-200x200.jpg "Артезианская вода: что это такое, откуда она берется и чем полезна - химический состав, польза и вред")
Видов систем фильтрации жидкости довольно много. Каждая из них функционирует согласно собственным параметрам и технологическим особенностям. Нынешние компании производители водоочистного оборудования регулярно предлагают покупателям новейшие разработки в этой сфере. Сегодня стоит рассказать о биофильтрах для очистки сточных вод, из чего они конструируются и как работают.
Что собой представляет
Это специальный резервуар определенной формы, в котором производится очищение водного раствора. В процессе фильтрования задействуются биологически активные материалы (различные микроорганизмы).
Очистной механизм метода основан на постоянном доступе воздуха к очищаемой среде и разнице температурных режимов. Так как основную работу выполняют живые организмы, необходима организация вентиляции. Без кислорода полезные бактерии просто не выживут.
Для чего нужен биофильтр
Биологические фильтрующие системы осуществляют очищение воздушной или водной среды от присутствующих в них органических соединений. Данные агрегаты отлично справляются с устранением органики, пылевых частиц, неприятных запахов, формальдегидных и фенольных составляющих, аэрозольных паров и кислотных компонентов.
Такие устройства применяют на станциях по очистке сточной жидкости, в местах утилизации ТБО, на предприятиях по мусоропереработке, заводах химической промышленности (изготовление лакокрасочных изделий, покраска материалов и т.д.). Не менее широкое применение такие устройства нашли в сельском хозяйстве и отрасли по производству и переработке пищевых продуктов.
Классификация
Разбираясь с вопросом: что такое биофильтр, необходимо выяснить, какие материалы используются в процессе фильтрации. По этим параметрам устройства подразделяются на несколько видов.
С объемной нагрузкой
Делятся на ряд подтипов:
- Капельные, характеризующиеся небольшой производительной способностью. Зернистость загружаемого объекта равняется 20-30 мм при высоте слоя в 2 м.
- Высоконагружаемые. Размер подлежащего погружению материала составляет 40-60 мм и четырехметровую слойную поверхность.
- Башенные. Они достигают 16 метров в высоту, величина зерна равна 40-60 миллиметрам.
С плоской загрузкой
Звенья классификационной линии выглядят следующим образом:
- Повышенная жесткость обеспечивается бетонными кольцами, элементами труб и т.д. В определенного объема емкость помещают разделенный на мелкие части металл, керамику или пластик. Плотность укладки должна составлять не менее 600 кг на кубический метр. Допустимая пористость оставляющих не менее 70%. Фильтрующая основа достигает 6 м.
- Эти фильтры для очистки сточных вод характеризуются жесткой нагрузкой из блоков или решеток. Блочные элементы изготавливают из асбеста плотностью до 250 кг на кубометр и пористостью от 80% на 6 метров фильтрата. Кроме этого, отлично подходят пластиковые материалы, благодаря своим характеристикам фильтрующий слой может составлять порядка 16 м.
- Рулонная (она же мягкая) создается при помощи прочной металлической сетки, тканей синтетического происхождения или покрытия из пластика. Вес размещают в виде рулонов или закрепляют специальным образом на каркасе. Параметры плотности — 60 кг/м³, пористость почти 100%, высота 8 м.
- Устройства для помещения в емкости с изогнутым дном. Поверх очищаемой жидкости устанавливаются пластмассовые или асбестовые диски. Друг от друга они находятся на расстоянии 10-20 мм. Размер варьируется от 0,6 до 3 метров в диаметре.
Рулонная и засыпная методики применяются при самом большом расходе до 10000м³/день. Жесткая с задействованием блоков при среднем 50000 кубов в сутки. Погружные версии актуальны только при небольших нагрузках.
Капельные
Такие биофильтры для очистки воды — это принципиально другая технология фильтрации. Подача водного раствора производится распылением капель или струйным способом. Кислород при этом проводится через дренажную основу фильтрующего агрегата или подается с поверхности.
Заранее отфильтрована сточная жидкость с небольшим количеством загрязняющих частиц попадает в распределяющий блок, который перенаправляет ее на загрузочный слой. После этого жидкостная среда отправляется в дренаж и водные емкости за территорией биоочистной системы. Во вторичном отстойнике происходит отделение биопленки.
Для данных систем характерна пониженная органическая нагрузка. Чтобы очистить фильтрующий материал от неживой оболочки, задействуют гидравлику.
