Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Установка капельного фильтра в Соединенном Королевстве : стоки из первичных отстойников разбрызгиваются на слой крупного гравия (Станция очистки сточных вод Benfleet).

Капельный фильтр представляет собой тип очистки сточных вод системы. Она состоит из неподвижного слоя пород , кокса , гравий , шлак , полиуретановой пены , сфагнового торф , керамические или пластмассовые средства массовой информации , по которому сточные воды или других сточных вод стекает вниз и вызывает слой микробного слизи ( биопленки ) , чтобы расти, охватывающий кровать СМИ. Аэробные условия поддерживаются за счет разбрызгивания, диффузии или принудительной подачи воздуха. протекание через слой или естественная конвекция воздуха, если фильтрующая среда пористая.

Термины капельный фильтр , капельный биофильтр , биофильтр , биологический фильтр и биологический капельный фильтр часто используются для обозначения капельного фильтра . Эти системы также были описаны как фильтры грубой очистки, прерывистые фильтры, фильтры с уплотненным слоем среды, альтернативные септические системы, фильтрующие фильтры, процессы присоединенного роста и процессы с фиксированной пленкой.

Описание процесса [ править ]

Типичная полная система капельного фильтра
Изображение 1. Схематический разрез контактной поверхности слоя среды в капельном фильтре.
Сломанный капельный фильтр на станции очистки сточных вод в Нортоне, Зимбабве , демонстрирует важность технического обслуживания для предотвращения разрушения конструкции

Обычно осевшие сточные воды поступают на высоком уровне и проходят через первичный отстойник. Супернатант из резервуара течет в дозирующее устройство, часто опрокидывающееся ведро, которое подает поток к рычагам фильтра. Смыв воды проходит через рычаги и выходит через ряд отверстий, направленных под углом вниз. Это приводит в движение рычаги, равномерно распределяя жидкость по поверхности фильтрующего материала. Большинство из них открыты (в отличие от прилагаемой схемы) и свободно вентилируются в атмосферу.

Удаление загрязняющих веществ из потока сточных вод включает в себя как поглощение и адсорбции из органических соединений и некоторые неорганические виды , такие как нитрит и нитрат - ионов в слое микробной био пленки . Фильтрующий материал обычно выбирается так, чтобы обеспечить очень большую площадь поверхности по отношению к объему. Типичные материалы часто бывают пористыми и имеют значительную площадь внутренней поверхности в дополнение к внешней поверхности среды. Прохождение сточных вод через среду обеспечивает растворенный кислород, который требуется слою биопленки для биохимического окисления органических соединений и высвобождения.углекислый газ, вода и другие окисленные конечные продукты. По мере того, как слой биопленки утолщается, он в конечном итоге отслаивается в потоке жидкости и впоследствии образует часть вторичного ила. Обычно за капельным фильтром следует осветлитель или отстойник для отделения и удаления отслоившейся пленки. Другие фильтры, использующие среды с более высокой плотностью, такие как песок, пена и торфяной мох, не производят ил, который необходимо удалять, но требуют принудительных воздуходувок и обратной промывки или замкнутой анаэробной среды. [ необходима цитата ]

Биопленка [ править ]

Биопленка, которая образуется в капельном фильтре, может достигать толщины в несколько миллиметров и обычно представляет собой студенистую матрицу, содержащую многие виды бактерий , ресничек и амебоидных простейших, кольчатых червей , круглых червей, личинок насекомых и многих других представителей микрофауны. Это сильно отличается от многих других биопленок, толщина которых может быть менее 1 мм. В толще биопленки могут существовать как аэробные, так и анаэробные зоны, поддерживающие как окислительные, так и восстановительные биологические процессы. В определенное время года, особенно весной, быстрый рост организмов в пленке может привести к тому, что пленка станет слишком толстой, и она может отслоиться участками, что приведет к «весеннему тлеющему снегу». [1]

Соображения по дизайну [ править ]

Типичный капельный фильтр имеет круглую форму, от 10 до 20 метров в поперечнике и от 2 до 3 метров в глубину. Круглая стена, часто из кирпича, содержит слой фильтрующего материала, который, в свою очередь, опирается на нижний дренаж. Эти дренажные системы служат как для удаления жидкости, проходящей через фильтрующий материал, так и для обеспечения свободного прохождения воздуха через фильтрующий материал. В центре поверх фильтрующего материала установлен шпиндель, поддерживающий две или несколько горизонтальных перфорированных труб, доходящих до края материала. Отверстия на трубах предназначены для обеспечения равномерного потока жидкости по всей площади среды, а также расположены под углом, так что когда жидкость течет из труб, весь узел вращается вокруг центрального шпинделя. [1] Отстоявшиеся сточные воды доставляются в резервуар в центре шпинделя через какой-либо дозирующий механизм, часто с опрокидывающимся ведром на небольших фильтрах.

