Главная  Свойства 

 

Методы интенсификации работы биофильтров

 

Выбор типа сооружения глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ осуществляется с учетом качества исходных сточных вод, требований к степени их очистки, наличия фильтрующих материалов.

 

В связи с повышением требований к качеству очищенных сточных вод полная биологическая очистка дополняется фильтрами, прудами или физико-химическими методами доочистки. В особых случаях необходимая степень доочистки достигается только при использовании сорбции на активированном угле. Однако этот метод требует термической регенерации угля, что связано с большими капитальными и эксплуатационными расходами.

 

Широкое распространение для глубокой очистки сточных вод от взвешенных веществ получили методы процеживания на микрофильтрах и барабанных сетках, при использовании этих аппаратов в очищенной сточной воде должны отсутствовать вещества, затрудняющие промывку (смолы, жиры, масла, нефтепродукты и пр.). Концентрация взвешенных веществ в исходной воде не должна превышать 40 мг/л. Число резервных сетчатых барабанных фильтров надлежит принимать по СНиПу.

 

При применении сетчатых барабанных фильтров в схеме глубокой очистки сточных вод следует предусматривать периодическую промывку водой, йрошедшей сетчатые барабанные фильтры при давлении 0,15 МПа (1,5 кгс/см . При этом число промывок принимается 8-12 раз в сутки с продолжительностью промывки 5 мин и расходом промывной воды 0,3-0,5% расчетной производительности барабанной сетки ( 14. .

 

1 Схема сетчатого барабанного фильтра:

 

1 барабан; 2 поперечные связи барабана; 3 продольные связи; 4 ребра жесткости; 5 трубы опорожнения; 6 входной канал; 7 передняя рама; 8 входная труба; 9 закладной патрубок; 10 цепочное колесо; 11- сточная труба; 12 передний подшипник; 13 электродвигатель; 14 редуктор; 15 шестерня; 16 бункер; 77 трубопровод промывной воды; 18 разбрызгиватель; 19 бактерицидные лампы; 20 водослив; 21 канал фильтрата; 22 задняя рама; 23 задний подшипник

 

Сетчатые барабанные фильтры также применяются в качестве самостоятельных сооружений глубокой очистки (микрофильтры). Степень очистки сточных вод, достигаемая на сетчатых барабанных фильтрах соответствует данным СНиПа.

 

Для доочистки сточных вод применяются фильтры с зернистой загрузкой следующих конструкций: однослойные ( 14.4 и 14. с восходящим или нисходящим потоком жидкости, фильтры конструкции СМ. Быкова ( 14. ; аэрируемые двухслойные ( 14. и каркасно-засыпные (КЗФ) ( 14. . В зависимости от конструкции и климатических условий фильтры следует располагать на открытом воздухе или в помещении. При расположении фильтров на открытом воздухе трубопроводы, запорная арматура, насосы и прочие коммуникации должны располагаться в проходных галереях. В качестве фильтрующего материала допускается использовать кварцевый песок, гравий, гранитный щебень, гранулированный доменный шлак, антрацит, керамзит, полимеры, а также другие зернистые загрузки, обладающие необходимыми свойствами, химической стойкостью и механической прочностью.

 

Расчетные параметры фильтров с зернистой загрузкой для глубокой очистки городских и близких к ним по составу производственных сточных вод после биологической очистки следует принимать по табл. 52 СНиП 2.03.04-8 Расчет площади фильтров надлежит производить по максимальному часовому притоку за вычетом допустимой неравномерности, равной 15%.

 

1 Схема скорого фильтра:

 

1 корпус фильтра; 2 желоба Для распределения фильтруемой воды и для отвода промывной; i дренажная система; 4 отвод фильтрованной воды; 5 подача промывной воды; 6 отвод грязной промывной воды; 7 распределительный карман; 8 подача осветляемой воды

 

1 Схема фильтра с восходящим потоком воды и во-довоздушной промывкой:

 

1 загрузка; 2 пескоулавли-вающий желоб; 3 карман; 4 отвод фильтрованной воды;5 отвод промывной воды; 6 подача воды на промывку; 7 подача очищаемой воды; 8 подача воздуха; 9 и 10 распределительные системы для подачи соответственно воды и воздуха; 11 струенаправляющий выступ

 

1 Фильтр конструкции С. И. Быкова:

 

1 цилиндрическая часть; 2 конусная часть; 3 клапанная коробка; 4 гидроэлеватор; 5 отвод профильтрованной воды; б песок; 7 дренажные плитки; 8 кольцевая труба; 9 подача исходной воды; 10 гидравлический сепаратор; 11 отвод промывной воды

 

1 Каркасно-засыпной фильтр:

 

1 поддерживающие гравийные слои; 2 распределительная система для воды; 3 подача воздуха при промывке; 4 песчаная засыпка; 5 гравийный каркас; 6 трубчатая система для подачи исходной и отведения промывной воды; 7 подача исходной воды; 8 отвод промывной воды;9 подача промывной воды; 10 отвод фильтрата

 

Промывка фильтров разделяется на текущую и профилактическую. Текущая промывка производится при предварительном сбросе воды по поверхности загрузки, после чего осуществляется подача воздуха с интенсивностью 20 л/(с-м2) и продолжительностью 5-10 мин, а затем последующая промывка водой с интенсивностью подачи 16 л/(с-м2) и продолжительностью 6-8 мин.

