Biofiltros biológicos para tratamento de efluentes. Informações completas sobre biofiltros para águas residuais

Filtro biológico - uma estrutura na qual as águas residuais são filtradas através de um material de alimentação coberto por um filme biológico formado por colônias de microorganismos. O biofiltro consiste nas seguintes partes principais:

• a) uma carga filtrante (corpo filtrante) constituída de escória, brita, argila expandida, brita, plásticos, fibrocimento, geralmente colocada em tanque com paredes permeáveis ​​ou impermeáveis;
• b) um dispositivo de distribuição de água que garanta a irrigação uniforme da superfície de carregamento do biofiltro com águas residuais em intervalos curtos;
• c) dispositivo de drenagem para retirada da água filtrada;
• d) um dispositivo de distribuição de ar, através do qual é fornecido o ar necessário ao processo de oxidação.

Os biofiltros são reservatórios contendo um meio poroso inerte através do qual as águas residuais escoam de cima para baixo. A superfície do material de carregamento está coberta de biofilme. A água inicial é distribuída uniformemente sobre a superfície do carregamento, e a água purificada é coletada em uma bandeja sob o carregamento e descarregada em um reservatório secundário para separá-la do biofilme que é constantemente lavado do material de carregamento.

Para reter o excesso de biofilme, após os biofiltros, são instalados decantadores secundários, em sua maioria do tipo vertical. O excesso de filme dos tanques de decantação secundários deve ser removido regularmente para locais de tratamento ou lodo, caso contrário, o sedimento em decomposição degrada a qualidade da água tratada. Dependendo do modo de operação do biofiltro (gotejamento ou altamente carregado), uma quantidade diferente de excesso de biofilme é formada: para biofiltros de gotejamento - 8 g / (pessoa dia), para alta carga - 28 g / (pessoa dia). O teor de umidade do lodo descarregado do clarificador secundário é de cerca de 96%.

Os biofiltros são tanques de concreto armado ou tijolos preenchidos com material filtrante, que é colocado em um fundo perfurado e irrigado com águas residuais. Para carregar biofiltros são utilizados escória, brita, plástico, etc.. O tratamento de águas residuais em biofiltros ocorre sob a influência de microorganismos que habitam a superfície da carga e formam um filme biológico. Ao entrar em contato com o líquido residual com este filme, os microorganismos extraem substâncias orgânicas da água, resultando na purificação da água residual.

Os processos de oxidação que ocorrem em um biofiltro são semelhantes aos que ocorrem em outras instalações de tratamento biológico e principalmente em campos de irrigação e campos de filtração. No entanto, no biofiltro, esses processos ocorrem com muito mais intensidade.

Ao passar pelo carregamento do biofiltro, a água contaminada deixa nele impurezas não dissolvidas que não se depositaram nos tanques de decantação primária, bem como substâncias orgânicas coloidais e dissolvidas absorvidas pelo filme biológico. Os microrganismos que povoam densamente o biofilme oxidam as substâncias orgânicas e daqui extraem a energia necessária para a sua atividade vital. Os microrganismos utilizam parte das substâncias orgânicas como material plástico para aumentar sua massa. Assim, as substâncias orgânicas são removidas das águas residuais e, ao mesmo tempo, a massa do filme biológico ativo no corpo do biofiltro aumenta. O filme gasto e morto é lavado pelo fluxo de água residual e removido do corpo do biofiltro. O oxigênio do ar necessário para o processo bioquímico entra na espessura da carga por ventilação natural e artificial do filtro.

Classificação dos biofiltros.

Os biofiltros são classificados de acordo com vários critérios.

De acordo com o grau de purificação - para biofiltros que operam para purificação biológica completa e incompleta. Os biofiltros de alto desempenho podem funcionar para limpeza total ou parcial, dependendo do grau de purificação necessário. Biofiltros de baixo desempenho funcionam apenas para limpeza completa.

De acordo com o método de suprimento de ar - para biofiltros com suprimento de ar natural e artificial. No segundo caso, eles costumam ser chamados de filtros de ar. Atualmente, os biofiltros com suprimento de ar artificial são os de maior aplicação.

De acordo com o modo de operação - para biofiltros operando com e sem recirculação. Se a concentração de contaminantes nas águas residuais que entram no biofiltro for baixa e puderem ser fornecidas ao biofiltro em um volume suficiente para lavagem espontânea, a recirculação das águas residuais não é necessária. No tratamento de efluentes concentrados, a recirculação é desejável e, em alguns casos, obrigatória. A recirculação permite reduzir a concentração de águas residuais ao valor necessário, bem como o seu tratamento preliminar em aerotanques - para tratamento incompleto.

De acordo com o esquema tecnológico - para biofiltros de estágio único e de dois estágios. Os biofiltros de dois estágios são utilizados em condições climáticas adversas, quando não é possível aumentar a altura dos biofiltros e quando é necessário um maior grau de purificação.

Às vezes, prevê-se a troca de filtros, ou seja, a operação periódica de cada um deles como um filtro do primeiro e segundo estágios.

Por vazão - para biofiltros de baixa vazão (gotejamento) e alta vazão (altamente carregado).

De acordo com as características de design do material de alimentação - para biofiltros com carregamento volumétrico e com carregamento plano.

Os biofiltros com carregamento a granel podem ser subdivididos em: biofiltros de gotejamento (baixo rendimento), com um tamanho de grão do material de carregamento de 20-30 mm e uma altura da camada de carregamento de 1-2 m;

biofiltros altamente carregados com um tamanho de material de alimentação de 40-60 mm e uma altura de camada de carga de 2-4 m; biofiltros de alta altura (torres) com um tamanho de material de alimentação de 60-80 mm e uma altura de camada de carga de 8-16 m. Os biofiltros com carregamento plano são subdivididos em: biofiltros com carregamento rígido na forma de anéis, cortes de tubos e outros elementos. Como carga, podem ser utilizados elementos de enchimento de cerâmica, plástico e metal. Dependendo do material de carga, sua densidade é de 100-600 kg/m8, a porosidade é de 70-90%, a altura da camada de carga é de 1-6 m; biofiltros com carregamento rígido na forma de grades ou blocos montados a partir de planos alternados e chapas onduladas. As cargas de bloco podem ser feitas de vários tipos de plástico (policloreto de vinila, polietileno, polipropileno, poliestireno, etc.), bem como de folhas de fibrocimento. Densidade de carregamento de plástico 40-100 kg/m3, porosidade 90-97%, altura da camada de carregamento 2-16 m. carregamento macio ou rolo, feito de malhas metálicas, filmes plásticos, tecidos sintéticos (nylon, nylon), que são montados em estruturas ou empilhados em rolos. A densidade dessa carga é de 5-60 kg/m3, a porosidade é de 94-99%, a altura da camada de carga é de 3-8 m.

Os biofiltros submersíveis, que são reservatórios cheios de águas residuais e com fundo côncavo, também devem ser referidos como biofiltros com carga plana. Um poço com discos de plástico, cimento amianto ou metal montados com diâmetro de 0,6-3 m é instalado ao longo do tanque ligeiramente acima do nível do esgoto. A distância entre os discos é de 10-20 mm, a velocidade do eixo com os discos é 1-40 min-1.

Os biofiltros planares com bulk e soft loading são recomendados para uso em vazões de até 10 mil m3/dia, com block loading - até 50 mil m3/dia, biofiltros submersíveis - para vazões baixas de até 500 m3/dia.

As vantagens do método de tratamento biológico são a capacidade de remover vários compostos orgânicos, incluindo os tóxicos, das águas residuais, a simplicidade do projeto do equipamento e o custo operacional relativamente baixo. As desvantagens incluem altos custos de capital, a necessidade de adesão estrita ao regime tecnológico de tratamento, o efeito tóxico de alguns compostos orgânicos sobre os microorganismos e a necessidade de diluir as águas residuais no caso de uma alta concentração de impurezas.

Bases microbiológicas dos processos de tratamento de águas residuais contendo enxofre.

O princípio do tratamento biológico de águas residuais contendo enxofre baseia-se na ocorrência de processos redox bioquímicos realizados por microorganismos ao longo de sua vida com a transformação de vários compostos inorgânicos e orgânicos de enxofre em produtos de oxidação pouco tóxicos e inofensivos.

A vantagem do método de tratamento biológico é a capacidade de remover uma variedade de compostos orgânicos, incluindo os tóxicos, das águas residuais. Além disso, a vantagem é a simplicidade do design do equipamento, custo operacional relativamente baixo e respeito ao meio ambiente. A purificação ocorre de acordo com o princípio da duplicação de uma das etapas do ciclo biológico do enxofre na natureza.