Фильтры большего размера могут быть прямоугольными, а распределительные рычаги могут приводиться в действие гидравлической или электрической системой. [1]

Типы [ править ]

Одиночные капельные фильтры могут использоваться для очистки небольших сбросов септических резервуаров в жилых домах и очень небольших систем очистки сельских сточных вод. На более крупных централизованных очистных сооружениях обычно параллельно используется несколько капельных фильтров.

Системы могут быть сконфигурированы для однопроходного использования, когда очищенная вода подается в капельный фильтр один раз перед утилизацией, или для многопроходного использования, когда часть очищенной воды возвращается в цикл и повторно обрабатывается через замкнутый контур . Многопроходные системы приводят к более высокому качеству обработки и помогают удалить уровни общего азота (TN), способствуя нитрификации в слое аэробной среды и денитрификации.в анаэробном септике. В некоторых системах используются фильтры в двух группах, работающих последовательно, так что сточные воды проходят два прохода через фильтр со стадией осаждения между двумя проходами. Каждые несколько дней фильтры меняются, чтобы сбалансировать нагрузку. Этот метод обработки может улучшить нитрификацию и денитрификацию, поскольку большая часть углеродсодержащего окислительного материала удаляется при первом прохождении через фильтры.

Типы носителей [ править ]

Для поддержания биопленки в капельнице могут использоваться различные типы фильтрующих материалов. Наиболее часто используемые типы сред включают кокс , пемзу , пластичный матричный материал, пенополиуретан с открытыми порами , клинкер, гравий, песок и геотекстиль . Идеальная фильтрующая среда оптимизирует площадь поверхности для прикрепления микробов, время удержания сточных вод, пропускает воздух, сопротивляется засорению, является механически прочной при любых погодных условиях, позволяя пешеходный доступ через фильтр, и не разлагается. Некоторые жилые системы требуют установки принудительной вентиляции, что увеличивает расходы на обслуживание и эксплуатацию.

Очистка промышленных сточных вод [ править ]

Для очистки промышленных сточных вод могут использоваться специализированные капельные фильтры, в которых используются пластмассовые материалы с высокой пропускной способностью. Сточные воды от различных промышленных процессов обрабатываются капельными фильтрами. Такие капельные фильтры промышленных сточных вод бывают двух типов:

  • Большие резервуары или бетонные ограждения, заполненные пластиковой упаковкой или другой средой. [2]
  • Вертикальные башни заполнены пластиковой упаковкой или другой средой. [3] [4]

Доступность недорогих пластиковых насадок колонн привела к их использованию в качестве капельных фильтровальных пластин в высоких башнях, некоторые из которых достигают высоты 20 метров. [5] Еще в 1960-х такие башни использовались на нефтеперерабатывающем заводе Great Northern Oil в Пайн-Бенд в Миннесоте ; нефтеперерабатывающий завод Cities Service Oil Company Trafalgar в Оквилле, Онтарио, и фабрика по производству крафт-бумаги. [6]

Очищенные сточные воды из капельных фильтров промышленных сточных вод обычно обрабатываются в осветлителе для удаления ила, который отслаивается от микробного слоя слизи, прикрепленного к капельному фильтрующему материалу, как и в случае других капельных фильтров.

Некоторые из новейших технологий струйных фильтров включают в себя аэрированные биофильтры из пластмассы в резервуарах с использованием нагнетателей для нагнетания воздуха на дно резервуаров с нисходящим или восходящим потоком сточных вод. [7]

См. Также [ править ]

  • Биофильтры
  • Очистка промышленных сточных вод
  • Перечень технологий очистки сточных вод
  • Вращающиеся биологические контакторы
  • Реактор с струйным слоем
  • Вермифильтр

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c «Биологические процессы очистки сточных вод; вторичная очистка» . Стаффордширский университет. Архивировано из оригинального 18 апреля 2011 года . Проверено 13 декабря 2019 .
  2. ^ Король Фахд университет нефти и полезных ископаемых, курс ХЭ 101.11 архивной 2011-07-28 в Вайбак Machine программы Saudi Aramco Engineering Development,страницах 62-65включая Рисунок 11
  3. ^ Биологический фильтр и процесс патент США 4351729, 28 сентября 1982, Назначена Celanese Corporation
  4. ^ Лекция д-ра Аллена Дэвиса, Обернский университет , стр. 6 из 8 pdf-страниц, включая схему капельного фильтра с насадочной колонной) [ требуется полная ссылка ]
  5. ^ Бейчок, Милтон Р. (1967). Водные отходы нефтяных и нефтехимических заводов (1-е изд.). John Wiley & Sons Ltd. LCCN 67019834 . 
  6. ^ EH Брайан и DH Moeller, аэробное биологическое окисление с использованием Dowpac , бумага 42, конференция по биологической переработке отходов, Manhattan College, 20 апреля 1960 года [1]
  7. ^ Маркус Ван Сперлинг (2007). Активированный ил и аэробные биопленочные реакторы . Публикации IWA. ISBN 978-1-84339-165-4.