Biofilter reichen aus wichtiger Entwurf, erfolgreich zur Abwasserbehandlung eingesetzt. Daher ist es wichtig, die Merkmale ihrer Wirkung und Anwendung zu verstehen.

Ein biologischer Abwasseraufbereitungsfilter ist eine Struktur zur Reinigung von Abwasser mithilfe eines speziellen Biofilms, der aus Kolonien von Mikroorganismen besteht. Der obige Biofilm zersetzt organische Bestandteile, die weiterhin als Quelle dienen Nährstoffe für Kolonien von Mikroorganismen. Mit der Zeit stirbt ein Teil der Bioreaktorfolie ab und löst sich ab.

Später werden diese Teile abgewaschen Abwasser und bleiben Sie nicht im Filtersystem. Als Beladung für den Biofilter können Materialien verwendet werden, die eine geringe Dichte bei gleichzeitig hoher Porosität aufweisen – perfekt eignen sich beispielsweise Kies, Blähton, Schotter, Schlacke oder Rollen aus Kunststoffgewebe.

Welche Arten von Biofiltern gibt es?

Um den von Ihnen benötigten Biofilter auszuwählen, sollten Sie sich an dessen Klassifizierung orientieren. Folgende Typen werden unterschieden:

• Biofilter mit zweistufiger Reinigung sind unverzichtbar, wenn ein hoher Reinigungsgrad erreicht werden muss, die Höhe des Systems jedoch nicht erhöht werden kann.
• Rieselfiltrationsbioreaktoren, die eine relativ geringe Produktivität aufweisen, können dies jedoch leisten Komplettreinigung.

Je nach Art des Beladungsmaterials, das für den Einbau in den Biofilter verwendet wird, lassen sich diese wie folgt klassifizieren:

• Biofilter mit volumetrischer Beladung, in denen Schotter haltbar ist Felsen, Schlacke, Kieselsteine, Blähton;
• Biofilter mit Flächenbeladung, bei denen Kunststoffe verwendet werden, die Temperaturen von 6 bis 30 Grad C standhalten, ohne an Sicherheit einzubüßen.

Biofilter-Design

Hierzu sind Kenntnisse über das Design von Biofiltern erforderlich korrekte Installation. Von welchen? Komponenten besteht er?

• der Filterkörper bzw. die Beladung ist ein im Tank platziertes Material mit hoher Porosität und geringer Dichte, beispielsweise Blähton, Kies, Schlacke usw.;
• ein Wasserverteiler, der für die gleichmäßige Bewässerung der Ladefläche des Bioreaktors mit Abwasser verantwortlich ist;
• Es ist notwendig, bereits gefiltertes Wasser zu entfernen Entwässerungsgerät;
• ein Luftverteiler, der für eine ausreichende Sauerstoffzufuhr in das System notwendig ist, in dessen Gegenwart oxidative Prozesse ablaufen.

Funktionsprinzip

Nach der Vorklärung des Abwassers in einem speziellen Absetzbecken, in dem schwere und große Schadstoffanteile entfernt werden, erfolgt die Weiterleitung in die Nachkläranlage biologische Behandlung. Verunreinigtes Wasser passiert auf seinem Weg die Biofilterbeladung und hinterlässt darin enthaltene ungelöste Verunreinigungen, die sich nicht im Wassersumpf absetzen.

In der Charge verbleiben auch gelöste und kolloidale organische Bestandteile, die vom Biofilm des Bioreaktors adsorbiert werden. Kolonien biologischer Filmmikroorganismen absorbieren aktiv organische Materialien und nutzen die dabei entstehende Energie für ihre lebenswichtigen Funktionen. Im Bioreaktorsystem kommt es zu einem aktiven Wachstum von Kolonien von Mikroorganismen – so wird eine ständige Erneuerung der Anzahl der Mikroorganismen erreicht, ohne die der Betrieb des Filters schlichtweg unmöglich ist.

Mikroorganismen können je nach ihrer Wechselwirkung mit Sauerstoff in Typen eingeteilt werden:

• Aerobe Mikroorganismen benötigen für ihre lebenswichtigen Funktionen Sauerstoff; ohne ihn ist ihre Existenz unmöglich. Im Bioreaktorsystem werden anaerobe Mikroorganismen eingesetzt;
• Anaerobe Mikroorganismen fühlen sich in Abwesenheit einer freien Sauerstoffzirkulation wohl; im Gegenteil, unter Bedingungen, in denen kein Zugang zu Sauerstoff besteht, vermehren sie sich aktiv.

Daher muss beim Einbau eines Biofilters auf einen ausreichenden Sauerstoffzugang zum Filtersystem geachtet werden – zu diesem Zweck ist die Struktur mit einem Luftverteiler ausgestattet. Dies fördert die aktive Reproduktion und vollständige Lebenserhaltung der aeroben Mikroflora des Biofilters und verhindert die Aktivität von Anaerobiern. Letztere sind für das Auftreten von Fäulnisbildungen verantwortlich und übler Geruch Abwasser – stellen Sie sicher, dass der Luftverteiler in gutem Zustand ist.

Prinzipien einer effektiven Abwasserbehandlung

Wasser ist die Lebensquelle für alle Bewohner unseres Planeten. Und dabei geht es nicht nur um Menschen, Tiere oder Pflanzen – auch Mikroorganismen benötigen Feuchtigkeit, die ein hervorragendes Umfeld für ihre Vermehrung darstellt. Mikroorganismen gehören häufig zur Gruppe der Krankheitserreger, daher sollten Sie auf die Qualität und Qualität achten effektive Reinigung Abwasser in Ihrem Zuhause.

