10–30 м³/(м² на добу).

Розрізняють аерофільтри і біофільтри з площинним завантаженням. Аерофільтри відрізняються від краплинних висотою завантаження фільтруючого матеріалу і застосуванням штучної вентиляції.

Поверхня аерофільтра зрошується рухомим реактивним зрошувачем або спринклерами. На відвідних лотках влаштовується водяний затвор висотою 0,2–0,25 м, який щільно закриває міждонний простір з усіх сторін. Повітря у міждонний простір подається вентиляторами.

Аерофільтри завантажують сипучими (гравій, шлак, керамзит, галька та ін.) і зблокованими (піноскло, шифер та ін.) фільтруючими матеріалами.

Рис. 7.3 – Високонавантажуваний біофільтр

1 – корпус; 2 – завантаження; 3 – реактивний зрошувач; 4 – дренажні грати; 5 –гідравлічний затвор; 6 – суцільне днище; 7 – вентиляційна камера

Переваги: 1) більша продуктивність, більша окисна потужність, що обумовлено незамулюваністю таких фільтрів і кращим обміном повітря в них. Досягається завдяки крупному завантажувальному матеріалу й підвищеному в кілька разів навантаженню по воді; 2) підвищена швидкість протікання стічних вод по поверхні завантаження завдяки безперервному зрошенню. Підвищена швидкість руху стічних вод забезпечує постійний винос затриманих важкоокислюваних нерозчинених домішок і біоплівки, що відмирає. Кисень повітря, що надходить у тіло біофільтра витрачається переважно на біологічне окислювання частини забруднень, не винесених з тіла біофільтра.

Ступінь очищення в аерофільтрах залежить від висоти фільтруючого завантаження, температури стічної рідини Т_, питомої кількості повітря, що подається, q_a та гідравлічного навантаження q_af. Максимальна БПК_повн для стічних вод, що подаються на аерофільтри – 300 мг/л.