Acredita-se que o papel principal no ciclo biológico do enxofre seja desempenhado por 2 grupos de microorganismos:

• -produção de sulfeto de hidrogênio (estes incluem bactérias putrefativas, redutoras de sulfato e redutoras de enxofre)
• - oxidação de sulfeto de hidrogênio e compostos inorgânicos de enxofre

O enxofre é um elemento biogênico com ciclo redox ativo e é representado por compostos de diferentes naturezas químicas com estado de oxidação de -2 a +6. Portanto, existem diferentes grupos de microrganismos que podem remover todos os compostos de enxofre das águas residuais. Eles são subdivididos dependendo da fonte de energia, carbono e substrato usado nos grupos correspondentes.

A capacidade de oxidar ou reduzir biologicamente compostos de enxofre é inerente a representantes de todos os grupos sistemáticos de microrganismos, enquanto as bactérias se adaptam ao uso de novos substratos orgânicos mais facilmente do que outros organismos.

Entre os microrganismos que oxidam ativamente compostos inorgânicos de enxofre reduzidos em ecossistemas naturais e artificiais, os seguintes grupos podem ser distinguidos

• - Espécies de bactérias tiônicas dentro dos gêneros Thiobacillus, Themothrix, Thiomicrospira, Thiosphaera
• - Bactérias sulfurosas representadas por formas unicelulares e multicelulares pertencentes aos gêneros Achromatium, Thiobacterium, Beggiota, Thiotrix, Thioploca
• - Bactérias sulfurosas roxas e verdes fotossintéticas, bem como algumas cianobactérias

Organismos quimioorganoheterotróficos: bactérias dos gêneros Bacillius, Pseudomoas, actinomicetos e fungos

As bactérias sulfurosas são amplamente distribuídas na natureza e constituem um grupo heterogêneo no qual estão unidas por uma característica comum - a capacidade de oxidar compostos inorgânicos de enxofre reduzidos ou parcialmente oxidados. O uso dessa propriedade levou à combinação em um grupo de muitos gêneros taxonomicamente não relacionados. Vários grupos de bactérias oxidantes de enxofre diferem entre si no tipo de nutrição, propriedades fisiológicas e características ecológicas.

Entre as bactérias sulfurosas incolores, encontram-se praticamente todas as formas celulares e tipos de motilidade conhecidos. O crescimento de representantes desse grupo pode ser detectado em um valor de pH em quase toda a faixa de 1 a 10,5. As principais características que unem as bactérias sulfurosas incolores são as seguintes: são todas formas gram-negativas, aeróbicas, e algumas delas são capazes de desnitrificação, são quimiolitotróficas. Bactérias sulfurosas incolores podem ser encontradas em quase todos os lugares onde compostos de enxofre reduzido estão presentes.

Morfologicamente, as bactérias tiônicas representam um grupo muito homogêneo em relação aos códigos de Thiobacillus.

Células arredondadas em forma de bastonete com flagelo polar, neutrófilos, podem crescer em pH 6 a 8, mas não crescem abaixo de pH 3. Elas podem usar oxigênio ou, em condições anaeróbicas, nitrato ou nitreto como aceptor final de elétrons.

Algumas espécies em cultura pura não conseguem crescer em condições anaeróbias, participando da execução do processo de desnitrificação, pois são capazes de reduzir o nitrato apenas a nitrito, que é tóxico quando acumulado. Bactérias thion, no entanto, irão prosperar em uma cultura mista com microorganismos redutores de nitrito.

A maioria das bactérias tiônicas são autotróficas típicas que realizam a quimiossíntese, ou seja, a capacidade de assimilar CO2 devido à energia obtida da oxidação de compostos reduzidos de enxofre, ou seja, não necessitam de fonte orgânica de carbono, porém, para o desenvolvimento de algumas espécies simultaneamente com um doador de elétrons inorgânicos, conexões orgânicas.

O segundo grupo de bactérias sulfurosas tem a propriedade distinta de depositar gotas de enxofre no interior das células ou diretamente em sua superfície. Bactérias sulfurosas unicelulares incolores - grandes formas imóveis (Acheromatium) e móveis, movendo-se com a ajuda de numerosos peritríquios (p. Thiovulum) ou um flagelo polar (p. Macromonas). Organismos filamentosos são formas imóveis ou capazes de deslizar (pp. Beggiatoa, Thioploca), encontradas principalmente em reservatórios de lama.

As bactérias sulfurosas dominam em habitats com teor de sulfeto relativamente baixo e ricos em matéria orgânica, por exemplo, nas comunidades microbianas de sistemas domésticos de tratamento de águas residuais, zonas de maré dos mares e oceanos.

Assim, bactérias tiônicas ou não sulfurosas e sulfurosas oxidam os mesmos compostos; na ausência de sulfeto de hidrogênio no ambiente, oxidam o enxofre a tiossulfatos e, posteriormente, a sulfatos. A diferença reside no fato de que as bactérias tiônicas depositam o enxofre resultante fora de suas células, enquanto as verdadeiras bactérias sulfurosas se acumulam dentro das células.

Bactérias fotossintéticas de enxofre verde roxo são capazes de oxidar sulfeto de hidrogênio, enxofre, hipossulfito, sulfito e outros compostos de enxofre incompletamente oxidados usando a energia da luz solar. Eles contêm o pigmento bacterioclorofila, semelhante à clorofila vegetal. Nas bactérias fotossintéticas, o sulfeto de hidrogênio atua como doador de hidrogênio e o enxofre é liberado em estado livre.

Essas bactérias podem construir suas células usando o dióxido de carbono como única fonte de carbono, que não se fixa através do ciclo de Calvin, vivem principalmente no ambiente aquático. Mas essas bactérias não costumam ser encontradas no tratamento biológico ao ar livre, pois nessas condições falta um dos dois fatores de que precisam: luz ou condições anaeróbicas.

Microrganismos quimioorganoheterotróficos típicos envolvidos na oxidação de sulfeto de hidrogênio, enxofre molecular e tiossulfato também são conhecidos. Representantes dos gêneros Bacillius, Pseudomonas, Achromobacter, bem como actinomicetos, fungos mofo e leveduras pertencem à sua islu. Algumas delas, em particular, a bactéria multicelular filamentosa Sphaerotilus natans. Na presença de sulfeto de hidrogênio deposita enxofre na célula. Outros são capazes de oxidar tiossulfato a tetrationato (Na2S4O6). A formação de politionatos e sulfato também foi notada durante a ação de culturas mistas de microrganismos heterotróficos sobre enxofre elementar. Os organismos quimioorganoheterotróficos oxidam o enxofre na presença de matéria orgânica. Tal transformação lhes parece um processo secundário na direção principal do metabolismo. A oxidação do enxofre por microorganismos quimioorganoheterotróficos ocorre de forma bastante lenta e menos ativa, enquanto o sulfeto de hidrogênio, o metil mercaptano, o sulfeto de dimetila e o enxofre elementar são formados como produtos intermediários.

Quando o composto de enxofre é completamente oxidado por bactérias, os sulfatos devem ser formados. No entanto, no ambiente onde ocorre o processo de oxidação, constantemente são encontrados produtos intermediários de oxidação. Esquematicamente, a via completa para a oxidação de sulfetos a sulfatos em um meio neutro e ligeiramente alcalino pode ser representada da seguinte forma

S2->S0 (S2-n)>S2O32->SmO62->SO32->SO42-

Onde n=2-5, m=2-6

Quando os compostos de enxofre são completamente oxidados por bactérias, os sulfatos devem ser formados. No entanto, as habilidades das espécies individuais não são exatamente as mesmas. Deve-se ter em mente que nem sempre é fácil determinar quais compostos de enxofre são biologicamente oxidados, pois muitos deles não são estáveis ​​em pH baixo e também podem ser oxidados pelo oxigênio atmosférico. Freqüentemente, a oxidação não é completa e vários produtos incompletamente oxidados podem ser detectados no meio. Assim, durante a oxidação do sulfeto de hidrogênio, às vezes é formado enxofre molecular, bem como politionatos de tiossulfato. A oxidação do tiossulfato também é frequentemente acompanhada pela formação de politionatos de enxofre elementar. Nem todos esses compostos são resultado de processos enzimáticos e não são intermediários na oxidação do substrato inicial por bactérias. Muitos deles podem ser formados quimicamente ou como resultado de reações biológicas secundárias de oxidação de compostos de enxofre por microorganismos não são totalmente compreendidos.