Sogar Ärzte der fernen Vergangenheit stellten fest, dass die Gesundheit der Bevölkerung in einem bestimmten Gebiet in direktem Zusammenhang mit den Wasserreserven dieses Gebiets steht. Installation durchführen biologische Filterung– das bedeutet, sich zuverlässig vor der Vermehrung pathogener Mikroorganismen zu schützen.

Was bestimmt die Effizienz der Abwasserbehandlung in einem solchen Filter? Dies wird durch eine ganze Reihe von Faktoren beeinflusst:

• biologischer Bedarf an Sauerstoff in gereinigtem Wasser;
• die Geschwindigkeit oxidativer Reaktionen in einer bestimmten Umgebung;
• der Bedarf von Mikroorganismen an Sauerstoff;
• Dicke des biologischen Films des Biofilters;
• Wasser- und Umgebungstemperatur;
• Zusammensetzung mikrobieller Biofilmkolonien.

Wie wir sehen, wird die Wirksamkeit der Reinigung von vielen Faktoren beeinflusst. Daher lohnt es sich, bei der Auswahl dieses biologischen Reinigers, der speziell für Ihre Bedingungen geeignet ist, verantwortungsbewusst vorzugehen, um eine Reinigung höchster Qualität zu erzielen.

B.1. ALLGEMEINE INFORMATIONEN

Ein biologischer Filter (Biofilter) ist eine Struktur, in der Abwasser durch ein Beladungsmaterial gefiltert wird, das mit einem biologischen Film (Biofilm) bedeckt ist, der aus Kolonien von Mikroorganismen besteht (Abb. B.1).

Der Biofilter besteht aus folgenden Teilen:

Filtermedien in runder oder runder Form angeordnet rechteckige Form im Plan;

Eine Wasserverteilungsvorrichtung, die eine gleichmäßige Bewässerung der Biofilter-Ladefläche mit Abwasser gewährleistet;

Entwässerungsgerät zum Entfernen von gefiltertem Wasser;

Eine Luftverteilungsvorrichtung, durch die die für den Oxidationsprozess notwendige Luft zugeführt wird.

Reis. B.1. Biologisches Filterdiagramm: 1 - Abwasserversorgung; 2- Wasserverteilungsgerät; 3 - Filtermedien; 4 - Entwässerungsgerät; 5 - gefiltertes Abwasser; 6 - Luftverteilungsgerät

Die Oxidationsprozesse im Biofilter ähneln den Prozessen, die in anderen biologischen Kläranlagen, vor allem in Bewässerungsfeldern und Filterfeldern, ablaufen. In einem Biofilter laufen diese Prozesse jedoch viel intensiver ab.

Reis. B.2. Stoffwechselschema in der Elementarschicht des Biofilters: 1- anaerobe Biofilmschicht; 2 - aerobe Biofilmschicht; 3 - Abwasserschicht

Beim Durchlaufen der Biofilterbeladung hinterlässt das kontaminierte Wasser unlösliche Verunreinigungen, die sich nicht in den Vorklärbecken abgesetzt haben, sowie kolloidale und gelöste organische Substanzen, die vom biologischen Film sorbiert werden. Mikroorganismen, die den Biofilm dicht besiedeln, oxidieren organische Substanzen und erhalten von hier aus die für ihre Lebenstätigkeit notwendige Energie. Mikroorganismen nutzen einen Teil der organischen Stoffe als Material, um ihre Masse zu vergrößern. Dadurch werden organische Substanzen aus dem Abwasser entfernt und gleichzeitig erhöht sich die Masse des aktiven biologischen Films im Körper des Biofilters.

Der verbrauchte und tote Film wird durch fließendes Abwasser abgewaschen und aus dem Biofilterkörper entfernt. Der für den biochemischen Prozess notwendige Sauerstoff gelangt durch natürliche und künstliche Belüftung des Filters in die Ladungsdicke (Abb. B.2).

Ein Biofilter ist wie jedes andere Biooxidationsmittel ein offenes, räumlich begrenztes Ökosystem, das lebende (Biofilm-Biozönose) und unbelebte (struktureller Teil des Biofilters, Bestandteile der sich bewegenden Flüssigkeits- und Gasphasen) Umgebung umfasst und mit Energie- und Nahrungsquellen versorgt wird . Das Ökosystem – Biofilter zeichnet sich durch ein stabiles Gleichgewicht aus, d.h. die Fähigkeit, nach Abweichungen von einem stabilen Regime aufgrund von Umwelteinflüssen und Betriebsbedingungen durch Selbstregulierung in den Ausgangszustand hinsichtlich Produktivität und betrieblicher Effizienz zurückzukehren. Verteiler Artenzusammensetzung Biozönosen sind ein Indikator für die Lebensfähigkeit des Systems. Die Effizienz von Biofiltern hängt von vielen Faktoren ab: Umwelteinflüsse, Abwasserzusammensetzung, Betriebsweise, Biofilterdesign, Zusammensetzung von Biofilm-Biozönosen usw.

Der Prozess der Entfernung und Oxidation organischer Abwasserverunreinigungen in biologischen Filtern unterscheidet sich nicht grundsätzlich von ähnlichen Prozessen, die bei der Abwasserbehandlung in anderen biologischen Kläranlagen ablaufen, der Fortschritt des Prozesses in biologischen Filtern hängt jedoch weitgehend davon ab Designmerkmale diese Strukturen. Insbesondere das Design eines biologischen Filters bestimmt die spezifischen hydrodynamischen Bedingungen in ihm und damit die Art und Geschwindigkeit der Versorgung der Zellen der Mikroorganismen des biologischen Films mit organischen Substanzen und Luftsauerstoff sowie die Entfernung biochemischer Produkte Reaktionen von ihnen, was sich wiederum auf die Geschwindigkeit des Abwasserbehandlungsprozesses und die Effizienz von Bauwerken auswirkt.