В процессе очистки должно быть обеспечено равномерное распыление полного содержимого биофильтра. В противном случае нагрузочного скачка не избежать. Устройства на капельной основе практически невозможно контролировать путем изменения внешних условий. При их использовании отслеживают величины загрязненности и состояние самих агрегатов. Процесс очищения довольно дорогостоящий, поэтому загружаемый материал проще поменять полностью.
При использовании данного биологического фильтра для воды внимательно следят за аэрацией. Уровень кислорода не должен снижаться ниже 2 мг/л. При этом параллельно необходимо производить очищение площади под дренажем и над дном емкости. Фильтр био на основе капельного воздействия весьма чувствителен к сильному ветру в зимний период. Поэтому для максимально результативного функционирования организуют противоветровую защиту. Кроме того, стабильную работу нарушает заболачивание фильтрующей базы, которое предстоит срочно ликвидировать и посторонние объекты в общей загрузочной массе.
Высоконагружаемые
Работа биофильтра данного типа отличается высоким воздухообменом и, как следствие, отличной способностью к окислению. Большое количество поступающего воздуха становится возможным благодаря крупной фракции загрузки и увеличенной водонагрузке.
Фильтрующаяся жидкость перемещается довольно быстро и переносит вместе с собой неокисляемые элементы, а также части вышедшей из строя биопленки. Весь имеющийся кислород забирается для устранения оставшихся загрязняющих частиц.
Фильтры био данного типа отличаются высотой загружаемого слоя, большой зернистостью дренажной основы и особой структурой дна резервуара, обеспечивающей лучшую циркуляцию воздушных потоков. Очистка такого устройства возможна исключительно при беспрерывной напорной подаче жидкости.
Состав и принцип работы биофильтра
Комплектующими фильтрующего агрегата являются:
- База очистного сооружения — очищающая загрузка, находящаяся в емкости (своеобразном аквариуме), в которую организован доступ водного раствора. Материалы: пластик, щебень, шлаковые элементы, керамзитный камень и т.д. обязаны обладать пониженной плотностью и большим размером.
- Механизм для перенаправления жидкости. Он дает возможность равномерного орошения фильтрующей основы, загрязненной жидкостной средой.
- Дренажный слой.
- Прибор, распределяющий кислород по системе. Он осуществляет подачу воздуха для проведения реакций окисления.
Теперь следует понять, как происходит очистка загрязненной воды в биофильтрах. Окислительные процессы в фильтрах био довольно похожи на опрыскивание полей или водную обработку в системах биоочистки. Только отличаются при этом большей интенсивностью.
Загрузочная материя отфильтровывает из H2O нерастворимые микроэлементы, оставшиеся после череды отстойников. Благодаря биопленке адсорбируются органические примеси. Живые организмы обитают в этой пленке за счет разложения органики. Кроме того, ее часть уходит на рост общей биомассы слоя. Таким образом, можно одновременно наблюдать два полезных действия:
- удаление лишней «жизни» из жидкости;
- разрастание биопленки.
Вместе с потоками стоковых вод (в том числе из септиков) исчезают отмершие элементы оболочки. Циркуляция воздуха обеспечивается налаженной системой вентиляции.
Схема биофильтра
Расположенное ниже схематичное изображение фильтрующего сооружения поможет наглядно представить процесс функционирования.
Расчет
Его проведение для капельных сооружений целесообразно в отношении определения оптимальной толщины слоя загрузки, его веса, установления параметров приборов водораспределения, дренажной системы и водоотводящих емкостей.
Предпочтительный размер загрузочного объема рассчитывается относительно мощности окисления — ОМ. Данная величина представляет собой массу необходимого воздуха в сутки. На этот элемент оказывает влияние температурный режим, используемые материалы, тип загрязняющих веществ, методика воздухообмена и т.д. Когда среднегодовая температура стабильно не превышает 3°C, очистную конструкцию перемещают в более теплое место (подогреваемое искусственно). При этом нужно обеспечить пятикратную подачу кислорода.
Для организации процесса выполняют следующие действия:
- вычисляют коэффициент К;
- определяют высоту и максимально возможную нагрузку гидравлики;
- рассчитывают общую площадь.
Для высоконагружаемых фильтров применяется иная методика:
- для начала определяют концентрацию загрязняющих веществ;
- после переходят к расчетам коэффициента рециркуляции;
- в завершение занимаются предполагаемым размером фильтрующей основы.
Кроме вышеперечисленных, имеются и иные способы расчета биофильтров, отличающиеся не меньшей точностью. Но их проведение предполагает задействование более сложных форм.
Расчетные этапы
Для удобства восприятия их следует представить в виде краткого перечня:
- Определение структуры загрязняющих элементов. Это позволит подобрать наиболее подходящий вид живых организмов для борьбы с ними.
