Биопесчаный фильтр
Биопесчаный фильтр (BSF) представляет собой систему очистки воды в месте использования, адаптированную из традиционных медленных песчаных фильтров . Биопесчаные фильтры удаляют из воды болезнетворные микроорганизмы и взвешенные вещества с помощью биологических и физических процессов, происходящих в песчаном столбе, покрытом биопленкой . Было показано, что ЧФ удаляют тяжелые металлы, мутность, бактерии, вирусы и простейшие. [1] [2] BSF также уменьшают обесцвечивание, запах и неприятный вкус. Исследования показали корреляцию между использованием BSF и снижением частоты диареи . [3] Благодаря своей эффективности, простоте использования и отсутствию постоянных затрат фильтры из биопеска часто считаются подходящей технологией .в развивающихся странах. По оценкам, во всем мире используется более 200 000 BSF. [1]
Бытовой биопесчаный фильтр был предложен доктором Дэвидом Манцем в конце 1980-х годов в Университете Калгари , Канада. [4] Система была разработана на основе медленного песочного фильтра , технологии, которая использовалась для очистки питьевой воды с 1800-х годов. [3] Первоначальные лабораторные и полевые испытания были проведены в 1991 году; система была запатентована в 1993 г. [4] и внедрена в полевых условиях в Никарагуа . Канадская некоммерческая компания Center for Affordable Water and Sanitation Technology ( CAWST ) была основана в 2001 году Дэвидом Манцем и Камиллой Доу Бейкер .способствовать образованию и обучению в области очистки и санитарии воды, включая использование этой технологии, и продолжать ее развитие. [3] Частная компания Hydraid Biosand Water Filter производит и распространяет чертежи фильтров. [5]
Биопесчаные фильтры обычно изготавливаются из бетона или пластика. [5] В верхней части фильтра плотно прилегающая крышка предотвращает попадание в фильтр загрязнений и нежелательных вредителей. Ниже этого пластина диффузора предотвращает нарушение биопленки при заливке воды в фильтр. Затем вода проходит через столб песка, удаляя болезнетворные микроорганизмы и взвешенные твердые частицы. Ниже столба песка слой гравия предотвращает попадание песка в дренажный слой и засорение выпускной трубы. Под разделительным слоем находится дренажный слой, состоящий из более крупного гравия, который предотвращает засорение у основания выпускной трубы. [3]
Патогены и взвешенные вещества удаляются биологическими и физическими процессами, происходящими в биослое и слое песка. Эти процессы включают в себя:
Высокий уровень воды (гидравлический напор) в зоне приемного резервуара проталкивает воду через диффузор и фильтр, а затем снижается по мере равномерного прохождения воды через песок. Скорость потока замедляется, потому что меньше давление, чтобы протолкнуть воду через фильтр. Вода на входе содержит растворенный кислород, питательные вещества и загрязнители. Он обеспечивает кислород, необходимый микроорганизмам в биопленке. Крупные взвешенные частицы и болезнетворные микроорганизмы задерживаются в верхней части песка и частично закупоривают поры между песчинками. Это приводит к снижению скорости потока. [1]
Время простоя обычно составляет более 80% дневного цикла; в это время процессы микробной аттенуации, вероятно, будут значительными. Большая часть удаления происходит там, где вода контактирует с биопленкой. Процессы, происходящие в биопленке, не выявлены. [1] Когда слой стоячей воды достигает уровня выпускной трубы, поток прекращается. В идеале она должна быть достаточно высокой, чтобы биопленка в слое песка оставалась влажной и позволяла кислороду диффундировать через стоячую воду в биослой. [1]Период паузы позволяет микроорганизмам в биослое потреблять патогены и питательные вещества в воде. Скорость потока через фильтр восстанавливается по мере их расходования. Если период паузы слишком длинный, биослой поглотит все патогены и питательные вещества и погибнет, что снизит эффективность фильтра при его повторном использовании. Период паузы должен составлять от 1 до 48 часов. [1] Возбудители в небиологической зоне погибают от недостатка питательных веществ и кислорода. [1]