Die Reinigung erfolgt durch Kontakt des durch die Ladung fließenden Abwassers mit einem biologischen Film, der fest auf seiner Oberfläche befestigt ist. Der Ablauf der im Elementarvolumen eines biologischen Filters ablaufenden Stoffübergangsprozesse ist in Abb. schematisch dargestellt. 2.1 A. Die Übertragung von Schadstoffen wird durch die Gesetze der molekularen und turbulenten Diffusion von Materie bestimmt. Bei der molekularen Diffusion kommt es zu einem Stoffaustausch aufgrund der unterschiedlichen Stoffkonzentrationen an der Grenzfläche zwischen den Phasen Flüssigkeit – Luft (maximale Schadstoffkonzentration) und Flüssigkeit – Biofilm (minimale Konzentration). Turbulente Diffusion entsteht durch die Vermischung der Flüssigkeit beim Durchströmen der Beladung eines biologischen Filters. In diesem Fall kann die Geschwindigkeit der turbulenten Diffusion die Geschwindigkeit der molekularen Diffusion bei weitem übersteigen.

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Luft

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biologisch

Film

C0 Zl H;0, H0 2j Wj

Energie

Biomassewachstum

EnergieW.M.C.

UnstrukturiertAustausch

Reis. 2.1.Schemata der Stoffübertragungsprozesse bei der Abwasserbehandlung mit biologischen Filtern (a) und Oxidationsprozessen, kommt in einem Biofilm vor (b)

Der für den Ablauf des biologischen Prozesses notwendige Luftsauerstoff wird dem Biofilm aus dem Porenraum der biologischen Filterbeladung zugeführt. Die Übertragung und Fixierung (Sorption) organischer Substanzen auf der Zelloberfläche oder im perizellulären Raum geht mit einer Hydrolyse einher komplexe Verbindungen unter dem Einfluss verschiedener Enzyme sowie durch die Diffusion von Stoffen durch die durchlässige Zellmembran.

Bei intrazellulären Prozessen kommt es zur Oxidation organischer Stoffe (Energiestoffwechsel) und zur Synthese neuen Zellmaterials (konstruktiver Stoffwechsel). Der Oxidationsprozess geht mit der Freisetzung von Energie einher, der Syntheseprozess erfolgt mit deren Verbrauch (Abb. 2.16).

Die Zersetzungsprodukte organischer Schadstoffe werden aus dem Fermenter in die Flüssigkeitsschicht getragen und mit dem Flüssigkeitsstrom (gelöste Stoffe) und mit dem Luftstrom (gasförmig) entfernt. Gleichzeitig wird überschüssiger (anwachsender) Biofilm durch den Flüssigkeitsstrom ausgewaschen, der zusammen mit gereinigtem Wasser aus dem biologischen Filter entfernt wird. Um überschüssigen Biofilm abzutrennen, wird das gereinigte Abwasser nach biologischen Filtern in Nachklärbecken abgesetzt.

Die Art des Abwasserbehandlungsprozesses mit einem biologischen Filter ist in Abb. dargestellt. 2.2. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ist die Konzentration organischer Schadstoffe hoch b n Mit einer Prozessdauer von 0 auf 0 nimmt sie zunächst schnell ab, was auf hohe Schadstoffentfernungsraten in diesem Bereich hinweist. Gleichzeitig steigt die Menge an Biofilm stark an (Kurve 2) im Vergleich zum anfänglichen Cn, und die Wachstumsrate der Bioschlamm-Mikroorganismen nimmt allmählich ab, wenn die Konzentration der Verunreinigungen in der Flüssigkeit abnimmt. Mit der Zeit /1 stabilisiert sich die Menge des Biofilms, da ein Mangel an Nährstoffen das weitere Zellwachstum hemmt.

Reis. 2.2.

1 - Konzentration organischer Schadstoffe; 2 - die Gesamtmasse der auf der Ladung fixierten und zirkulierenden Biomasse; 3 – Masse des Biofilms, der an der Beladung des biologischen Filters haftet; 4 - Konzentration von Nitriten und Nitraten; 5 - Aschegehalt der Biomasse

Der Biomassezuwachs ist zu diesem Zeitpunkt maximal. Mit einer weiteren Verlängerung der Dauer des Abwasserreinigungsprozesses im biologischen Filter nimmt die Konzentration organischer Schadstoffe weiter ab (Kurve /), die Geschwindigkeit in den Abschnitten b - / 2 und / 2 - B deutlich niedriger als zu Beginn des Prozesses. Aufgrund der geringen Restkonzentration an Schadstoffen in der Flüssigkeit und dem Mangel an ausreichender Nahrung für das Leben der Biofilm-Mikroorganismen in diesen Bereichen beginnt der Prozess des Absterbens der Biomasse (Autoxidation). Ein Teil des Biofilms wird vom biologischen Filtereinlass abgewaschen und gelangt in die zu reinigende Flüssigkeit. Aufgrund des Abbaus von Biomasse ist es Gesamtmenge nimmt ab (Kurve 2), Auch die Menge des an der Ladung haftenden Biofilms nimmt ab (Kurve 3), der Aschegehalt der Biomasse steigt (Kurve 5).