 

Удаление промывной воды осуществляется через желоба, подвешенные над поверхностью загрузки.

 

Профилактическая промывка производится один-два раза в неделю сразу после текущей. Для этого фильтр полностью опорожняется и загрузка барботируется при одновременной подаче воздуха с интенсивностью 20 л/(с-м2) и воды с интенсивностью 1,5-2 л/(с-м2). При появлении воды на поверхности загрузки подача воздуха прекращается, и фильтр промывается одной водой с интенсивностью 12-16 л/(с-м2) в течение 2 мин.

 

При проектировании фильтров с зернистой загрузкой рекомендуется: при подаче сточных вод после биологической очистки устанавливать перед фильтрами (исключая КЗФ) барабанные сетки; применять водовоздушную промывку для однослойных, водяную -для двухслойных, водовоздушную или водяную для каркасно-засыпных; при этом промывку следует осуществлять не хлориро-ванной фильтрованной водой; вместимость резервуаров промывной воды и грязных вод от промывки фильтров принимать не менее чем на две промывки; при необходимости осуществлять насыщение фильтрованной воды кислородом; принимать трубчатые распределительные дренажные системы большого сопротивления; для фильтров с подачей воды сверху вниз предусматривать устройство гидравлического или механического взрыхления верхнего слоя загрузки.

 

В качестве зернистого фильтрующего материала применяют кварцевый и керамзитовый песок, гранитный щебень, гранодиорит, шунгизит, гравий, горелые породы, металлургические шлаки, окатанный речной песок и др.

 

Сооружения доочистки на 10000, 17000, 21000 м3/сут сточных вод состоят из помещения фильтров и непроизводственно-вспомогательных помещений. Размеры в плане подземной части зданий 24 24, 36 22,5 и 24 36 м и надземной 12 9, 12 18 и 12 18 м. Набор технологических емкостей и подсобно-производственных помещений, их конструктивные и объемно-планировочные решения аналогичны сооружениям пропускной способностью 2700-7000 м3/сут. Различны лишь размеры в плане и число фильтров, а также размеры других технологических емкостей. В табл. 14.1 приведены характеристики фильтров для доочистки сточных вод.

 

Фильтры с загрузкой из гранитного щебня фракцией 2-5 мм высотой слоя 0,9-1,2 м и с дренажом рекомендуются для доочистки сточных вод от взвешенных веществ при скорости фильтрования 8 м/ч,и направлении движения жидкости сверху вниз. При продолжительности фильтроцикла 12 ч эффективность доочистки достигает 70% (содержание взвешенных веществ в выходящей воде составляет 4-6 мг/л).

 

В последние годы в системах доочистки сточных вод стали широко применяться новые методы, которые сочетают в себе достоинства фильтров и предусматривают возможность биологической деструкции остаточных органических загрязнений после полной биологической очистки сточных при помощи прикреплённой биомассы. В качестве загрузочного материала, на котором происходят процессы глубокого изъятия загрязнений, используются полимерные элементы типа «Контур», «Водоросль» и некоторые другие материалы. В практике очистки сточных вод эти сооружения получили наименование биореакторов доочистки. На 14.9 приведена одна из конструкций биореактора.

 

1 Биореактор глубокой очистки:

 

1 резервуар; 2 загрузка из стеклоершей; 3 трубопровод подачи сточных вод; 4 сборный желоб; 5 трубопровод отвода воды; б аэрационная система; 7 воздухопровод; 8 аэрационная система; 9 воздухопровод; 10 опоры; 11 окна; 12 перепускное окно; 13 стенка контейнера; 14 трубопровод опорожнения; 15 эрлифтная ниша

 

Принцип работы биореакторов заключается в следующем. В резервуар с загрузочным материалом подаётся биологически очищенная сточная вода, прд загрузочным материалом установлена система аэрации, которая обеспечивает в резервуаре необходимую циркуляцию сточной воды через контейнеры с загрузкой. Этот поток вовлекает поступающую сточную жидкость в циркуляцию, снабжает биомассу гидробионтов, прикрепляющуюся на загрузке, кислородом, активным илом из вторичных отстойников и растворенными в воде органическими веществами.

