Капельный фильтр

– Капельный фильтр это разновидность системы очистки сточных вод . Он состоит из неподвижного слоя камней , кокса , гравия , шлака , пенополиуретана , сфагнового торфа , керамики или пластика, по которому сточные воды или другие сточные воды слоя микробной слизи ( биопленки стекают вниз и вызывают рост ), покрывающего поверхность. кровать СМИ. Аэробные условия поддерживаются за счет разбрызгивания, диффузии, а также за счет принудительного прохождения воздуха через слой или естественной конвекции воздуха, если фильтрующий материал пористый. Очистка сточных вод или других сточных вод с помощью капельных фильтров является одной из старейших и наиболее хорошо изученных технологий очистки.

Основными компонентами полной системы капельного фильтра являются:

слой фильтрующей среды, на котором образуется и развивается слой микробной слизи;
кожух или контейнер, в котором находится слой фильтрующего материала;
систему распределения потока сточных вод по фильтрующему материалу; и
система удаления и утилизации любого осадка из очищенных сточных вод.

Термины капельный фильтр, капельный биофильтр, биофильтр , биологический фильтр и биологический капельный фильтр часто используются для обозначения капельного фильтра. Эти системы также описываются как фильтры грубой очистки, фильтры периодического действия, фильтры с насадочной средой, альтернативные септические системы, перколяционные фильтры, процессы прикрепленного роста и процессы с фиксированной пленкой.

Описание процесса

Изображение 1. Схематическое сечение контактной поверхности слоя среды в капельном фильтре.

Обычно отстоявшийся поток сточных вод поступает на высокий уровень и проходит через первичный отстойник. Надосадочная жидкость из резервуара поступает в дозирующее устройство, часто в опрокидывающееся ведро, которое подает поток к рукавам фильтра. Струя воды течет через рукава 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 выводятся в атмосферу.

Удаление загрязняющих веществ из потока сточных вод включает в себя как поглощение , так и адсорбцию органических соединений и некоторых неорганических соединений (таких как ионы нитрита и нитрата ) слоем микробной биопленки . Фильтрующий материал обычно выбирают таким образом, чтобы обеспечить очень высокое соотношение поверхности к объему. Типичные материалы часто являются пористыми и имеют значительную площадь внутренней поверхности помимо внешней поверхности среды. Прохождение сточных вод через среду обеспечивает растворенный кислород , который необходим слою биопленки для биохимического окисления органических соединений, и выделяет углекислый газ, воду и другие окисленные конечные продукты. По мере утолщения слоя биопленки он в конечном итоге отслаивается в поток жидкости и впоследствии становится частью вторичного ила. Обычно после капельного фильтра устанавливается осветлитель или отстойник для отделения и удаления отслоившейся пленки. Фильтры, в которых используются материалы более высокой плотности, такие как песок, пена и торф, не образуют осадка, который необходимо удалять, но могут потребоваться нагнетатели воздуха, обратная промывка и/или закрытая анаэробная среда. ^{[ нужна ссылка ]}

Биопленка

Биопленка, которая развивается в капельном фильтре, может достигать толщины в несколько миллиметров и обычно представляет собой студенистую матрицу, которая может содержать многие виды бактерий , инфузорий и амебоидных простейших, кольчатых червей , круглых червей , личинок насекомых и других представителей микрофауны. (Если кольчатых червей много, фильтр можно рассматривать как вермифильтр .) Он сильно отличается от многих других биопленок, толщина которых может составлять менее 1 мм. Внутри 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 отслаиваться участками, что приводит к «весеннему опадению». ^{[ 1 ]}

Типы

Одиночные капельные фильтры можно использовать для очистки небольших сбросов бытовых септиков и очень небольших сельских систем очистки сточных вод. На более крупных централизованных очистных сооружениях обычно параллельно используется множество 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 обеспечивают более высокое качество очистки и помогают снизить уровень общего азота (TN), способствуя нитрификации в слое аэробной среды и денитрификации в анаэробном септическом резервуаре. В некоторых системах используются фильтры в двух рядах, 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 очистки может улучшить нитрификацию и денитрификацию, поскольку большая часть углеродистого окислительного материала удаляется при первом проходе через фильтры.

Типы носителей

В капельной системе могут использоваться различные типы фильтрующих материалов для поддержки биопленки. Наиболее часто используемые типы материалов включают кокс , пемзу открытыми порами , пластиковый матричный материал, пенополиуретан с , клинкер, гравий, песок и геотекстиль . Идеальный фильтрующий материал оптимизирует площадь поверхности для прикрепления микробов, время удержания сточных вод, обеспечивает циркуляцию воздуха, устойчив к закупорке, механически прочен при любых погодных условиях, обеспечивая доступ к фильтру пешком, и не разрушается. Некоторые жилые системы требуют установки принудительной аэрации, что увеличивает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.

Синтетические фильтрующие материалы могут представлять значительный риск возгорания, как это было продемонстрировано в Крайстчерче , Новая Зеландия, в мае 2022 года, когда загорелись два больших капельных фильтра, наполненных пластиковыми тюками фильтров. Возникший запах оказал существенное влияние на многих жителей города, и это событие вывело из строя значительную часть мощностей по очистке сточных вод. ^{[ 2 ]}

Очистка промышленных сточных вод

Для очистки промышленных сточных вод могут использоваться специальные капельные фильтры, в которых используется пластиковый материал и высокая скорость потока. Сточные воды различных промышленных процессов очищаются в капельных фильтрах. Такие капельные фильтры промышленных сточных вод бывают двух типов:

Большие резервуары или бетонные ограждения, заполненные пластиковой упаковкой или другой средой. ^{[ 3 ]}
Вертикальные башни, заполненные пластиковой упаковкой или другим материалом. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Доступность недорогих пластиковых набивок для башен привела к их использованию в качестве фильтрующих слоев в высоких башнях, высота некоторых из которых достигает 20 метров. ^{[ 6 ]} Еще в 1960-х годах такие башни использовались на: нефтеперерабатывающем заводе Great Northern Oil's Pine Bend в Миннесоте ; Трафальгарский нефтеперерабатывающий завод Cities Service Oil Company в Оквилле, Онтарио, а также фабрика по производству крафт-бумаги. ^{[ 7 ]}

Очищенные стоки воды из капельных фильтров промышленных сточных вод обычно обрабатываются в осветлителе для удаления осадка, который отделяется от слоя микробной слизи, прикрепленного к капельному фильтрующему материалу, как и в других применениях капельных фильтров.