Abschnitt I (siehe Abb. 2.2) mit der Dauer des Abwasserbehandlungsprozesses von /] bis? 2 charakterisiert die Funktionsweise biologischer Filter bei unvollständige biologische Behandlung. Bei Betrieb in diesem Modus wird die Schadstoffkonzentration laut MHK auf 100...30 mg/l reduziert, es wird ein starker Anstieg der Biomasse beobachtet, der Prozess ist im Gange ohne Nitrifikation.

Bei einer Reinigungsdauer von bis zu B(Abschnitt II) biologische Filter im Modus arbeiten vollständige biologische Behandlung; Der VOC der Flüssigkeit wird auf reduziert b 0 -= 15...25 mg/l, Nitrite und Nitrate treten in der gereinigten Flüssigkeit auf (Kurve 4). Durch Autoxidationsprozesse nimmt die Menge an Biomasse ab, die sowohl an der biologischen Filterbeladung anhaftet als auch mit der gereinigten Flüssigkeit ausgetragen wird.

Erhöhte Prozessdauer ab Und bis zu / 4 geht mit einer weiteren Zersetzung und damit einer Abnahme der Biomassemenge im biologischen Filter einher (Kurven). 2 und 3) sein Aschegehalt steigt. Dieser Abschnitt III charakterisiert das Regime Stabilisierung der Biomasse, ähnlich dem Regime der kontinuierlichen Belüftung bei der Abwasserbehandlung mit Belebtschlamm. Wenn biologische Filter in diesem Modus arbeiten, ist es möglich, den geringsten Anstieg des Biofilms und einen hohen Mineralisierungsgrad des überschüssigen Biofilms zu erreichen, der aus dem biologischen Filter entfernt wird, was seine weitere Verarbeitung erleichtert. Stabilisierte überschüssige Biomasse, die aus in diesem Modus arbeitenden biologischen Filtern entfernt wird, erfordert keine zusätzliche Fermentation und kann sofort weitergeleitet werden Schlammbetten zum Trocknen.

Die Konzentration der Abwasserbelastung im Abschnitt III nimmt im Vergleich zur Schadstoffkonzentration im Abschnitt II nicht nur nicht ab, sondern kann sogar leicht ansteigen (Kurve 1 ) aufgrund einer sekundären Kontamination der gereinigten Flüssigkeit mit Zerfallsprodukten der Biomasse. Am Ende von Abschnitt III mit der Dauer des Prozesses C Im biologischen Filter entwickeln sich Mikroorganismen, die an restliche, schwer oxidierbare Abwasserschadstoffe angepasst sind, was zu einer weiteren Reduzierung der Schadstoffkonzentration führt.

Abschnitt IV charakterisiert den Betrieb biologischer Filter im Modus Abwasser-Tertiärbehandlung bis zum Wert der Restschadstoffe nach Angaben des militärisch-industriellen Komplexes b th= 15...5 mg/l. In diesem Modus ist das Wachstum der Biomasse äußerst unbedeutend, der Aschegehalt der überschüssigen Biomasse ist hoch und der Nitrifikationsprozess verläuft intensiv.

Der betrachtete Prozess der Abwasserbehandlung mit biologischen Kontaktfiltern verdeutlicht die Möglichkeit des Betriebs dieser Strukturen verschiedene Modi und ihre Betriebsweise, die auf der Grundlage der örtlichen Gegebenheiten und der erforderlichen Qualität des gereinigten Abwassers angepasst wird, bestimmen die Wahl des Designs dieser Strukturen, die technologischen Parameter ihres Betriebs und die Auslegung der gesamten Kläranlage.

Die wichtigsten technologischen Parameter, die die Funktionsweise biologischer Filter bestimmen: Belastung mit organischen Schadstoffen, Oxidationskraft, hydraulische Belastung, durchschnittliche Dauer des Abwasserflusses, Rezirkulationskoeffizient, Zuluftstrom.

wird anhand der Menge organischer Schadstoffe gemessen, die pro Zeiteinheit zusammen mit dem Abwasser einem biologischen Filter zugeführt werden, und ist der Hauptindikator, der den Modus und die Bedingungen des biologischen Prozesses bestimmt (siehe Abb. 2.2). Typischerweise wird die spezifische Belastung für BSB, bezogen auf 1 m 3 biologisches Filtervolumen, verwendet: N - b ep QJW, Wo N- spezifisch

Belastung nach BSB P0L11, g/Tag-m3; B-Folge- BSB voll mit anfänglichem Abwasser, g/m 3 ; 0^, - Abwasserverbrauch, m 3 /Tag; ]G- biologisches Filtervolumen, m3.

Um die Funktionsweise biologischer Filter zu vergleichen, ist es korrekter, die spezifische Belastung pro Flächeneinheit des Biofilms oder die Oberfläche der Beladungsfraktionen zu bestimmen: Y = b e „ 0,^ a, wo ist die spezifische Belastung, g/Tag-m2; /v - Ladefläche, m 2.

Oxidative Kraft oder die Produktivität eines biologischen Filters in Bezug auf die Menge der bei der Abwasserbehandlung entfernten organischen Verunreinigungen, ausgedrückt in Gramm Gesamt-BSB pro 1 m 3 Ladung pro Tag: OM = (b ep ~ ()*/№, wobei OM die Oxidationskraft ist, g/Tag-m3; A^-BSBGesamt des behandelten Abwassers, g/m3.