- Вычисление размера резервуара для равномерного распределения внутри полезных бактерий.
- Расчет оптимальной скорости очистного процесса. Сделать это нужно с учетом жизнедеятельности микроорганизмов. На устранение посторонних составляющих у них должно быть время.
- Разработка габаритного чертежа.
Как осуществляется фильтрация
Еще раз вернемся к вопросу: как происходит очистка в биофильтрах. Функционирование таких систем базируется на природной возможности микроорганизмов улавливать из проходящих через них водных потоков органику и неорганику. Они могут воздействовать и на органические соединения искусственного происхождения, инициируя процесс разложения и окисления. В результате остаются только жидкость и углекислый газ.
Основным очищающим элементом выступает фильтрующий слой. На его поверхности живые организмы создают биологически активную оболочку. Загрязняющие компоненты проходят через нее и сорбируются. На дальнейшем этапе они (уже в растворенном состоянии) присоединяются к клеткам бактерий и распадаются полностью.
Материалами для очищающей базы являются природные вещества.
Фильтр воздуха способен действовать во влажной среде от 60 до 100% влажности.
Нюансы работы с фильтром биологической очистки воды
Взаимодействуя с подобными системами, следует помнить, что они представляют собой настоящую «жизнь», для поддержания которой необходимо учитывать целый ряд требуемых условий.
- Строгое соблюдение температурного режима жизненно важно для бактерий. В противном случае они погибнут и об эффективном очищении водного раствора можно будет забыть.
- О надлежащем уровне влажности также предстоит позаботиться. Оптимальным будет показатель не ниже 60% (но лучше больше).
- Чтобы избежать гибели микроорганизмов, следует постоянно поддерживать наличие питательной для них среды. Для развития им требуется постоянное питание.
Преимущества и недостатки биоустановок
К выраженным плюсам стоит отнести:
- Невысокую эксплуатационную стоимость. Очищающие элементы не нужно менять, так как жизненный цикл организмов составляет примерно 5 лет.
- Экологичность данного сооружения. В процессе фильтрации участвуют только вещества природного происхождения.
- Высокая эффективность очистки.
- В завершении деятельности бактерий нет необходимости в особой утилизации продуктов распада.
- Если фильтрующая установка создана по всем правилам и с учетом надлежащих условий, обслуживать ее уже не придется.
К недостаткам биофильтрации следует причислить:
- Внушительный размер очистных конструкций. Для типового обывателя, привыкшего видеть фильтры компактными, без труда помещающимися в небольшое отделение под мойкой — это от части шокирующая информация. В маленьком помещении такую установку разместить не удастся.
- Биофильтр выступает вторичной ступенью очищения. Он не избавляет жидкость от химических составляющих. Поэтому предварительно водный раствор следует фильтровать от них.
Наша компания «Вода Отечества» на протяжении долгих лет занимается разработкой, внедрением и производством самых современных систем водоочистки. Кроме этого, мы осуществляем монтаж приборов и их гарантийное обслуживание. Стабильно высокое качество продукции и сравнительно невысокие цены неизменно привлекают покупателей, которые отзываются о нашей работе исключительно в положительном ключе.
На производственной базе нашей компании осуществляется полный цикл изготовления технических средств очистки и обеззараживания собственной разработки для питьевой жидкости, а также сборка устройств из комплектующих ведущих зарубежных производителей.
Вентиляция
Очистные установки могут снабжаться воздухом искусственным или естественным путем. Как именно кислород подается в систему, зависит от климата местности и вида фильтрующего устройства.
Чтобы зимой сооружение не подвергалась переохлаждению, рядом с ней монтируют противоветровую защиту. Выглядеть она может в форме купола ограждения. Кроме этого, в фильтруемой жидкости поддерживают равномерность подачи сточных потоков. При этом существенно ограничивают возможность проникания охлажденных воздушных течений к элементам конструкции. Для этого на вентиляционные решетки устанавливают створки-жалюзи, тканевые экраны.
На наличие воздуха в системе также влияет толщина биологической оболочки. Если она разрастается слишком сильно, то доступ кислорода прекращается. Как следствие, начинается активный процесс распада мертвых микроорганизмов — гниение. Данная проблема особо актуальна для капельных устройств.
Заключение
Сегодня мы подробно разобрали, что такое фильтры био для очистки воды и как они работают. Инновационные технологии на базе органики начинают внедряться повсеместно. Биологический способ очищения жидкости от вредоносных примесей позволяет человечеству шагать в ногу с самыми современными требованиями экологии.