Некоторые из новейших технологий струйных фильтров включают аэрированные биофильтры из пластикового материала в сосудах с использованием воздуходувок для нагнетания воздуха на дно сосудов с нисходящим или восходящим потоком сточных вод. ^{[ 8 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Процессы биологической очистки сточных вод; вторичная очистка» . Стаффордширский университет. Архивировано из оригинала 18 апреля 2011 года . Проверено 13 декабря 2019 г.
^ «Информация о запахе очистных сооружений» . Городской совет Крайстчерча . Проверено 13 июня 2022 г.
^ Сауди Арамко. «Программа инженерного развития Saudi Aramco» ( PPT ) . Университет нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда. стр. 62–65. Архивировано из оригинала ( PPT ) 28 июля 2011 г.
^ Патент США 4351729 , Энрике Р. Витт, «Биологический фильтр и процесс», выдан 28 сентября 1982 г.
^ Дэвис, Аллен. «Рециркуляционные системы» (PDF) . Обернский университет . п. 6. Архивировано из оригинала (PDF) 23 октября 2015 г.
^ Бейчок, Милтон Р. (1967). Водные отходы нефтяных и нефтехимических заводов (1-е изд.). John Wiley & Sons Ltd. LCCN 67019834 .
^ Брайан, Э.Х.; Мёллер, Д.Х. (20 апреля 1960 г.). Аэробное биологическое окисление с использованием Dowpac . Конференция по биологической переработке отходов. Манхэттенский колледж.
^ Ван Сперлинг, Маркус (2007). Реакторы с активным илом и аэробными биопленками . Публикации IWA. ISBN 978-1-84339-165-4 .

[staffuni-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Процессы биологической очистки сточных вод; вторичная очистка» . Стаффордширский университет. Архивировано из оригинала 18 апреля 2011 года . Проверено 13 декабря 2019 г.

[2] «Информация о запахе очистных сооружений» . Городской совет Крайстчерча . Проверено 13 июня 2022 г.

[3] Сауди Арамко. «Программа инженерного развития Saudi Aramco» ( PPT ) . Университет нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда. стр. 62–65. Архивировано из оригинала ( PPT ) 28 июля 2011 г.

[4] Патент США 4351729 , Энрике Р. Витт, «Биологический фильтр и процесс», выдан 28 сентября 1982 г.

[5] Дэвис, Аллен. «Рециркуляционные системы» (PDF) . Обернский университет . п. 6. Архивировано из оригинала (PDF) 23 октября 2015 г.

[Beychok-6] Бейчок, Милтон Р. (1967). Водные отходы нефтяных и нефтехимических заводов (1-е изд.). John Wiley & Sons Ltd. LCCN 67019834 .

[7] Брайан, Э.Х.; Мёллер, Д.Х. (20 апреля 1960 г.). Аэробное биологическое окисление с использованием Dowpac . Конференция по биологической переработке отходов. Манхэттенский колледж.

[8] Ван Сперлинг, Маркус (2007). Реакторы с активным илом и аэробными биопленками . Публикации IWA. ISBN 978-1-84339-165-4 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

v т и Сточные воды
Источники и виды	Кислотный дренаж шахт Балластная вода Ванная комната Блэкуотер (уголь) Блэкуотер (отходы) Продувка котла Рассол Комбинированная канализация Градирня Охлаждающая вода Фекальный осадок серая вода Проникновение/приток Промышленные сточные воды Ионный обмен Фильтрат Навоз Производство бумаги Пластовая вода Обратный поток Обратный осмос Сантехническая канализация Септаж Сточные воды Осадок сточных вод Туалет Городской сток
Показатели качества	Адсорбируемые органические галогениды Биохимическая потребность в кислороде Химическая потребность в кислороде Колиформный индекс Насыщение кислородом Тяжелые металлы рН Соленость Температура Общее количество растворенных твердых веществ Всего взвешенных веществ Мутность Надзор за сточными водами
Варианты лечения	Активный ил Газированная лагуна Очистка сельскохозяйственных сточных вод Сепаратор нефти и воды API Угольная фильтрация Хлорирование Осветлитель Построенные водно-болотные угодья Децентрализованная система сточных вод Расширенная аэрация Факультативная лагуна Управление фекальным осадком Фильтрация танк Имхоффа Очистка промышленных сточных вод Ионный обмен Мембранный биореактор Обратный осмос Вращающийся биологический контактор Вторичное лечение Седиментация Септик Отстойник Очистка осадка сточных вод Очистка сточных вод Канализационная добыча Стабилизационный пруд Капельный фильтр Ультрафиолетовое бактерицидное облучение УАСБ Вермифильтр Станция очистки сточных вод
Варианты утилизации	Комбинированная канализация Испарительный пруд Пополнение подземных вод Инфильтрационный бассейн Нагнетательная скважина Орошение Морской сброс Морской водосток Восстановленная вода Сантехническая канализация Поле септика Канализационная ферма Ливневая канализация Поверхностный сток Вакуумная канализация
Категория: Канализация