Биосорберы эффективны для глубокой очистки сточных вод от, СПАВ, нефтепродуктов, соединений азота, сернистых соединений, красителей и других трудноокисляемых и биорезистентных органических соединений.

Одним из сооружений такого типа является двухслойный биосорбер. Он работает следующим образом. Сточная вода подается в центральную камеру, где она аэрируется. Затем через камеру циркуляции вода поступает в нижнюю распределительную систему, расположенную под нижним псевдоожиженным слоем активного угля. В результате контакта сточной воды с активным углем на поверхности последнего формируются микрозоны с повышенной концентрацией органических веществ и кислорода. Это создает благоприятные условия для развития микроорганизмов, осуществляющих биохимическое окисление сорбированных загрязнений. Таким образом, происходит биологическая регенерация активного угля. Избыточное количество микроорганизмов выносится из нижнего псевдоожиженного слоя сорбента в виде взвешенных веществ в верхний плотный слой активного угля и задерживается в нем. Очищенная вода собирается лотками и отводится из сооружения.

Для псевдоожижения нижнего слоя сорбента скорость восходящего потока сточной воды в нем должна составлять 30 - 40 м/ч. В верхнем фильтрующем слое скорость потока воды принимается равной 3-5 м/ч, что вместе с сужающим устройством и дренажной системой позволяет поддерживать его в уплотненном состоянии. При этом скорость движения воды в щелях между пластинами дренажной системы должна превосходить скорость осаждения активного угля. С целью удаления взвешенных веществ из фильтрующего слоя сорбента предусматривается периодическая промывка очищенной водой верхнего слоя активного угля.

При начальных концентрациях загрязнений в сточной воде по ХПК - 50 - 70 мг/л, по БПКполн - 9 - 16 мг/л, по взвешенным веществам - 11 - 40 мг/л, по аммонийному азоту - 0, 5 - 28,0 мг/л (в пересчете на азот) принимают следующие расчетные параметры биосорбера:

-продолжительность пребывания сточной воды в зоне окисления - 9 - 18 минут;

-продолжительность фильтроцикла - 8 часов;

-окислительная мощность:

по ХПК - 2,08 кг/(м3 сут), по БПК -1,3-1,6 кг/(м3 сут); - скорость окисления:

по ХПК - 2,0 - 2,2 мг/(г сут), по БПК - 1,3 - 1,7 мг/(г сут), по азоту - 0,5 - 1,9 мг/(г сут); - глубина очистки:

по БПКполн -0,5-2 мг/л, по взвешенным веществам - 1 - 2 мг/л, по аммонийному азоту - 0,5 -1,5 мг/л (в пересчете на азот); - степень очистки по ХПК - 25 - 40 %.

По зарубежным данным, при биосорбционном процессе удаление загрязнений может достигать 5,5 кг ХПК на 1 кг активного угля, что в 7 раз больше, чем при обычной сорбционной доочистке биологически очищенных сточных вод.

9.4.5. Насыщение очищенных сточных вод растворенным кислородом

В соответствии с "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" концентрация растворенного кислорода в сточных водах, сбрасываемых в водные объекты культурно-бытового назначений, должна быть не менее 4 мг/л зимой и 6 мг/л летом, а в сбрасываемых в объекты рыбохозяйственного и хозяйственно-питьевого назначений - не менее 6 мг/л зимой и летом. Однако после очистки в сточных водах обычно содержание растворенного кислорода составляет 0,5 - 1,0 мг/л. Поэтому перед выпуском их в водные объекты необходимо повышение концентрации растворенного кислорода.

С этой целью могут быть использованы каскадные системы аэрации. Их применяют при наличии подходящего рельефа местности. Одним из вариантов каскадных систем являются водосливы практического профиля с гидравлическим прыжком в нижнем бьефе. Перепад уровней на каждой ступени каскада должен быть не более 0,55 м при критическим положении прыжка. На каждой ступени можно получить до 20% повышения концентрации растворенного кислорода в аэрируемой воде. Для насыщения кислородом сточной воды до концентрации 6 мг/л обычно достаточно 3-5 ступеней каскада водослива.

Водослив практического профиля с гидравлическим прыжком в нижнем бьефе

Зависимость прироста концентрации растворенного кислорода от перепада уровней воды в верхнем и нижнем бьефах

Кроме указанных устройств для насыщения сточной воды растворенным кислородом могут быть запроектированы водосливы-аэраторы с водосливными отверстиями в виде тонкой зубчатой стенки с зубчатым щитом над ней. При этом зубья стенки и щита должны быть обращены остриями друг к другу. При проектировании подобных сооружений следует принимать: .

-высота зубьев - 50 мм;

-угол при вершине зубьев - 90°;

-высота отверстия между остриями зубьев - 50 мм;

-длина колодца нижнего бьефа - 4м;

-глубина колодца нижнего бьефа - 0,8 м;

-удельный расход воды - 120 - 160 л/с на 1 м длины водослива;

-напор воды на водосливе отсчитывается от середины зыбчатого отверстия.