 

При заиливании загрузочного материала их отмывают подачей воздуха через аэрационную систему. Водовоздушный поток внутри контейнеров срывает иловые отложения с загрузки, в это время осуществляют опорожнение биореактора и ил выводится из сооружения. На период промывки биореактора подача очищаемой сточной жидкости на доочистку прекращается.

 

Скорость фильтрации в биореакторах принимается в диапазоне от 5 до 7 м /ч при пропуске максимального часового расхода, при времени обработке сточных вод в 0,5-1 ч. Путём простой обработки биологически очищенных сточных вод достигается снижение содержания взвешенных веществ и органических загрязнений (по БПК) с 15-50 до 1-5 мг/л.

 

В зависимости от степени глубокой очистки биореакторы доочист-ки могут быть установлены в одну или несколько ступеней. Для повышения эффективности на поверхность загрузочного материала с потоком сточной воды однократно подаётся порошкообразные активированные угли (ПАУ). После промывки фильтров в сточную воду подают некоторое количество ПАУ.

 

Биоценоз биореактора образуется спонтанно и состоит из довольно большого количества видов различных микроорганизмов, в результате чего на загрузке развивается вполне устойчивая экосистема.

 

Переоборудование станции на технологию с биореакторами доочи-стки с одновременным повышением эффекта очистки сточных вод без строительства отдельных сооружений глубокой очисткой позволяет сэкономить значительные средства.

 

Основными методами интенсификации биофильтров являются:

 

замена объёмной загрузки на плоскостную;

 

Основной целью интенсификации работы биологических фильтров является повышение их пропускной способности и эффективности очистки сточных вод. Реконструкции должен предшествовать ряд мероприятий, без выполнения которых выполнять работы практически невозможно. Перед реконструкцией необходимо: провести анализ работы всего комплекса очистных сооружений и отдельно биофильтров; осуществить экспертизу технического состояния биофильтров, включая конструкционную часть, загрузочный материал, состояние системы распределения, сбора и отведения воды; разработать мероприятия по реконструкции, включая различные варианты решений, дать их технико-экономическую оценку и выбрать оптимальный вариант.

 

использование многоступенчатой схемы очистки в биофильтрах;

 

изменение технологической схемы работы всего комплекса сооружений;

 

На 12.27 представлены принципиальные технологические схемы реконструкции действующих станций биофильтрациии с целью интенсификации их работы и улучшения качества очистки сточных вод. На схеме А дана технологическая схема до реконструкции, схема Б и В соответственно с частичной и полной перегрузкой объёмной загрузки на плоскостную с возможным наращиванием ограждающих стен и увеличением слоя загрузочного материала. В этом случае сохраняется одноступенчатая биологическая очистка. Схемы Г и Д предполагают перевод технологической схемы очистки на двухступенчатую и перегрузку объёмной загрузки на плоскостную только первой или обеих ступеней биофильтров.

 

изменение системы водораспределения сточных вод по поверхности загрузки биофильтра;

 

12.2 Принципиальные схемы реконструкции станций биофильтрации:

 

повышение ферментативной активности микроорганизмов за счёт воздействия ультразвуком.

 

Реконструкция капельных биофильтров. Технологическая схема очистки сточных вод на капельных биофильтрах включает, следующие сооружения: решетки; песколовки; двухъярусные отстойники; капельные биофильтры, вторичные вертикальные отстойники, контактные резервуары.

 

Для проверки пропускной способности биофильтра необходимо выполнить поверочные расчёты по определению реальной пропускной способности сооружения и определить возможность её увеличения в соответствии с техническим заданием на реконструкцию. Все расчёты выполняются по формулам, приведённым в разделе 12.6.

 

1 первичные отстойники; 2 вторичные отстойники; 3 третичные отстойники; 4 биофильтр с объёмной загрузкой; 5 биофильтр с плоскостной загрузкой

 

Замена загрузочного материала. 1 вариант реконструкция капельного биофильтра в высоконагружаемый.

 

В отечественной практике наибольшее распространение получили капельные биофильтры прямоугольные в плане, размещенные в здании. Высота слоя загрузочного материала таких конструкций биофильтров составляет от 2, 3 м ( 12.1 .

 

Пропускная способность биофильтра при этом может быть увеличена в 1,5-2,5 раза.

 

Рассмотрим возможные варианты интенсификации работы биофильтров.

 

Для этого необходимо увеличить высоту слоя загрузочного материала минимум до 2 м, установить низконапорные вентиляторы; подвести воздухопроводы к окнам в междудонном пространстве; устроить в каналах на выходе из биофильтров гидравлические затворы для предотвращения утечки воздуха в атмосферу.

 

1 объёмная загрузка биофильтра; 2 дозировочные баки; 3 плоскостная загрузка

 

2 вариант реконструкция капельного биофильтра в биофильтр с плоскостной загрузкой ( 12.2 .