- die in den biologischen Filter eintretende Abwassermenge, bezogen auf 1 m 2 der Bauwerksfläche im Plan: c - ()„/G, Wo Q- hydraulische Belastung, m 3 /m 5 -Tag; biologische Filterfläche, m2.

Durchschnittliche Dauer Leitung Abwasser durch einen biologischen Filter G co hängt von der hydraulischen Belastung, der Höhe des biologischen Filters, der Art der Abwasserzufuhr zur Beladungsfläche, der Art der Beladung und der Verteilung des Biofilms darin ab. Der Wert von g cf ist ein Indikator für die Dauer des Abwasserbehandlungsprozesses in einem biologischen Filter. Mit zunehmender hydraulischer Belastung nimmt die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung durch den biologischen Filter zu und die Strömungsdauer ab; Mit zunehmender Höhe des biologischen Filters erhöht sich die Verweildauer des Abwassers in der Ladung. Die Last sowie der daran befestigte Biofilm, der der Bewegung der fließenden Flüssigkeit Widerstand leistet, bestimmen dadurch den Weg, entlang dem sich der Flüssigkeitsstrom bewegt, und beeinflussen somit die Dauer des Flusses.

Rezirkulationsverhältnis- Verhältnis der Durchflussrate der rezirkulierten gereinigten Flüssigkeit zu Gesamtverbrauch anfängliches Abwasser, das in den biologischen Filter gelangt, N= (2i-

Rezirkulation, d.h. Indem Sie einen Teil der gereinigten FLÜSSIGKEIT erneut durch einen biologischen Filter leiten, können Sie die Dauer des Reinigungsprozesses verlängern, die anfängliche Konzentration von Verunreinigungen im Quellabwasser verringern und die hydraulische Belastung erhöhen, wodurch die Belastung der Struktur während des Prozesses ausgewaschen wird Betrieb. Der Rezirkulationskoeffizient wird in Abhängigkeit von der maximal zulässigen Schadstoffkonzentration entsprechend dem BSB des gesamten Gemisches aus Quell- und recyceltem Abwasser ermittelt, das einem biologischen Filter zugeführt werden kann, ohne dass eine Verschlammung der Ladeporen durch Biofilmwachstum zu befürchten ist. Der Rezirkulationskoeffizient wird durch die Formel bestimmt N = (L en - L mix)/ (L mix - L ex), Wo L-Mischung-BSB p0LN der Mischung aus Quell- und recyceltem Abwasser, g/m 3.

Sauerstoffmenge, Die für die Oxidation organischer Abwasserverunreinigungen durch Biofilm-Mikroorganismen erforderliche Luftmenge muss durch die Zufuhr einer angemessenen Luftmenge zum Körper des biologischen Filters sichergestellt werden. Sauerstoffmangel verlangsamt die Geschwindigkeit biologischer Prozesse. Der Einfluss der zugeführten Luftmenge auf die Geschwindigkeit des Reinigungsprozesses ist jedoch nur so lange spürbar, bis der Prozess vollständig mit der erforderlichen Sauerstoffmenge versorgt ist. Wenn ein ausreichender Luftaustausch im Porenraum des biologischen Beladungsfilters nicht gewährleistet ist natürliche Belüftung, dann bereitstellen erzwungene Unterwerfung Luft.

Das Wichtigste Strukturelement Der biologische Filter wird geladen. Art und Beschaffenheit der Belastung haben maßgeblichen Einfluss auf den Verlauf der Abwasserreinigung. Die Beladung des Biofilters wird durch folgende Hauptparameter charakterisiert: Schichthöhe, spezifische Oberfläche, Porosität und Beladungsdichte. Die Höhe der Ladeschicht bzw Arbeitshöhe Der biologische Filter bestimmt neben anderen Parametern die Verweildauer des Abwassers im biologischen Filter.

Auch die spezifische Oberfläche der Beladung hängt davon ab Gesamtfläche die Oberfläche des daran haftenden Biofilms und damit der Bereich, durch den organische Schadstoffe von der die Ladung umströmenden Flüssigkeit auf die Bakterienzellen übertragen werden. In der Regel ist der Stoffübergangsprozess ein Faktor, der die Geschwindigkeit der Schadstoffentfernung begrenzt, und daher hängt die Oxidationskraft eines biologischen Filters weitgehend von der Oberfläche der Beladung ab.

Es ist zu beachten, dass es für den Abwasserbehandlungsprozess auf die Oberfläche des Biofilms ankommt und nicht auf die Gesamtmenge an Biomasse im Futter. Mit der Ansammlung von Biomasse nimmt die Dicke des Biofilms zu und nur die äußere aerobe Schicht bleibt aktiv funktionsfähig. Im Inneren, nahe der Ladefläche, bildet sich eine anaerobe Zone (Abb. 2.1a), die nahezu nicht am Prozess der Entfernung und Oxidation von Schadstoffen beteiligt ist. Eine Erhöhung der Biomassemenge verringert das Porenraumvolumen der Beladung, erschwert den Luftaustausch in der biologischen Pflanze sowie die Versorgung der Mikroorganismen mit Luftsauerstoff. Die Porosität der Beladung biologischer Filter muss so sein, dass unter stationären Betriebsbedingungen der Struktur (wenn die Menge des Biofilms in der Beladung konstant bleibt und sein Wachstum der Entfernung entspricht) das Volumen der freien Poren zur Versorgung ausreicht den Biofilm mit Luftsauerstoff.