O mecanismo dos processos oxidativos causados ​​por bactérias oxidantes SR pode ser representado pelas seguintes reações

H2S + 1/2O2 >S + H2O2

H2S + 2O2 > H2SO4

• 2S + 3O2 + 2H2O > H2SO4
• 5Na2S2O3 + 2O2 + H2O > Na2SO4 + H2SO4 + 4S
• 2 Na2S2O3 + 1/2O2 + H2O2 > Na2S4O6 + 2 NaOH

É possível que um mesmo organismo possa funcionar de maneiras diferentes na oxidação do composto de enxofre, e a importância de um ou outro depende das condições ambientais e de outros fatores.

A energia liberada durante a oxidação de sulfetos e compostos intermediários de enxofre reduzido a sulfato é acumulada na ligação microérgica do ATP. Essa reação é gasta na redução do nucleotídeo de piridina, necessário para a fixação do dióxido de carbono, bem como em outras funções vitais de bactérias incolores. Bactérias cinzentas neutras acidófilas oxidam compostos de enxofre de várias maneiras. Em algumas espécies acidófilas, o produto intermediário da oxidação do enxofre é o tetrationato, enquanto em alguns neutrófilos pode ser o tiossulfato, que é posteriormente hidrolisado em moléculas de enxofre e sulfito. Assim, a conversão do tiossulfato pode estar associada à cisão em enxofre elementar, bem como à oxidação em tetrationato e conversão em tritionato e sulfito.

Figura Esquema condicional de oxidação de compostos de enxofre em bactérias não-trófilas Th. tioparus 1 - sulfeto oxidoredutase; 2 - tiossulfato desidrogenase; 3 - serradioxiginase; 4 - sulfito oxidorredutase; 5-adenosina fosfosulfato redutase; 6 - ADP-sulfurilase

A oxidação do tiossulfato (S-SO3)2- e dos polissulfanos (S)n2- é realizada pela S-oxigenase, sendo convertido a sulfito através da formação de um produto intermediário equivalente ao enxofre elementar. O tiossulfato é uma vantagem estável em valores de pH neutros e alcalinos.

Dos politionatos, o tritionato (S3O62-) e o tetritionato (S4O62-) são os de maior interesse biológico, estáveis ​​em condições ácidas. Quando o tritionato é oxidado pela tritionato desidrogenase, o tiossulfato é formado entre outros produtos.

2S3O62-+ H2O>S2O32- + [S] + SO42- + 2 H+

É então oxidado a tetrationato pela tiossulfato desidrogenase. O principal metabólito intermediário, o tetrationato, é clivado pela tetrationato hidrolase, regenerando o tiossulfato e gerando enxofre elementar

S4O62-+ H2O>S2O32- + [S] + SO42- + 2 H+

Assim, o mecanismo de oxidação de compostos de enxofre reduzido a sulfatos é bastante complexo e ainda não totalmente compreendido. As vias químicas e bacterianas são multiestágios, e decifrar a natureza dos produtos intermediários da oxidação de compostos de enxofre reduzido parece ser bastante difícil devido à natureza dual dos processos de oxidação e à impossibilidade de eliminar muitas reações secundárias, visto que o composto de enxofre não é estável a um valor pasche baixo e também pode ser oxidado pelo oxigênio atmosférico.

Deve-se notar que a população de bactérias que oxidam o composto redutor de enxofre, devido às peculiaridades de seu metabolismo construtivo e baixa taxa de decomposição, é regenerada lentamente e, portanto, é o elo mais vulnerável na comunidade de microrganismos de instalações de tratamento biológico.

Oxidação do processador por imobilização de microorganismos

Uma análise da ecologia de bactérias tiônicas em instalações de eliminação de águas residuais e as características da intensificação do tratamento biológico de águas residuais em plantas de biossorção sugere que uma das condições para a estabilidade e atividade dos processos de biooxidação pode ser a imobilização de microorganismos. A imobilização aumenta significativamente a resistência das bactérias oxidantes de enxofre ao estresse devido a uma maior densidade populacional e também intensifica a bio-oxidação de impurezas tóxicas nas águas residuais, o que melhora a qualidade do tratamento.

Na prática, a estação de tratamento mais comum com biomassa imobilizada é um filtro biológico. Os processos de oxidação que ocorrem nos biofiltros são semelhantes aos que ocorrem em outras instalações de tratamento biológico, principalmente em campos de irrigação e campos de filtração. No entanto, em biofiltros, esses processos ocorrem com muito mais intensidade.

As células imobilizadas adquirem propriedades que não são características delas no estado livre. e permanecem estáveis, ativos e viáveis ​​por muito tempo, não sofrem modificação química. O uso de biomassa nativa de microrganismos é caracterizado por uma vida útil bastante curta. Com o armazenamento prolongado em suspensão, ocorre inevitavelmente uma diminuição no número de microrganismos, enquanto se observa uma diminuição no título das células da atividade oxidante dos microrganismos.

O desenvolvimento de métodos de tratamento de águas residuais requer a solução de dois problemas: a liberação de água de poluentes, bem como de microrganismos em suspensão. Ambos os problemas são efetivamente resolvidos usando microflora e fauna imobilizadas.

O que é um filtro biológico? Possui um tanque de formato especial no qual as águas residuais são tratadas com materiais biológicos - uma casca de vários microorganismos.

Durante os trabalhos de limpeza, ocorre uma constante circulação de ar devido à diferença de temperatura entre o ambiente e a água tratada. A ventilação é um pré-requisito para manter a vida - fornecer oxigênio aos microorganismos.

Classificação do biofiltro

Os filtros biológicos fornecem diferentes materiais para carregamento. Distribuir:

• Biofiltros com carregamento de volume. Eles contêm entulho de montanha, argila expandida, seixos, etc.
• Filtros de carga plana. Plásticos duráveis ​​são usados, operando em uma faixa de temperatura de 6 a 30 graus.

De acordo com o esquema tecnológico utilizado, existem:

• Filtros com dois estágios de purificação, que produzem água altamente purificada. Eles são usados ​​ao limitar a altura do dispositivo ou em um clima desfavorável.
• Biofiltros com um estágio de purificação.

De acordo com o grau de purificação, os biofiltros são:

• com limpeza completa
• com limpeza incompleta.

Dependendo do método de suprimento de ar, os biofiltros são divididos em:

• com circulação de ar natural;
• com suprimento de ar artificial.

Existem dois modos de operação dos filtros biológicos:

• recirculação - a água altamente concentrada é fornecida em pequenas porções para uma limpeza mais eficiente;
• sem recirculação - com baixa poluição da água.

Dependendo do rendimento, eles são classificados em:

• gotejamento - com baixo rendimento;
• altamente carregado.

Biofiltros com carregamento de volume

Geralmente são divididos em:

1. Gotejamento, que se caracterizam pela baixa produtividade. O tamanho do grão do corpo de carregamento será de 20 a 30 milímetros com uma altura de camada de dois metros.
2. Altamente carregado com um tamanho de material de carga de 40-60 milímetros e uma camada de quatro metros.
3. Os biofiltros da torre têm uma grande altura - 16 metros e um tamanho de grão de 40 a 60 milímetros.

Biofiltros com carregamento plano

1. O carregamento rígido é fornecido por anéis, peças de tubos e elementos semelhantes. Uma migalha de metal, cerâmica ou plástico é despejada no tanque. Sua densidade chega a 600 kg/m 3 , a porosidade dos materiais é de 70%. A camada de limpeza atinge seis metros.
2. Carga rígida com carga de bloco ou treliça. Os blocos são feitos de folhas de amianto (densidade de até 250 kg / m 3, porosidade de 80%, seis metros de carga) ou alguns tipos de plásticos (densidade de 40 a 100 kg / m 3, porosidade de 90%, camada de filtro até a 16 metros).
3. Rolo ou carga suave é criado por malha de metal, tecidos sintéticos, filme plástico. A carga é disposta em rolos ou fixada em uma moldura. Densidade de até 60 kg/m3, porosidade de 95% em altura de carga de até 8 metros.
4. Biofiltros para imersão - tanques com fundo côncavo. Os discos de plástico, metal ou amianto são montados acima do nível da água tratada. Os discos estão localizados a 10-20 milímetros de distância, seu diâmetro é de 06-3 metros. O eixo gira a uma frequência de até 40 min -1 .

A carga a granel e leve é ​​usada a uma vazão máxima de 10.000 m 3 /dia, carga de bloco - 50.000 m 3 /dia. Biofiltros submersíveis são eficazes em cargas baixas.

