БИОФИЛЬТР

Полезная модель относится к биологической очистке сточных вод от взвешенных и растворенных органических веществ с применением микрофлоры и может быть использована в сельском и коммунальном хозяйствах при очистке бытовых сточных вод.
Биофильтры представляют собой закрепленный на носителе биоценоз, состоящий из множества различных бактерий, простейших водорослей, грибов и др., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Очистка сточных вод биофильтрами проводится в аэробных и в анаэробных условиях. При очистке в анаэробных условиях сообщество микроорганизмов представлено одними бактериями. При очистке в аэробных условиях в сообществе микроорганизмов развиваются простейшие.
Известен биофильтр для очистки сточных вод в биологических прудах, в виде искусственных водоемов с глубиной не превышающей 1 м. В этих прудах биофильтр представляет собой водную растительность, способствующая снижению концентрации биогенных элементов и регулированию кислородного режима водоема, см. Кривошеин Д.А. и др. «Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков», Учебн. пособие, М., Высшая школа, 2003 г. 241-248.
Недостатком указанного биофильтра является низкая окислительная способность, сезонность работы, потребность в больших территориях и др.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип полезной модели, является биофильтр в виде загрузки из полимерной сетки с пучками волокон. В процессе работы загрузка обрастает пленкой биоценоза. Сточная вода омывает неподвижный материал загрузки с биоценозом и очищается, см. RU №1731739, М. Кл. С 02 F 3/00, 89 г.
Недостатком этого аналога является невысокая степень очистки, обусловленная сравнительно малой удельной рабочей поверхностью и, соответственно, малой скоростью массообмена.
Технической задачей, решаемой полезной моделью является увеличение степени очистки за счет повышения удельной рабочей поверхности носителя с биоценозом и улучшения за счет этого массообмена.
*
Решение указанной задачи обеспечено тем, что биофильтр, содержащий загрузку из полимерной сетки с пучками волокон, согласно полезной модели, загрузка биофильтра закреплена на каркасном блоке из прямоугольных пластиковых рамок, скрепленных между собой в параллелепипед, при этом полимерная сетка закреплена на гранях и по высоте параллелепипеда в поперечных плоскостях, перпендикулярных его продольной оси. В предпочтительных вариантах выполнения, полимерная сетка закреплена в поперечных плоскостях, расположенных по высоте параллелепипеда, с шагом, составляющим не менее 15 мм.; полимерная сетка, расположенная в поперечных плоскостях, закреплена на каркасе и сетке, расположенной на гранях параллелепипеда; величина ячеек полимерной сетки составляет не более 10 мм. 10 мм.; длина пучков полимерных волокон в ячейках полимерной сетки составляет не более шага закрепления полимерных сеток в поперечных плоскостях каркасного блока; в качестве материала для пластиковых рамок каркасного блока использован полипропилен.
Техническим результатом от использования предложенной полезной модели является обеспечение создания простого в изготовлении и обслуживании эффективного биофильтра для установок, предназначенных для очистки бытовых сточных вод хозяйственно-фекального происхождения.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
На фиг.1 показан общий вид каркаса для сетеобразной загрузки (аксонометрическая проекция);
на фиг.2 - общий вид каркаса с сетеобразной загрузкой и пучками волокон (вид сбоку);
на фиг.3 - общий вид блока сетеобразной загрузкой (аксонометрическая проекция).
Биофильтр содержит каркасный блок в виде параллелепипеда 1, изготовленный из прямоугольных пластиковых рамок, скрепленных между собой. Загрузка биофильтра выполнена из полимерной сетки 2 с пучками волокон 3. Полимерная сетка 2, расположенная в поперечных плоскостях (перпендикулярно к граням параллелепипеда 1), закреплена как на ребрах, параллелепипеда так и на сетке, расположенной в гранях параллелепипеда. В местах скрепления сеток образуются узлы 4. В узлах сеток 2 закреплены пучки 5 из полимерных волокон. Длина пучков составляет не более 15 мм. и определяется шагом расположения по высоте параллелепипеда сеток 2, лежащие в поперечных плоскостях. Этот шаг I составляет не менее
*
15 мм. Опытным путем было установлено, что величина ячеек полимерной сетки должна составлять не более 10 мм. 10 мм. В качестве материала для изготовления пластиковых рамок каркасного блока 1 целесообразно использовать полипропилен. Этот материал прочен, легко обрабатывается, относительно дешев и не поддается гниению. Срок использования этого материала составляет не менее 50 лет.
Работа биофильтра осуществляется следующим образом,
Обычно биофильтр размещают в секциях соответствующей камеры очистной установки, при поступлении обрабатываемой сточной воды в которую, она омывает с сетчатую загрузку с биоценозом. В результате контакта биофильтра со сточной водой на сетчатой загрузке 2 с пучками волокон 5 образуется биопленка из иммобилизованных микроорганизмов. Высокая физиологическая активность прикрепленных микроорганизмов связана с интенсивной сорбцией на погруженных в сточную воду поверхностях сетеобразной загрузки органических веществ, ферментов, бактерий и особым расположением микроорганизмов на границе раздела фаз, выгодным с точки зрения энергетических затрат бактерий. Все вышеперечисленное приводит к увеличению стойкости прикрепленных микроорганизмов к неблагоприятным условиям среды, пролонгации действия и ускорению их метаболической деятельности. Обрабатываемая жидкость свободно обтекает нити сетки и закрепленные на ней пучки волокон, чем достигается (за счет развитой поверхности взаимодействия) необходимый массообмен между сточной водой и прикрепленными на поверхности сетеобразной загрузки микроорганизмами. При чрезмерном обрастании поверхности сетки 2 и пучков 5, излишняя биопленка отделяется от загрузки под действием гравитации и движения воды, и уносится током сточной воды. Этим обеспечивается саморегенерация биофильтра.
Применение биофильтра с сетеобразной загрузкой и пучками волокон, позволяет достичь очистки сточной воды по БПК более 95%, по взвешенным веществам более 93%, по нитратам и фосфатам более 60% независимо от исходных величин показателей загрязнения сточных вод.