 

Во всех случаях очистка сточных вод производится по двухступенчатой технологической схеме. При этом на первой ступени используется биофильтр с плоскостной загрузкой, а на второй ступени очистки остается капельный биофильтр. Вторая ступень биологической очистки должна обеспечить очистку сточных вод до требуемых показателей. Дополнительно для подачи сточной воды на вторую ступень очистки необходимо устройство насосной станции.

 

12.2 Варианты реконструкции капельных биофильтров при замене объёмной загрузки на плоскостную:

 

В результате реконструкции капельных биофильтров пропускная способность очистных сооружений увеличится в 4-6 раз.

 

При замене объёмного загрузочного материала на плоскостной необходимо учитывать, что оптимальная высота плоскостной загрузки должна быть не менее 3-4 м. На 12.28 приведены возможные варианты реконструкции капельных биофильтров с заменой загрузки на пластмассовую.

 

Реконструкция высоконагружаемых биофильтров. Для интенсификации работы высоконагружаемых биофильтров и улучшения эффективности очистки сточных вод на очистных сооружениях можно применить несколько вариантов реконструкции. Методы интенсификации работы высоконагружаемых биофильтров путём реконструкции мало, чем отличаются от реконструкции капельных биофильтров. Из большого количества вариантов реконструкции выделим и рассмотрим два наиболее часто применяющихся решения.

 

Метод реконструкции сооружений без увеличения высоты слоя загрузки биофильтра с плоскостной загрузкой не обеспечивает улучшения качественных показателей очищенной воды.

 

Высота ограждающих конструкций высоконагружаемых биофильтров увеличивается до 3-4 м, в качестве плоскостного загрузочного материала возможно использовать рулонный загрузочный материала из гофрированного вторичного полиэтилена. Для орошения поверхности загрузочного материала Целесообразно применить оросители струйного типа.

 

Изменение технологической схемы работы капельных биофильтров. Движение сточной воды по очистным сооружениям после реконструкции осуществляется следующим образом: после песколовок сточная вода поступает непосредственно на биофильтры с плоскостной загрузкой без первичного отстаивания. Для биофильтра с плоскостной загрузкой используется часть капельного биофильтра с увеличением слоя загрузочного материала до 3-4 м. После первой ступени очистки сточная вода насосами перекачивается в существующие двухъярусные отстойники и доочищается в капельных биофильтрах; после отстаивания во вторичном отстойнике и после дезинфекции очищенная вода сбрасывается в водоём.

 

Реконструкция высоконагружаемых биофильтров путём замены загрузочного материала на плоскостной. Для этого необходимо выполнить следующие работы: смонтировать новую водораспределительную систему; нарастить высоту стен биофильтра; заменить существующие лотки на каналы большей пропускной способности; переоборудовать систему подачи сточной воды на очистку; заменить водоотводные лотки к вторичным отстойникам.

 

а существующая схема очистки сточных вод; б с полной заменой загрузочного материала в аэрофильтрах; в с заменой загрузочного материала в одном из аэрофильтров: 1 существующие аэрофильтры; 2 подача неочищенной сточной воды; 3 напорный трубопровод неочищенной сточной воды; 4 трубопроводы очищенной воды после аэрофильтров; 5 очищенная сточная вода; 6 биофильтры с пластмассовой загрузкой; 7 очищенная сточная вода на третичные отстойники; 8 третичные отстойники; 9 насосная станция; 10 напорный трубопровод на вторую ступень биологической очистки; 11- вторичный отстойник; 12 реактивные оросители; 13 биофильтр второй ступени очистки с пластмассовой загрузкой

 

Изменение технологической схемы работы высоконагружае-мых биофильтров с заменой загрузочного материала. В данном случае рассматривается только реконструкция биофильтров с изменением технологической схемы очистки сточных вод. Проанализируем три возможных варианта реконструкции ( 12.2 .

 

Второй вариант. Реконструкция всех биофильтров с заменой загрузочного материала и работой их по двухступенчатой технологической схеме.

 

12.2 Существующая схема очистки на биофильтрах до реконструкции и варианты их реконструкции:

 

Для реализации второго варианта реконструкции потребуется строительство дополнительных отстойников после биофильтров с плоскостной загрузкой и насосной станции для перекачки осветленной воды после отстойников на вторую ступень в аэрофильтр.

 

Первый вариант. Реконструкция обоих аэрофильтров путем замены гравийной загрузки на плоскостную (пластмассовую) с работой их по одноступенчатой технологической схеме.

 

Третий вариант. Реконструкция одного из биофильтров с заменой загрузочного материала. В этом случае работа сооружений также будет осуществляться по двухступенчатой схеме: на первой ступени работает биофильтр с плоскостной загрузкой, на второй аэрофильтр, выполняющий дополнительную функцию биореактора глубокой очистки.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0068