Esquema de operação do filtro

O abastecimento da massa de água é feito por gotejamento ou jato. O ar passa pelo dreno do filtro ou é retirado da superfície. O próprio efluente pré-tratado com baixa concentração de contaminantes flui para o distribuidor, que o entrega em porções à superfície da massa de carregamento. Em seguida, a água vai para o sistema de drenagem e daí para as bandejas de água fora dos limites do filtro biológico. O biofilme é removido no segundo clarificador.

Os biofiltros de gotejamento são caracterizados por baixa carga orgânica. Para limpar o corpo do filtro do biofilme morto a tempo, uma carga hidráulica é usada.

A irrigação uniforme de toda a carga do biofiltro deve ser assegurada. Isso é necessário para evitar a ocorrência de carga hidráulica aumentada ou reduzida.

Os filtros de gotejamento são quase impossíveis de ajustar às mudanças nas condições externas. Durante a operação, monitore os indicadores de contaminação e as condições dos biofiltros. A limpeza do porta-malas tem um custo alto - use uma substituição completa. O biofiltro deve ser alimentado com águas residuais com teor de sólidos em suspensão inferior a 100 mg/l.

Durante a operação, a aeração do filtro é importante. A concentração de oxigênio não deve diminuir além de 2 mg/l. É necessário garantir a limpeza periódica da cavidade sob o ralo e acima do fundo.

Os filtros biológicos de gotejamento não toleram bem o vento no inverno. Para operação eficiente, proteção contra vento é fornecida. Uma carga não homogênea leva ao encharcamento do filtro, que é eliminado com a substituição da carga. O trabalho também é perturbado por objetos estranhos na massa de carregamento e nos tanques de dosagem.

Biofiltros altamente carregados

Este tipo de filtro tem uma maior troca de ar e, consequentemente, uma capacidade de oxidação. É fornecida uma maior troca de ar com uma grande fração da carga e maior carga de água.

As águas tratadas se movem em alta velocidade e carregam substâncias de difícil oxidação e biofilme de resíduos. O oxigênio é gasto na poluição restante.

Os biofiltros altamente carregados têm uma camada de alta carga, maior granularidade de drenagem e um fundo especialmente moldado para fornecer circulação de ar artificial.

A descarga do filtro ocorrerá somente sob condições de abastecimento de água constante, ininterrupto e alto.

A altura da massa de carga é diretamente proporcional à eficiência do biofiltro.

Os filtros biológicos podem incluir:

• corpo do filtro - carga filtrante, que está localizada em um reservatório acessível para penetração de água. Os enchimentos (plástico, escória, brita, argila expandida, etc.) devem ter uma densidade baixa e uma área de superfície aumentada;
• um dispositivo de distribuição de água que permite irrigar uniformemente o leito filtrante com água suja;
• drenagem;
• dispositivo de distribuição de ar - fornece oxigênio para reações oxidativas.

Os processos oxidativos em biofiltros são semelhantes à irrigação de campos ou como em instalações de tratamento biológico, mas mais intensos.

O esquema do biofiltro

A massa de carregamento purifica a água das impurezas não dissolvidas que permanecem após a passagem dos tanques de decantação. O biofilme absorve matéria orgânica dissolvida. Os microrganismos nos biofilmes vivem da oxidação da matéria orgânica. Além disso, parte da matéria orgânica vai para aumentar a biomassa. Existem duas ações efetivas: a destruição da matéria orgânica desnecessária da água e o aumento do filme biológico. O fluxo de águas residuais leva consigo a parte morta do filme. O oxigênio é fornecido naturalmente e artificialmente através da ventilação.

cálculo do biofiltro

O cálculo é feito para encontrar a espessura efetiva da massa de carregamento e as características do dispositivo de distribuição de água, a fração de drenagem e o diâmetro das bandejas que drenam a água.

O tamanho efetivo da massa de carregamento é calculado a partir do poder de oxidação - OM. OM é a massa de oxigênio necessária por dia. É influenciado pela temperatura da água e do ambiente, o material da massa de carregamento, o tipo de poluição, o método de troca de ar, etc. Se durante um ano a temperatura média for inferior a 3 graus, o biofiltro é transferido para uma sala mais quente com possibilidade de aquecimento e abastecimento fresco cinco vezes.

O seguinte algoritmo é frequentemente usado:

1. O coeficiente K é determinado como o produto de BOD20 da entrada e saída de água.
2. Nas tabelas, determine a altura do filtro e a carga hidráulica permitida, dependendo da temperatura ambiente média no inverno e K.
3. A área total é determinada dividindo o fluxo de entrada de água pela carga hidráulica.

Biofiltros altamente carregados

Para eles, existe um método de cálculo exato:

1. A concentração permitida de contaminação da água de entrada é determinada: o coeficiente tabular K é multiplicado pelo BOD da água liberada.
2. O coeficiente de recirculação é calculado usando uma fórmula especial. É igual ao quociente de duas diferenças: a DBO do efluente de entrada menos sua concentração permitida e a concentração permitida menos a DBO da água tratada.
3. Para determinar a área do filtro, é obtido o produto do volume do abastecimento médio diário de água, acrescido de 1, a relação entre o fluxo de recirculação e o fluxo de águas residuais e o coeficiente do ponto 2. Divida delicadamente tudo pela carga e temperatura permitidas .

Existem métodos adicionais para calcular filtros biológicos que usam fórmulas complexas e fornecem resultados mais precisos.

Esquema de ventilação com biofiltro

Como mencionado acima, os biofiltros possuem duas formas de fornecer oxigênio: artificial e natural. O tipo de ventilação depende das condições climáticas e do tipo de filtro.

Para biofiltros altamente carregados, são usados ​​ventiladores de baixa pressão - EVR, TsCh. Os filtros de ar precisam de ventilação artificial. Ao instalar um biofiltro em um espaço fechado, eles também fornecem um suprimento de ar forçado.

Forneça circulação de ar constante, pois as quebras podem elevar a temperatura em até 60 graus e causar maus cheiros pela decomposição do biofilme gasto.

O biofiltro funciona eficazmente a temperaturas superiores a 6 graus. Se a água estiver em uma temperatura mais baixa, o aquecimento da água fornecida deve ser fornecido.

Para que o filtro não fique super-resfriado no inverno, a proteção contra o vento é instalada na forma de uma estrutura de cúpula e o coeficiente de irregularidade do abastecimento de águas residuais é reduzido. Eles também introduzem uma restrição ao fornecimento de ar frio: apenas 20 metros cúbicos devem ser fornecidos por metro quadrado por hora. Persianas, telas feitas de materiais de tecido são inseridas nas grades de ventilação.

A espessura do biofilme afeta o equilíbrio no filtro. Maior espessura pode levar a uma cessação do consumo de oxigênio e o apodrecimento começará. Mais comum em filtros de gotejamento.

Anteriormente, acreditava-se que o fornecimento natural de oxigênio ocorre apenas devido à diferença de temperatura. Hoje está provado que a ventilação natural é afetada por processos difusos durante as reações redox.

O que é um biofiltro? Este dispositivo possui um recipiente de uma determinada forma, que, usando biomateriais, purifica as águas residuais.

O que é um biofiltro? Este dispositivo possui um recipiente de uma determinada forma, que, usando biomateriais, purifica as águas residuais. Esses biomateriais são compostos por diversos microrganismos. Com a ajuda de mudanças na temperatura da atmosfera e do líquido a ser limpo, a circulação de ar ininterrupta é realizada durante os trabalhos de limpeza. Isso é necessário para que os microorganismos do recipiente recebam o oxigênio de que precisam para viver.

Tipos de filtros biológicos.

Nos biofiltros, vários materiais são carregados neles. Você pode destacar como:

1. Filtros usando carga volumétrica. Eles podem conter seixos, entulho e assim por diante.
2. Tecnologia de carga plana. Eles são feitos de tipos fortes de plástico, funcionando na faixa de temperatura de 6 a 30 graus.

De acordo com os esquemas tecnológicos, eles são divididos em:

• Biofiltros com dois estágios de purificação, produzindo água de alta pureza. Eles geralmente são usados ​​em condições climáticas severas ou quando a altura do instrumento é limitada.
• Filtros biológicos com um estágio.

De acordo com a qualidade da limpeza, os seguintes tipos são divididos:

• Limpeza completa.
• Não é uma limpeza completa.

Por tipo de filtros de transmissão de ar são divididos em:

• Com parto normal.
• Com circulação de ar artificial.

Também é possível distinguir 2 modos de funcionamento dos biofiltros:

• Com recirculação - o líquido fortemente contaminado é fornecido em pequenos volumes para melhor limpeza.
• Sem recirculação - usado se a água não estiver muito poluída.