Die für biologische Filter verwendete Beladung kann in zwei Typen unterteilt werden: volumetrisch und planar. Als Schüttgut werden Schotter, Hartgesteinskies, Koks, Blähton und andere Materialien verwendet, die sich durch eine bestimmte Fraktionsgröße, mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Zerstörung auszeichnen. Ein solches Material hat eine Porosität von 40...50 %, eine Dichte von 500...1500 kg/m3, eine spezifische Oberfläche je nach Größe der Beladungsanteile von 30...120 m2/m3.

Als flächige Beladung werden Plattenmaterial (Kunststoff, Asbestzement etc.), weiche Walzmaterialien (Kunststofffolie, Kunststoffgewebe) sowie Hinterfüllelemente (Ringe, Rohrabschnitte etc.) eingesetzt. Herunterladen von Blattmaterialien Sie bestehen aus verschiedenen Blöcken und Kassetten, die im Körper des biologischen Filters platziert, an Rahmen befestigt oder frei aufgehängt werden.

Die Porosität flacher Beladung aus Plattenmaterialien beträgt 80...97 %, ab Rollenmaterialien- 94...99, aus Füllelementen - 70...90 %. Spezifische Oberfläche der Platten- und Rollenladung - 80... 130 m 2 /m 3, Füllung - 70... 100 m 2 / m 3, Dichte der Plattenladung 40-100 kg/m 3, Rolle - 5... 60 kg/m 3, Hinterfüllung – 100...600 kg/m 3.

Die Verwendung einer flachen Beladung ermöglicht es, die Konstruktion eines biologischen Filters zu vereinfachen und die Bau- und Installationskosten zu senken.

Biologischer Filter- ein Tank, in dem das Abwasser durch ein Beladungsmaterial gefiltert wird, das mit einem biologischen Film bedeckt ist, der aus Kolonien von Mikroorganismen besteht.

Die im Biofilm lebende Mikroflora zersetzt organische Stoffe und nutzt sie als Nahrungs- und Energiequelle. Der abgestorbene biologische Film wird abgezogen, vom fließenden Abwasser weggespült und aus dem Biofilter entfernt. Materialien mit hoher Porosität, geringer Dichte und hoher spezifischer Oberfläche (Schotter, Kies, Schlacke, Blähton, Metall usw.) Kunststoffgeflecht, zu Rollen gerollt).

Biofilm in Biofiltern erfüllt die gleichen Funktionen wie Belebtschlamm; er adsorbiert und verarbeitet biologische Substanzen im Abwasser.

Die Oxidationskraft von Biofiltern liegt unterhalb von Belebungsbecken.

Der Biofilter umfasst folgende Komponenten:
a) Filtermedien (Filterkörper), bestehend aus Schotter, Schlacke, Blähton, Kies, Kunststoff, Asbestzement, üblicherweise in einem Tank mit wasserdurchlässigen oder wasserdichten Wänden untergebracht;
b) eine Wasserverteilungsvorrichtung, die eine gleichmäßige Bewässerung der Beladungsfläche des biologischen Filters mit Abwasser gewährleistet;
c) eine Entwässerungsvorrichtung zur Entfernung von gefiltertem Wasser;
d) eine Luftverteilungsvorrichtung, durch die der für den oxidativen Prozess notwendige Sauerstoff zugeführt wird.

Das Funktionsprinzip des Biofilters.

Abwasser, nachdem es die Primäranlage passiert hat mechanische Reinigung Im Absetzbecken, wo große, schwere Schadstoffanteile entfernt wurden, werden sie der biologischen Behandlung zugeführt. Die Reinigung in einem Biofilter erfolgt wie folgt. Verunreinigtes Wasser, das durch das Filtermedium strömt, hinterlässt darin ungelöste Verunreinigungen, die sich nicht im Vorklärbecken niedergeschlagen haben, sowie kolloidale und gelöste organische Substanzen, die vom biologischen Film sorbiert werden. Kolonien von Mikroorganismen, die sich von Substanzen organischen Ursprungs ernähren, gewinnen Energie für ihre lebenswichtigen Funktionen. Mikroorganismen nutzen einen Teil der organischen Stoffe als Material, um ihre Zahl zu erhöhen. Somit erfolgen Abwasserreinigung und Koloniewachstum gleichzeitig. Der für den biochemischen Prozess notwendige Luftsauerstoff gelangt über natürliche und natürliche Prozesse in die Ladungsdicke künstliche Beatmung Filter.

Die Effizienz der Abwasserbehandlung in Biofiltern wird beeinflusst durch:
- BSB (biologischer Sauerstoffbedarf) des behandelten Abwassers
- Art der Stoffverschmutzung
- Oxidationsrate
- Atmungsrate von Mikroorganismen
- Dicke des Biofilms
- Zusammensetzung der darin lebenden Mikroorganismen
- Temperatur des Abwassers im Biofilter

Biofilter werden klassifiziert in:
1. Zweistufige Biofilter. Sie werden verwendet, um einen hohen Reinigungsgrad zu erreichen, wenn es nicht möglich ist, die Höhe des Biofilters zu erhöhen.
2. Biofilter mit Tropffiltration. Sie haben eine geringe Produktivität, sorgen aber für eine vollständige Reinigung. Sie werden zur Wasserreinigung eingesetzt, bis zu 1000 m3/Tag, mit einem BSB von maximal 200 mg/l.

Was ist ein Biofilter? Dieses Gerät verfügt über einen Behälter einer bestimmten Form, der bei Verwendung von Biomaterialien das Abwasser reinigt.

