Дискові біофільтри
Основними елементами дискового біофільтра (рис. 6) є круглі диски діаметром до 3 м, які розміщені вертикально на горизонтальному валу на відстані 10 – 30 мм один від одного. Диски приблизно на половину діаметра занурені в лоток, по якому протікає стічна вода, і повільно обертаються за допомогою електроприводу. Поступово на поверхні дисків з’являється біоплівка, яка за видовим складом утворюючих її мікроорганізмів не відрізняється від біоплівки біофільтрів із об’ємним і площинним завантаженням. При занурюванні в рідину здійснюється процес сорбції біоплівкою нерозчинних, колоїдних і розчинних забруднень, що містяться в стічних водах. Коли біоплівка знову опиняється у повітрі, відбувається інтенсивне поглинання кисню й окислення вже сорбованих забруднень. За рахунок обертання дисків здійснюється також аерація очищуваних стічних вод. Частина біоплівки, включаючи відпрацьовану, відривається від поверхні дисків, попадає в лоток і знаходиться в очищуваних стічних водах у завислому стані. Таким чином, процеси біохімічного окислення органічних забруднень стічних вод здійснюються як біоплівкою, закріпленою на поверхні завантаження (як і в біофільтрах), так і вільно плаваючою біоплівкою (аналогічно до аеротенків).
Диски виготовляються з алюмінієвих, пластмасових (полістирол, вініпласт) чи азбестоцементних листів товщиною від 1 до 10 мм. Для збільшення площі прикріплення біоплівки в дисках можуть влаштовуватись отвори діаметром 5 – 10 мм. Диски жорстко закріпляються на полому стальному валу, кінці якого опираються на підшипники. Один із кінців валу з’єднується з приводом. Якщо використовуються тонкі пластмаси чи алюміній, то на 1 п. м. валу можна встановити до 30 дисків. На деяких установках довжина валу без проміжних опор досягає 7 м.
В одній установці можуть встановлюватись від 1 до 5 пакетів дисків. Усі пакети в межах однієї установки приводяться в дію від одного електродвигуна за допомогою ланцюгової передачі від валу до валу.
Пакети дисків встановлюються в круглі лотки з монолітного бетону на сульфатостійкому цементі. Можливе також влаштування лотків із листових матеріалів – сталі чи пластмас. Розміри лотка визначають таким чином, щоб відстань між дисками і стінками лотка складала 2 – 5 см.
Очищуванні стічні води надходять у лотки через впускний отвір чи перелив, який влаштовується вздовж однієї стінки, розміщеної перпендикулярно дискам, а відводяться через отвір, чи перелив з протилежної сторони. Стічні води можуть впускатися й випускатися також через стінки, розміщені паралельно дискам . У нижній частині лотків влаштовують збірновідвідні канали чи поздовжні бункери для збирання і відведення осаду, які закінчуються відвідним трубопроводом із засувкою. Осад далі скидається у збірний колектор, по якому він надходить на зневоднення.
Швидкість обертання дисків зазвичай складає 2 – 10 хв-1і встановлюється в залежності від характеру й ступеня забрудненості стічних вод. Збільшення швидкості обертання дисків дозволяє покращити надходження кисню в біоплівку, збільшити насичення стічної води киснем, однак разом із цим зростає споживання електроенергії, збільшується «зрізаючий момент» при входженні біоплівки у стічні води. Тому лінійна швидкість обертання на краю диску приймається в межах 0,3 – 1,3 м/с.
За рахунок використання закріпленої й вільно плаваючої біоплівки, хороших умов контакту її з органічними речовинами стічних вод і киснем повітря, насичення очищуваних стічних вод киснем, дискові біофільтри забезпечують вилучення забруднень із підвищеними швидкостями. У порівнянні з іншими типами біофільтрів, дискові біофільтри мають ряд суттєвих переваг: вони нескладні за конструкцією й прості в експлуатації; мають малі енергетичні витрати, які в 3-3,5 рази менші, ніж в аеротенках (енергетичні витрати в дискових біофільтрах не перевищують 0,3 КВт.год на 1 кг знятої БПК5); мають малий гідравлічний опір, а тому не потребують великих перепадів висот для своєї роботи (при наявності перепаду висот більше 0,5 – 1 м пакет дисків може обертатись за рахунок енергії потоку); можуть ефективно працювати при великій нерівномірності надходження стічних вод і різких коливаннях концентрацій забруднень; товщину біоплівки у дискових біофільтрах можна контролювати і регулювати.
Недоліком дискових біофільтрів є можливість інтенсивного розвитку біоплівки і забивання простору між сусідніми дисками. У цьому випадку передбачаються заходи по примусовому видаленню біоплівки з поверхні дисків.
Погано впливають на роботу дискових біофільтрів і відключення електроенергії. Через велику інерцію пакетів дисків включення біофільтра в роботу після зупинки потребує значних зусиль і часто призводить до виходу з ладу електроприводу. Дискові біофільтри використовуються для повної та неповної біологічної очистки стічних вод. Вони встановлюються після споруд механічної очистки, відділення відпрацьованої біоплівки від стічних вод здійснюється у вторинних відстійниках. Дискові біофільтри розміщуються в опалюваних і неопалюваних приміщеннях.
Дискові біофільтри доцільно використовувати для очистки стічних вод малих населених пунктів з витратою до 500-1000 м3/добу, а також стічних вод від окремих будівель, кемпінгів, будинків відпочинку, санаторіїв, таборів, вахтових селищ тощо. Вони знайшли застосування і для очистки стічних вод підприємств, що знаходяться в сільській місцевості (молокозаводи, спиртозаводи, консервні заводи й ін.).
Рисунок 6 – Дисковий біофільтр:
1 – диски; 2 – вал; 3 – привід блоку дисків; 4 – підвідний лоток; 5 – лоток; 6 – водозлив; 7 – відвідний лоток.
Рисунок 7 – Занурювальний дисковий біофільтр:
1 – подача стічної води; 2,3,4,5 – ступені очистки; 6 – вихід очищеної води
Рисунок 8 – Дисковий біофільтр