Dependendo da quantidade de água purificada durante um período de tempo, distinguem-se:

• Gotejamento - com uma pequena permeabilidade de água.
• Altamente carregado - com a capacidade de limpar grandes volumes.

Os filtros biológicos que aplicam carga de volume são divididos em:

• Gotejamento. Eles têm pouco desempenho. Se o tamanho da camada for de 2 metros, o carregamento será de 2 a 3 centímetros.
• Altamente carregado. Com uma camada de 4 metros, seu carregamento será de 4 a 6 centímetros.
• Filtros de torre são produzidos com 16 metros de altura e têm um tamanho de grão de 4-6 centímetros.

Todos os tipos de biofiltros acima podem ser implementados, instalados e lançados pelo site da nossa empresa.

Filtros usando carregamento plano.

O carregamento reforçado é realizado por elementos de tubulação, anéis e componentes similares. Lascas de metal ou plástico são colocadas no tanque. A camada de limpeza pode ser de até 6 metros.

A carga amolecida é produzida por uma malha metálica, sintética ou filme plástico. A carga é colocada pelo método do rolo ou presa ao corpo. A altura da carga será de 8 metros e a porosidade será de pelo menos 95%.

Filtros biológicos para imersão - recipientes com fundo côncavo. Discos de metal, plástico ou amianto são colocados acima do nível do líquido a ser limpo. Esses discos são fixados a uma distância de 1 a 2 centímetros um do outro.

Esquema de funcionamento do biofiltro.

O abastecimento de água pode ser de dois tipos: jato e gotejamento. As massas de ar são coletadas da superfície. O efluente pouco poluente previamente tratado flui sozinho para o compartimento de distribuição, que o descarrega em partes sobre a massa de carga. Depois disso, a massa de água flui para o sistema de drenagem e depois para as bandejas fora dos limites do biofiltro. O biofilme é removido do outro reservatório.

Os filtros biológicos do tipo gotejamento implicam trabalhar com uma pequena carga orgânica. Para que o filtro seja limpo do filme morto em tempo hábil, o carregamento hidráulico é realizado.

Os biofiltros tipo gotejamento não podem ser ajustados à variabilidade de fatores externos. Ao usar, observe o grau de contaminação e o estado dos filtros. É muito mais lucrativo fazer uma troca completa da carga, pois sua limpeza é muito cara. A água residual com uma concentração de partículas suspensas não superior a 100 miligramas por litro deve ser despejada no filtro.

Um fator muito importante no uso é a aeração do biofiltro. A quantidade de oxigênio não deve ser inferior a 2 miligramas por litro. De vez em quando, é importante limpar o recesso sob o ralo e acima do fundo.

O biofiltro tipo gotejamento reage muito fortemente aos ventos frios do inverno. Para uma operação de alta qualidade do filtro, está instalada uma proteção contra o vento. Uma carga diferente leva ao entupimento do biofiltro, que pode ser removido alterando a carga. A operação do filtro também pode ser afetada por corpos estranhos nos recipientes de ração e dosagem.

Filtros biológicos altamente carregados

Este tipo de biofiltros é caracterizado pelo aumento da troca de ar e, consequentemente, do poder oxidante. O aumento da troca de ar é realizado com uma grande fração da carga e uma carga aumentada de água.

As massas de água purificada se movem em alta velocidade e carregam substâncias e biofilmes difíceis de oxidar. O oxigênio é desperdiçado para o resto da poluição.

Os filtros de alta carga são caracterizados por uma camada de alta carga, maior granularidade de drenagem e um tipo especial de fundo para circular artificialmente as massas de ar.

A descarga deste tipo de biofiltro só pode ser realizada com um fornecimento ininterrupto e constante de água.

Quanto maior a altura de carga, mais eficiente é o filtro biológico e vice-versa.

Projeto e operação de filtros

Os biofiltros podem incluir:

• O corpo do biofiltro é uma carga para filtração, que está localizada em um recipiente aberto para a entrada de massas de água. Os enchimentos devem ser de baixa densidade e maior área de superfície.
• Um dispositivo que distribui água. Proporciona irrigação sistemática da carga com água não tratada.
• Drenagem.
• Um dispositivo que distribui massas de ar. Produz reações de oxidação com a ajuda de oxigênio. Essas reações em filtros biológicos são semelhantes à irrigação da terra, mas em uma taxa mais alta.

O princípio de funcionamento do filtro biológico

O carregamento purifica a água de substâncias não dissolvidas que passaram pelos tanques de decantação. Os microrganismos existem nele por meio da oxidação da matéria orgânica. As restantes substâncias orgânicas servem para aumentar a massa biológica. 2 processos eficazes são realizados: substâncias orgânicas desnecessárias são mortas na água e o biofilme é aumentado. Massas de esgoto levarão consigo a parte morta do biofilme. A ventilação fornece oxigênio de duas maneiras: artificial e natural.

Cálculo do filtro

Biofiltros tipo gotejamento

O cálculo é necessário para encontrar o tamanho efetivo da carga e os parâmetros do dispositivo de distribuição de água, bem como o tamanho da bandeja para drenar o líquido. O tamanho da carga é calculado a partir do poder de oxidação - OM. O poder de oxidação é a quantidade de oxigênio obrigatório por dia. É influenciado pela temperatura do líquido e do ar, materiais de carregamento, métodos de fornecimento de ar e assim por diante. Quando a temperatura média anual for inferior a três graus, o filtro biológico deve ser deslocado para um ambiente mais aquecido e com 5 vezes o suprimento de ar.

Para filtros biológicos com carga elevada, existe um método de cálculo exato:

A concentração limite de poluição da massa de água de entrada é calculada. Além disso, usando as fórmulas, o coeficiente de recirculação é determinado. Existem métodos de contagem de biofiltros, que utilizam fórmulas complicadas, mas que darão resultados de alta precisão.

Ventilação de biofiltros

Como mencionado acima, os filtros biológicos possuem 2 tipos de transferência de oxigênio, natural e artificial. O tipo de ventilação é escolhido em função do tipo de biofiltro e das condições meteorológicas.

Para filtros com carga elevada, utiliza-se ventilação com baixa pressão. Quanto aos filtros de ar, a ventilação artificial é usada para eles. Instalar um filtro em um espaço confinado implica o fornecimento obrigatório de massas de ar para o mesmo.

Deve haver circulação de ar constante, pois as interrupções podem elevar a temperatura a 60 graus e provocar odores desagradáveis ​​pela decomposição do filme biológico.

O filtro funciona de forma eficaz em temperaturas acima de seis graus. Nos casos em que a temperatura do líquido for inferior a seis graus, é necessário aquecê-lo antes de servir.

Para evitar que o biofiltro congele durante as estações frias, é usada proteção contra o vento e o coeficiente de abastecimento de água desigual é reduzido. Em seguida, faça restrições ao fluxo de ar frio: 60 minutos por 1 metro quadrado. metro é fornecido não mais do que 20 metros cúbicos. metros. As grades ventiladas estão equipadas com persianas, proteção de tecido.

A largura do filme biológico afeta diretamente o equilíbrio no biofiltro. Quanto maior a largura, mais provável é que as massas de ar parem de fluir e o processo de decomposição comece. Esse problema é encontrado com mais frequência ao usar filtros do tipo gotejamento.

Costumava-se pensar que o suprimento natural de oxigênio só era possível por causa das diferentes temperaturas. Mas no final ficou conhecido que é influenciado por processos de difusão.

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Glava1.Bfiltros biológicos: características gerais e classificação

Filtro biológico - uma estrutura na qual as águas residuais são filtradas através de um material de alimentação coberto por um filme biológico formado por colônias de microorganismos. O biofiltro consiste nas seguintes partes principais:

a) uma carga filtrante (corpo filtrante) constituída de escória, brita, argila expandida, brita, plásticos, fibrocimento, geralmente colocada em tanque com paredes permeáveis ​​ou impermeáveis;

b) um dispositivo de distribuição de água que garanta a irrigação uniforme da superfície de carregamento do biofiltro com águas residuais em intervalos curtos;

c) dispositivo de drenagem para retirada da água filtrada;

d) um dispositivo de distribuição de ar, com o qual é fornecido o ar necessário para o processo de oxidação.

Os processos de oxidação que ocorrem em um biofiltro são semelhantes aos que ocorrem em outras instalações de tratamento biológico e principalmente em campos de irrigação e campos de filtração. No entanto, no biofiltro, esses processos ocorrem com muito mais intensidade.