Was ist ein Biofilter? Dieses Gerät verfügt über einen Behälter einer bestimmten Form, der bei Verwendung von Biomaterialien das Abwasser reinigt. Diese Biomaterialien bestehen aus verschiedenen Mikroorganismen. Mit Hilfe von Temperaturänderungen in der Atmosphäre und der dabei zu reinigenden Flüssigkeit Reinigungsarbeiten Es besteht eine ununterbrochene Luftzirkulation. Dies ist notwendig, damit die Mikroorganismen im Behälter den zum Leben notwendigen Sauerstoff erhalten.

Arten von biologischen Filtern.

In Biofiltern gibt es verschiedene Materialien, die in sie geladen werden. Zu unterscheiden sind:

1. Filter mit volumetrischer Beladung. Sie können Kieselsteine, Schotter usw. enthalten.
2. Flat-Load-Technologie. Sie bestehen aus langlebigen Kunststoffarten und sind in einem Temperaturbereich von 6 bis 30 Grad einsetzbar.

Von technologische Schemata Aktie:

• Biofilter mit zwei Reinigungsstufen, die hochreines Wasser produzieren. Sie werden normalerweise bei schweren Erkrankungen eingesetzt Wetterbedingungen oder begrenzte Höhe des Geräts.
• Biologische Filter mit einer Stufe.

Je nach Reinigungsqualität werden folgende Typen unterschieden:

• Vollständige Reinigung.
• Keine vollständige Bereinigung.

Basierend auf der Art der Luftübertragung werden Filter unterteilt in:

• Mit natürlicher Präsentation.
• Mit künstlicher Luftzirkulation.

Außerdem kann man bei Biofiltern 2 Betriebsarten unterscheiden:

• Bei der Rezirkulation wird stark verschmutzte Flüssigkeit zur besseren Reinigung in kleinen Mengen zugeführt.
• Ohne Umwälzung – wird verwendet, wenn das Wasser nicht stark verschmutzt ist.

Abhängig von der Menge des gereinigten Wassers über einen bestimmten Zeitraum wird unterschieden:

• Tropf – mit geringer Wasserdurchlässigkeit.
• Hochbelastbar – mit der Fähigkeit, große Mengen zu reinigen.

Biologische Filter mit volumetrischer Belastung werden unterteilt in:

• Tropfen. Sie zeichnen sich durch eine geringe Produktivität aus. Wenn die Schichtgröße 2 Meter beträgt, beträgt ihre Belastung 2-3 Zentimeter.
• Hochbeladen. Bei einer 4-Meter-Schicht beträgt ihre Belastung 4-6 Zentimeter.
• Turmfilter werden 16 Meter hoch produziert und haben eine Korngröße von 4-6 Zentimetern.

Alle oben genannten Arten von Biofiltern können über unsere Unternehmenswebsite verkauft, installiert und in Betrieb genommen werden.

Filter mit flacher Beladung.

Die verstärkte Belastung erfolgt durch Rohrelemente, Ringe und ähnliche Bauteile. In den Tank werden Metall- oder Kunststoffspäne gegeben. Die Reinigungsschicht kann bis zu 6 Meter betragen.

Es entsteht die erweichte Ladung Metallgeflecht, Kunststoff oder Kunststofffolie. Die Ladung wird im Rollenverfahren abgelegt oder am Aufbau befestigt. Die Ladehöhe beträgt 8 Meter und die Porosität beträgt mindestens 95 Prozent.

Biologische Filter zum Eintauchen – Behälter mit konkavem Boden. Oberhalb des Spiegels der zu reinigenden Flüssigkeit werden Metall-, Kunststoff- oder Asbestscheiben angebracht. Diese Scheiben werden im Abstand von 1-2 Zentimetern zueinander angebracht.

Funktionsdiagramm des Biofilters.

Es gibt zwei Arten der Wasserversorgung: Strahl und Tropf. Luftmassen werden von der Oberfläche gesammelt. Vorgereinigtes Abwasser mit geringer Schadstoffbelastung fließt in den Verteilerraum, der es portionsweise auf die Beladungsmasse verteilt. Anschließend fließt die Wassermasse in das Entwässerungssystem und dann auf die Wannen außerhalb des Biofilters. Der Biofilm wird aus einem anderen Sumpf entfernt.

Bei biologischen Filtern vom Tropftyp wird mit einer kleinen organischen Ladung gearbeitet. Um sicherzustellen, dass der Filter zeitnah von abgestorbenem Film befreit wird, wird eine hydraulische Belastung durchgeführt.

Tropfbiofilter können nicht auf Variabilität eingestellt werden externe Faktoren. Achten Sie bei der Verwendung auf den Verschmutzungsgrad und den Zustand der Filter. Es ist viel rentabler, die Beladung komplett zu wechseln, da die Reinigung sehr aufwendig ist. Der Filter sollte mit Abwasser gefüllt sein, dessen Schwebstoffkonzentration nicht mehr als 100 Milligramm pro Liter beträgt.

Ein ganz wesentlicher Faktor im Einsatz ist die Belüftung des Biofilters. Die Sauerstoffmenge sollte nicht unter 2 Milligramm pro Liter liegen. Von Zeit zu Zeit ist es wichtig, die Nische unter dem Abfluss und über dem Boden zu reinigen.

Der Tropfbiofilter reagiert sehr stark auf kalte Winterwinde. Für einen qualitativ hochwertigen Betrieb des Filters ist ein Windschutz installiert. Unterschiedliche Beladungen führen zu Staunässe im Biofilter, die durch Änderung der Beladung beseitigt werden kann. Auch Fremdstoffe in den Beschickungs- und Dosierbehältern können die Funktion des Filters beeinträchtigen.

