Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Несмотря на широкие возможности интенсификации биологической очистки путем различных воздействий на АИ, все большее развитие приобретают многоступенчатые схемы очистки как локальных промышленных, так и смешанных городских сточных вод.
10.3.1.3. Биофильтры
Биофильтры представляют собой сооружения, заполненные крупнозернистым материалом, поверхность которого орошается сточной жидкостью. Орошение производится непрерывно либо периодически с промежутком 5—15 мин. При контакте сточной воды с образующейся на поверхности загрузочного материала биопленкой происходит сорбция и трансформация органических загрязняющих веществ клетками микроорганизмов. Материал загрузки должен иметь развитую поверхность, обладать достаточной пористостью, обеспечивающей необходимую аэрацию биофильтра и максимальный контакт очищаемой воды с биопленкой. Материал должен быть механически прочен и не содержать токсичных для микроорганизмов примесей. В качестве загрузочного материала могут быть использованы щебень, шлак, галька.
Аэрация биофильтра может быть естественной и принудительной. Применение искусственной аэрации позволяет значительно интенсифицировать работу биофильтра. Устройство аэрируемого биофильтра (аэрофильтра) представлено на рис. 51-
В биофильтре происходит непрерывный процесс роста и отмирания биопленки. Омертвевшая биопленка смывается протекающей водой и выносится за пределы биофильтра. Очищенная вода поступает в отстойник, где вынесенные частицы биопленки осаждаются. Эффект очистки нормально работающих биофильтров достаточно высок и достигает по БПК5 90%.
339
Ч ,' • і' '
І'ііІШЩрІі'
Сточная
^ бо да
воздух
Ъ>>^Ч\т Очищенная
Рис. 51. Схема аэрофильтра
Микроорганизмы, населяющие биофильтры, идентичны тем, которые образуются при почвенных методах очистки. Однако вследствие усиления аэрации численность микроорганизмов в биофильтре (в расчете на единицу массы) во много раз превосходит содержание почвенных микроорганизмов на полях фильтрации.
Особенно характерно для биофильтров разрастание на поверхности загрузочного материала различных плесневых грибов. Эти микроорганизмы также участвуют в минерализации органических веществ, однако их чрезмерное разрастание при повышенной нагрузке на биофильтр может привести к образованию сплошной волокнистой пленки на поверхности биофильтра и вследствие этого к ухудшению аэрации, а иногда и к заиливанию биофильтра. Эффективной мерой борьбы с заиливанием является прекращение подачи сточной воды в биофильтр на 1—2 сут и перелопачивание поверхности фильтрующей загрузки. При появлении признаков заиливания рекомендуется перевод биофильтра на очистку повышенного объема сточных вод с пониженной концентрацией загрязняющих веществ.
Широко применяются вращающиеся дисковые биофильтры, сочетающие в себе достоинства обычных биофильтров и аэротенков. Сущность процесса очистки сточных вод с помощью этих биофильтров состоит в окислении органических веществ в биопленке, образуемой иммобилизованными микроорганизмами. Материалом-носителем биопленки является пенополистирол или асбестоцемент. Биопленка образуется на поверхности дисков в результате естественной иммобилизации клеток микрофлоры из городских сточных вод. Образующуюся пленку микроорганизмов можно адаптировать к новому субстрату. При многоступенчатой очистке сточных вод с применением дисковых био
340
фильтров, адаптированных к разным типам загрязняющих веществ, достигается высокая эффективность очистки сточных вод.
Сточные воды, очищаемые на биофильтрах и в аэротенках от растворенных и мелкодисперсных органических веществ, подвергают предварительной механической очистке от грубодисперсных взвешенных частиц. При очистке городских (хозяйственно-бытовых) сточных вод образуются большие количества осадков, утилизация которых представляет серьезную проблему. Такой осадок имеет неприятный запах, плохо сохнет, содержит большое число яиц гельминтов и различных патогенных микроорганизмов.
Эти осадки перерабатывают в специальных сооружениях — перегни-вателях, в которых происходит разложение твердого органического вещества под действием анаэробных микроорганизмов.
10.3.2. Анаэробное обезвреживание осадков
Под действием микроорганизмов в анаэробных условиях в осадке происходят значительные изменения:
— изменяется его физическая структура, что облегчит последующее высушивание осадка;
— уменьшается его масса, так как часть органических веществ распадается в результате брожения до газообразных продуктов;
— горючие газы, образующиеся при брожении органических осадков, могут использоваться в качестве топлива, а остаток от брожения — в виде удобрений;
•— происходит снижение степени загрязнения осадка патогенными микроорганизмами.
Анаэробный процесс протекает в три стадии: 1) гидролиз органических соединений; 2) перевод сложных органических соединений в жирные и карбоновые кислоты, спирты, альдегиды; 3) ферментация простых органических соединений с образованием метана, углекислоты, воды, водорода, оксида углерода.