Ao passar pela carga do biofiltro, a água poluída deixa nela impurezas não dissolvidas que não se depositaram nos tanques de decantação primária, bem como substâncias orgânicas coloidais e dissolvidas sorvidas pelo filme biológico. Os microrganismos que povoam densamente o biofilme oxidam as substâncias orgânicas e daqui extraem a energia necessária para a sua atividade vital. Os microrganismos utilizam parte das substâncias orgânicas como material plástico para aumentar sua massa. Assim, as substâncias orgânicas são removidas das águas residuais e, ao mesmo tempo, a massa do filme biológico ativo no corpo do biofiltro aumenta. O filme gasto e morto é lavado pelo fluxo de água residual e removido do corpo do biofiltro. O oxigênio do ar necessário para o processo bioquímico entra na espessura da carga por ventilação natural e artificial do filtro.

Classificação do biofiltro

Os biofiltros são classificados de acordo com vários critérios.

1. De acordo com o grau de purificação - para biofiltros que operam para purificação biológica completa e incompleta. Os biofiltros de alto desempenho podem funcionar para limpeza total ou parcial, dependendo do grau de purificação necessário. Biofiltros de baixo desempenho funcionam apenas para limpeza completa.

2. De acordo com o método de suprimento de ar - para biofiltros com suprimento de ar natural e artificial. No segundo caso, eles costumam ser chamados de filtros de ar. Atualmente, os biofiltros com suprimento de ar artificial são os de maior aplicação.

3. De acordo com o modo de operação - para biofiltros operando com e sem recirculação. Se a concentração de contaminantes nas águas residuais que entram no biofiltro for baixa e puderem ser fornecidas ao biofiltro em um volume suficiente para lavagem espontânea, a recirculação das águas residuais não é necessária. No tratamento de efluentes concentrados, a recirculação é desejável e, em alguns casos, obrigatória. A recirculação permite reduzir a concentração de águas residuais ao valor necessário, bem como o seu tratamento preliminar em aerotanques - para tratamento incompleto.

4. De acordo com o esquema tecnológico - para biofiltros de estágio único e de dois estágios. Esquemas de operação de biofiltros de estágio único com e sem recirculação são dados em 4.91 e de dois estágios com recirculação - em 4.91.6. Os biofiltros de dois estágios são utilizados em condições climáticas adversas, quando não é possível aumentar a altura dos biofiltros e quando é necessário um maior grau de purificação.

Às vezes, prevê-se a troca de filtros, ou seja, a operação periódica de cada um deles como um filtro do primeiro e segundo estágios.

5. Por vazão - para biofiltros de baixa vazão (gotejamento) e alta vazão (alta carga).

6. De acordo com as características de design do material de alimentação - para biofiltros com carregamento volumétrico e com carregamento plano.

Os biofiltros com carregamento a granel podem ser subdivididos em: biofiltros de gotejamento (baixo rendimento), com um tamanho de grão do material de carregamento de 20-30 mm e uma altura da camada de carregamento de 1-2 m;

biofiltros altamente carregados com um tamanho de material de alimentação de 40–60 mm e uma altura de camada de carga de 2–4 m;

biofiltros de grande altura (torre), com tamanho de material de alimentação de 60-80 mm e altura da camada de carregamento de 8-16 m. Biofiltros com carga plana são divididos em: biofiltros com carga rígida em forma de anéis , cortes de tubos e outros elementos. Como carga, podem ser utilizados elementos de enchimento de cerâmica, plástico e metal. Dependendo do material de carregamento, sua densidade é de 100 a 600 kg/m8, a porosidade é de 70 a 90%, a altura da camada de carregamento é de 1 a 6 m;

biofiltros com carregamento rígido na forma de grades ou blocos montados a partir de chapas planas e onduladas alternadas. As cargas de bloco podem ser feitas de vários tipos de plástico (policloreto de vinila, polietileno, polipropileno, poliestireno, etc.), bem como de folhas de fibrocimento. Densidade de carregamento de plástico 40--100 kg/m3, porosidade 90--97%, altura da camada de carregamento 2-16 M. -6 m;

biofiltros com carregamento macio ou rolo, feitos de malhas metálicas, filmes plásticos, tecidos sintéticos (nylon, capron), que são montados em armações ou empilhados em rolos. A densidade dessa carga é de 5 a 60 kg/m3, a porosidade é de 94 a 99% e a altura da camada de carga é de 3 a 8 m.

Os biofiltros submersíveis, que são reservatórios cheios de águas residuais e com fundo côncavo, também devem ser referidos como biofiltros com carga plana. Um poço com discos de plástico, cimento amianto ou metal montados com diâmetro de 0,6 a 3 m é instalado ao longo do tanque ligeiramente acima do nível do esgoto. A distância entre os discos é de 10 a 20 mm, a velocidade do eixo com discos é 1--40 min-1.

Biofiltros planares com bulk e soft loading são recomendados para uso em vazões de até 10 mil m3/dia, com block loading - até 50 mil m3/dia, biofiltros submersíveis - para vazões baixas de até 500 m3/dia.

O Soyuzvodokanalniproekt compilou um projeto experimental de biofiltros com capacidade de 200-1400 m3 / dia com carga de blocos de espuma de vidro 375X375 mm, de folhas onduladas de polietileno 500X500 mm de tamanho do tipo “onda complexa” (4,92) e folhas de cimento de amianto 974X2000 mm de tamanho.

Principais tipos de biofiltros

Biofiltros de gotejamento. Em um biofiltro de gotejamento (4.93), as águas residuais são fornecidas na forma de gotas ou jatos. A ventilação natural do ar ocorre através da superfície aberta do biofiltro e da drenagem. Esses biofiltros têm baixa carga de água; geralmente varia de 0,5 a 1 m3 de água por 1 m3 de filtro.

O esquema de operação dos biofiltros de gotejamento é o seguinte. As águas residuais, clarificadas nos tanques de decantação primária, por gravidade (ou sob pressão) entram nos dispositivos de distribuição, dos quais são periodicamente descarregadas na superfície do biofiltro. A água filtrada pela espessura do biofiltro entra no sistema de drenagem e depois flui pelo fundo impermeável contínuo até as bandejas de saída localizadas fora do biofiltro. Em seguida, a água entra nos tanques de decantação secundários, nos quais o filme removido é separado da água purificada.

Quando a carga de poluição excede a permitida, a superfície dos biofiltros de gotejamento rapidamente se torna assoreada e seu trabalho se deteriora drasticamente.

São projetadas em planta redonda ou retangular com paredes sólidas e fundo duplo: o superior é em forma de grade e o inferior é maciço.

A altura do vão do fundo duplo deve ser de no mínimo 0,6 m para a possibilidade de sua inspeção periódica. A drenagem dos biofiltros é feita de lajes de concreto armado assentes em suportes de concreto. A área total dos orifícios para a passagem da água para o sistema de drenagem deve ser de pelo menos 5 a 8% da área da superfície dos biofiltros. Para evitar o assoreamento das bandejas do sistema de drenagem, a velocidade do movimento da água nelas deve ser de pelo menos 0,6 m / s.

A inclinação do fundo inferior para as bandejas de coleta é considerada de pelo menos 0,01, a inclinação longitudinal das bandejas de coleta (o máximo possível por razões estruturais) não é inferior a 0,005.

As paredes do biofiltro são feitas de concreto armado pré-fabricado e se elevam acima da superfície de carga em 0,5 m para reduzir o efeito do vento na distribuição da água sobre a superfície do filtro. Na presença de material de alimentação barato e território livre, pequenos biofiltros podem ser dispostos sem paredes; o material do filtro neste caso é preenchido em um ângulo de repouso. Os melhores materiais para o preenchimento de biofiltros são brita e seixos.

Todos os materiais naturais e artificiais utilizados para carregamento devem atender aos seguintes requisitos: com densidade de até 1000 kg / m3, o material carregado em seu estado natural deve suportar uma carga transversal de pelo menos 0,1 MPa, pelo menos 10 resistência ao gelo ciclos de teste; fervura por 1 hora em solução de ácido clorídrico a 5%; o material não deve estar visivelmente danificado ou reduzido em peso em mais de 10% da carga inicial do biofiltro; A carga do biofiltro deve ter o mesmo tamanho em altura, e apenas para a camada de suporte inferior com altura de 0,2 m deve ser usada uma carga maior (diâmetro 60-100 mm).

Biofiltros altamente carregados. No início deste século, surgiram os biofiltros, que em nosso país eram chamados de filtros de ar e no exterior - biofiltros de alta carga. Uma característica distintiva dessas estruturas é um poder oxidante maior do que nos biofiltros de gotejamento convencionais, devido à não sedimentação de tais filtros e à melhor troca de ar neles. Isto é conseguido devido ao material de carga maior e carga de água várias vezes aumentada.