Hochbelastete biologische Filter

Dieser Biofiltertyp zeichnet sich durch einen erhöhten Luftaustausch und damit eine erhöhte Oxidationskraft aus. Bei einem großen Anteil der Ladung kommt es zu einem erhöhten Luftaustausch und einer erhöhten Wasserbelastung.

Die gereinigten Wassermassen bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit und entfernen schwer oxidierbare Stoffe und Biofilm. Der Rest der Verschmutzung verschwendet Sauerstoff.

Hochlastfilter zeichnen sich durch eine hohe Beladungsschicht, eine erhöhte Entwässerungskörnigkeit und einen speziellen Bodentyp für die Produktion aus künstliche Zirkulation Luftmassen

Spülung dieser Art Der Betrieb eines Biofilters ist nur bei ununterbrochener und konstanter Wasserversorgung möglich.

Je höher die Beladungshöhe, desto effektiver ist der biologische Filter und umgekehrt.

Design und Betrieb von Filtern

Zu den Biofiltern können gehören:

• Der Körper des Biofilters ist eine Filterladung, die sich in einem Behälter befindet, der für den Eintritt von Wassermassen geöffnet ist. Füllstoffe müssen eine geringe Dichte und eine große Oberfläche aufweisen.
• Ein Gerät, das Wasser verteilt. Es sorgt für eine systematische Bewässerung der Ladung mit unbehandeltem Wasser.
• Drainage.
• Ein Gerät, das verteilt Luftmassen. Erzeugt Oxidationsreaktionen mit Sauerstoff. Diese Reaktionen in biologischen Filtern ähneln der Bewässerung von Land, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit.

Das Funktionsprinzip eines biologischen Filters

Durch die Beladung wird Wasser von ungelösten Stoffen gereinigt, die durch Absetzbecken gelangt sind. Durch die Oxidation organischer Stoffe existieren darin Mikroorganismen. Die restlichen organischen Stoffe dienen der Vergrößerung der biologischen Masse. Dabei kommen zwei wirksame Prozesse zum Tragen: Überflüssige organische Stoffe im Wasser werden abgetötet und der Biofilm wächst. Unmengen an Abwasser nehmen den toten Teil des Biofilms mit sich. Die Beatmung liefert Sauerstoff auf zwei Arten: künstlich und natürlich.

Filterberechnung

Biofilter vom Tropftyp

Eine Berechnung ist erforderlich, um die effektive Größe der Ladung und die Parameter des Wasserverteilungsgeräts sowie die Größe der Wanne zum Ablassen der Flüssigkeit zu ermitteln. Die Ladungsgröße wird anhand der Oxidationsleistung – OM – berechnet. Die Oxidationsleistung ist die Menge an benötigtem Sauerstoff pro Tag. Sie wird von der Temperatur der Flüssigkeit und der Luft, den Beladungsmaterialien, den Luftzufuhrmethoden usw. beeinflusst. Wenn die durchschnittliche Jahrestemperatur unter drei Grad liegt, sollte der biologische Filter in eine wärmere Umgebung mit 5-facher Luftzufuhr verlegt werden.

Für biologische Filter mit hoher Belastung gibt es genaue Methode zählen:

Es wird die maximale Verunreinigungskonzentration der einströmenden Wassermasse berechnet. Anschließend wird der Rezirkulationskoeffizient mithilfe von Formeln ermittelt. Es gibt Methoden zur Berechnung von Biofiltern, die komplizierte Formeln verwenden, aber sehr genaue Ergebnisse liefern.

Belüftung von Biofiltern

Wie oben im Text erwähnt, verfügen biologische Filter über zwei Arten der Sauerstoffübertragung: natürlich und künstlich. Die Art der Belüftung wird je nach Biofiltertyp und Wetterbedingungen gewählt.

Bei hochbelasteten Filtern kommt eine Niederdruckbelüftung zum Einsatz. Aerofilter nutzen künstliche Belüftung. Einbau eines Filters in begrenzter Raum impliziert die obligatorische Zufuhr von Luftmassen.

Es muss eine ständige Luftzirkulation gewährleistet sein, da Unterbrechungen die Temperatur auf bis zu 60 Grad ansteigen lassen und das Auftreten von Kälte verursachen können unangenehme Gerüche aus verrottendem Biofilm.

Der Filter arbeitet effektiv bei Temperaturen über sechs Grad. Liegt die Temperatur der Flüssigkeit unter sechs Grad, muss sie vor dem Servieren erhitzt werden.

Um zu verhindern, dass der Biofilter in der kalten Jahreszeit einfriert, verwenden Sie einen Windschutz und verringern Sie den Koeffizienten der ungleichmäßigen Wasserversorgung. Als nächstes werden Beschränkungen für den Kühlluftstrom auferlegt: 60 Minuten pro 1 Quadratmeter. Meter, es werden nicht mehr als 20 Kubikmeter geliefert. Meter. Die belüfteten Gitter sind mit Jalousien und Stoffschutz ausgestattet.

Die Breite des biologischen Films beeinflusst direkt das Gleichgewicht im Biofilter. Je größer die Breite, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Luftmassen nicht mehr strömen und der Verrottungsprozess beginnt. Dieses Problem tritt bei der Verwendung von Tropffiltern immer häufiger auf.

Bisher ging man davon aus, dass die natürliche Sauerstoffversorgung nur dadurch möglich sei unterschiedliche Temperaturen. Doch am Ende wurde bekannt, dass es durch Diffusionsprozesse beeinflusst wird.