O aumento da velocidade das águas residuais garante a remoção constante das impurezas não dissolvidas dificilmente oxidáveis ​​retidas e do biofilme moribundo. O oxigênio do ar que entra no corpo do biofiltro é gasto principalmente na oxidação biológica de parte dos contaminantes não removidos do corpo do filtro.

As diferenças estruturais dos biofiltros altamente carregados são a grande altura da camada de carga, o grande tamanho de seus grãos e o desenho especial do fundo e da drenagem, que oferece a possibilidade de sopro artificial do material de carga com ar.

O espaço de fundo duplo deve ser fechado e o ar é fornecido por ventiladores. As tubulações de saída devem ser fornecidas com travas hidráulicas de 200 mm de profundidade.

As características operacionais são a necessidade de irrigar toda a superfície do biofiltro com possíveis pequenas interrupções no fornecimento de água e manter uma carga de água aumentada por 1 m2 da área da superfície do filtro (em planta). Somente nessas condições é possível lavar os filtros.

Biofiltros altamente carregados podem fornecer qualquer grau de tratamento de águas residuais, portanto, eles são usados ​​para tratamento parcial e completo.

Como os estudos mostraram, nas mesmas condições (a mesma altura e tamanho da carga, a natureza da poluição, o grau de tratamento de águas residuais, etc.), os biofiltros altamente carregados em comparação com os biofiltros de gotejamento têm um rendimento maior em termos de volume de água que passou por eles, e não em termos da quantidade de contaminantes processados ​​(oxidados). A maior eficiência destes biofiltros na remoção de poluentes das águas residuais é conseguida com o aumento da altura da camada de carga, um aumento do tamanho do grão da carga e uma melhor troca de ar.

Biofiltros de torre. Esses biofiltros têm uma altura de 8 a 16 m e são usados ​​para estações de tratamento com capacidade de até 50.000 m3/dia com terreno favorável e DBO de água purificada de 20 a 25 mg/l. Na prática doméstica, eles não receberam distribuição.

cálculo do biofiltro

Biofiltros de gotejamento. O cálculo dos biofiltros consiste em determinar o volume necessário de matéria-prima para tratamento de águas residuais e as dimensões dos elementos dos dispositivos de distribuição de água, drenagem, bandejas para coleta e descarga de água.

O volume da carga filtrante é determinado pelo poder oxidante do OM. O poder oxidante é entendido como a massa de oxigênio, expressa em gramas de DBO, que pode ser obtida por dia a partir de 1 m3 de material de alimentação do biofiltro.

O poder oxidativo do biofiltro depende da temperatura das águas residuais e do ar externo, da natureza dos contaminantes que entram, do material da carga, do método de fornecimento de ar, etc.

Em uma temperatura média anual diferente, o poder oxidante aumenta ou diminui proporcionalmente à proporção da temperatura real para 10 ° C.

A uma temperatura média anual do ar de até 3 ° C, os biofiltros de qualquer vazão são colocados em salas aquecidas com cinco trocas de ar em 1 hora; a temperatura neles deve ser 2 ° superior à temperatura das águas residuais. Os biofiltros com vazão de até 500 m3/dia estão localizados nas mesmas salas, se a temperatura média anual do ar for de 3 a 6 ° C. Nesse caso, os biofiltros com grande vazão são colocados em tendas.

Os biofiltros são organizados na forma de seções separadas. O número e tamanho das seções dependem dos métodos de distribuição de águas residuais sobre a superfície, suas condições de operação, etc.; o número de seções deve ser de pelo menos 2 e não mais de 6-8; todas as seções devem estar funcionando.

Biofiltros altamente carregados. Como resultado de estudos realizados pela ACS e MISI (I. S. Postnikov, V. V. Bezenov e S. V. Yakovlev), foram desenvolvidos métodos bastante precisos para calcular biofiltros altamente carregados.

A altura do biofiltro é determinada dependendo das condições locais e do grau necessário de tratamento de águas residuais. Se as águas residuais tratadas devem ter DBO2o=25...30 mg/l, a altura do biofiltro deve ser de pelo menos 2 m, se DBO2o=20 mg/l - pelo menos 3 m e com DBO2o= 15 mg/l - não menos de 4m.

Este método tem sérias desvantagens: a altura do biofiltro pode ser ajustada na faixa de 2 a 4 m; não há possibilidade de analisar o funcionamento dos biofiltros existentes e calcular o biofiltro para qualquer grau de purificação, etc.

Mais preciso é o método proposto pelo prof. S. V. Yakovlev. Permite calcular o biofiltro para qualquer rendimento e grau de purificação.

Como você sabe, simultaneamente com o processo de remoção de poluentes de águas residuais no corpo de biofiltros, ocorre o processo de oxidação dessas substâncias. Neste caso, naturalmente, a oxidação é muito mais lenta do que a remoção dos contaminantes.

Com base na análise de cada processo, o prof. S. V. Yakovlev propôs equações que caracterizam a relação entre os principais fatores que determinam o funcionamento dos biofiltros e recomendou um método analítico gráfico para o cálculo dos biofiltros.

Ventilação com biofiltro

A ventilação natural nos biofiltros ocorre devido à diferença de temperatura entre o ar externo e o corpo do biofiltro.

A maior parte do ar entra no corpo do biofiltro através do espaço de fundo duplo e de cima junto com a água à medida que se move no filtro. Se a temperatura das águas residuais for superior à temperatura do ar, estabelece-se um fluxo de ar ascendente (da drenagem para a superfície), com a relação inversa - descendente; em temperaturas iguais, a ventilação pode parar completamente. A intensidade da ventilação dos biofiltros também depende da altura do leito filtrante, do tamanho de seus grãos e da altura do espaço de fundo duplo. Quanto menor a carga, piores as condições de ventilação.

Estudos conduzidos por N. A. Bazyakina mostraram que o volume de oxigênio do ar usado em biofiltros, como em outras instalações de tratamento biológico, não excede 7-8%.

A temperatura dentro do biofiltro não deve ser inferior a 6°C, caso contrário o processo oxidativo praticamente para.

Em instalações de grande e média capacidade, a temperatura necessária é mantida devido ao fluxo constante de águas residuais, cuja temperatura é quase sempre superior a 8 ° C. Portanto, esses filtros geralmente não requerem isolamento. Pequenos filtros, como já observado, devem ser colocados em salas isoladas para evitar a hipotermia, principalmente à noite, quando o fluxo de águas residuais é reduzido.

Distribuição de águas residuais por biofiltros

A operação confiável do biofiltro só pode ser alcançada com irrigação uniforme de sua superfície com água. A irrigação é realizada por dispositivos de distribuição, que são divididos em dois grupos principais: fixos e móveis.

Distribuidores fixos incluem calhas ou tubos perfurados e aspersores (sprinklers), distribuidores móveis incluem calhas basculantes, rodas de enchimento móveis e distribuidores de jatos rotativos (aspersores).

Na prática doméstica e estrangeira, a irrigação por aspersão e a irrigação com a ajuda de aspersores móveis são as mais utilizadas.

Irrigação por aspersão. O sistema de aspersão consiste em um tanque de dosagem, rede de distribuição e aspersores.

Sprinklers (cabeças de aspersores) são bicos especiais usados ​​nas extremidades dos risers que se ramificam de tubos de distribuição de água colocados na superfície ou no corpo do biofiltro. As aberturas da cabeça do aspersor são pequenas, normalmente 19, 22 e 25 mm. Os aspersores são feitos de bronze ou latão para evitar a corrosão.

A vantagem desse tipo de cabeçote é que o suporte ao qual o cone inverso refletor é fixado fica distante do jato em movimento e não interfere em sua ação.

O tanque de dosagem fornece água automaticamente à rede de aspersores sob pressão constante. A duração do esvaziamento do tanque (período de irrigação), que depende principalmente da capacidade do tanque e das dimensões do tubo de saída, é sempre a mesma; a duração do enchimento do tanque depende apenas do fluxo de entrada de águas residuais, que flutua durante o dia. Portanto, a irrigação do biofiltro é realizada periodicamente, em intervalos irregulares. Para evitar o forte resfriamento de biofiltros não aquecidos, o intervalo entre a irrigação não deve exceder 5-8 minutos.

Com uma grande área, os biofiltros são divididos em seções com redes de distribuição independentes e tanques de dosagem separados.

Na prática doméstica, o tanque de dosagem mais utilizado com sifão (4. 97). Sua vantagem sobre os outros é que não possui absolutamente nenhuma parte móvel.

O tubo de saída do tanque de dosagem é um sifão, cuja seção superior se eleva acima do fundo do tanque. Dentro do tanque dosador existe um vidro virado, montado em suportes e não atingindo o fundo do tanque. Dois tubos são presos ao vidro em sua parte superior: um deles - um tubo de ar - termina com uma extremidade aberta no tanque, o outro tubo, que é um obturador de ventilação ou um regulador de pressão, termina com uma extremidade aberta trazida acima do nível máximo de água no tanque. Além disso, o regulador de pressão é conectado por um tubo de ramificação ao tubo de saída principal. Na parte superior do tanque existe um tubo de descarga, cujo diâmetro é medido de acordo com a entrada de água no tanque.

A ação do sifão automático é a seguinte. Inicialmente, a água no tanque está no nível mais baixo A, correspondente ao joelho inferior do tubo de ar. No sifão, a água neste momento está no nível B da saída dos aspersores; O regulador de pressão é enchido com água até o nível B no qual está preso ao vidro. À medida que a água entra, seu horizonte no tanque sobe, e a pressão sob o vidro e no tubo de saída permanece igual à atmosférica até que seu nível atinja a abertura do tubo de ar. Depois disso, a saída de ar por baixo do vidro para e a pressão do ar nele começa a aumentar à medida que o tanque é preenchido.

Quando o horizonte de água no tanque atingir o nível mais alto e o horizonte de água sob o vidro atingir a borda superior do tubo de saída, o nível de água no regulador de pressão cairá para o cotovelo inferior B2 e no sifão principal para o nível B2> também quase no cotovelo inferior. Neste caso, a pressão do ar sob o vidro, no tubo principal do sifão e no regulador de pressão será igual à altura da coluna de água / g Ex. No momento seguinte, a trava hidráulica do regulador de pressão se romperá, a pressão sob o vidro cairá para a atmosférica, fazendo com que a água do tanque entre no tubo principal e saia dele até o horizonte no tanque cai para o nível A do joelho inferior do tubo de ar. Assim que o ar penetrar sob o vidro através dele, o sifão irá parar, e o cotovelo do regulador de pressão, que suga a água do tubo de saída principal durante o sifão, permanecerá cheio de água.

Para regular o nível máximo de água no tanque, no qual os sifões começam a operar, a parte superior do regulador de pressão é móvel nas glândulas; levantando ou abaixando o tubo de transbordamento do regulador de pressão, você pode definir o início do sifão exatamente no momento em que o nível da água sob o copo atinge a borda do tubo de saída. A tubulação de saída do tanque pode ser disposta com ou sem vedação hidráulica. O diâmetro do sifão é igual ao diâmetro do tubo de distribuição. O diâmetro interno do sino é considerado igual a dois diâmetros do tubo do sifão, mas pode ser maior.

À medida que a água sai do tanque, o alcance do aspersor, que depende da pressão, diminui gradativamente e, assim, toda a área do círculo ao redor do aspersor é irrigada. Para uma distribuição mais uniforme da água sobre a área irrigada, o tanque de dosagem é moldado de forma que a área de suas seções horizontais em vários níveis seja proporcional ao fluxo de água do tanque em um determinado momento. Este requisito satisfaz com uma aproximação suficiente a forma de uma pirâmide truncada invertida. A área de sua seção inferior é atribuída dependendo do tamanho do tubo de saída; a área da seção superior (correspondente ao nível da água na pressão máxima) é determinada a partir da proporção especificada.

O cálculo do sistema de distribuição de água se reduz a determinar a vazão de água de cada aspersor (sprinkler), determinando a quantidade necessária deles, o diâmetro da rede de distribuição, a capacidade e o tempo de operação do tanque dosador.

A rede de distribuição é colocada em postes especiais ou diretamente no leito do filtro a uma profundidade de 0,7-0,8 m da superfície do biofiltro. A rede é colocada com uma inclinação para que possa ser esvaziada, se necessário. No final de cada tubo, é aconselhável ter um bujão através do qual a tubulação possa ser lavada com água limpa. Os aspersores são normalmente instalados 0,15 m acima da superfície de carga do filtro.

Distribuidores de água rotativos reativos (sprinklers). O aspersor rotativo consiste em dois ou quatro tubos perfurados em balanço em um tubo ascendente comum (4.100).

A água da câmara de distribuição entra sob alguma pressão em um riser montado em rolamentos de esferas; o riser pode girar livremente em torno de seu eixo vertical. Do riser, a água entra nos tubos dispostos radialmente e escorre pelos orifícios deles na superfície do biofiltro. Sob a ação da força reativa que ocorre quando a água sai dos orifícios, o distribuidor gira.

Esses aspersores de jato se espalharam no exterior (na Inglaterra, FRG e Tchecoslováquia) e se justificaram plenamente. Nós os usamos em estações de tratamento em muitas cidades (Kharkov, Slavyansk, Sheremetyevo, Vladimir, etc.)

Para acionar um aspersor de jato, é necessária uma pressão relativamente pequena (0,2--1 m), o que é uma das vantagens deste dispositivo. Além disso, com aspersores de jato, não há necessidade de dispositivo dispensador.

O diâmetro dos orifícios em tubos dispostos radialmente geralmente varia de 10 a 15 mm; a distância entre os orifícios aumenta da periferia para o centro, o que proporciona uma irrigação mais uniforme do biofiltro.

Capítulo2. Sobrelimpeza de biofiltro

Os biofiltros são estruturas em cujo corpo é colocado um bocal irregular (carga) e são fornecidos dispositivos de distribuição para águas residuais. Nos biofiltros, as águas residuais são filtradas através de uma camada de leito coberta por uma película de microorganismos.

Como carregamento são utilizados diversos materiais com alta porosidade, baixa densidade e alta superfície específica: brita, cascalho, escória, argila expandida, anéis de cerâmica e plástico, cubos, bolas, cilindros, blocos hexagonais, malhas metálicas e plásticas torcidas em rolos.

Os biofiltros se dividem em: os que trabalham com tratamento biológico completo e incompleto; com suprimento de ar natural e artificial; com e sem recirculação de efluentes; estágio único e dois estágios, gotejamento e alta carga.

Os biofiltros de dois estágios são usados ​​quando é impossível aumentar a altura do biofiltro para alcançar um alto grau de purificação.

Os biofiltros torre são utilizados para instalações de tratamento com capacidade de até 5000 m3/dia. Os biofiltros submersíveis ou de disco operam com vazões de até 500 m3/dia. Eles são um tanque no qual há um eixo giratório com discos montados nele. O nível de água residual no tanque é definido 2-3 cm abaixo do eixo horizontal. O tamanho dos discos é de 0,6 a 3 m e a distância entre eles é de 10 a 20 mm. Os discos podem ser de metal, plástico e fibrocimento. O eixo gira a uma velocidade de 1-40 rpm.

O biotanque-biofiltro (Fig. 5.72) é colocado em um alojamento com elementos de carregamento escalonados, que são semi-cilindros com um diâmetro de 80 mm. As águas residuais entram por cima, preenchendo os elementos de carregamento e descem pelas bordas. Um biofilme é formado nas superfícies externas dos elementos, e uma biomassa semelhante a lodo ativado é formada nos elementos. A saturação da água com oxigênio ocorre quando o líquido se move. resíduos de aeração de filtro biológico

Aplicação de oxigênio para aeração de águas residuais

Com aeração pneumática, o oxigênio técnico é usado em vez do ar. Este processo é por vezes referido como "bioprecipitação". É realizado em aparelhos fechados, chamados de tanques de oxigênio.

Vários projetos de tanques de oxigênio foram desenvolvidos. Na prática, são utilizados tanques de oxigênio de dois tipos: 1) combinados, operando segundo o princípio de um reator de mistura; 2) deslocadores seccionais com um clarificador secundário separado. O esquema do tanque de oxigênio seccional é mostrado na fig. 5.73. Oksitenk é um tanque retangular hermeticamente fechado, dividido por partições com orifícios em 4-6 seções. A abertura superior da divisória serve para a passagem do gás, a inferior - para a passagem da mistura de lodo. Águas residuais, lodo circulante e oxigênio entram na primeira seção.

O tempo médio de residência das águas residuais no tanque de oxigênio é determinado pela fórmula:

m = (1a-1)/, (5.34)

onde KQi e Ki são coeficientes que levam em conta a influência da concentração de oxigênio dissolvido e da dose de lodo ativado, respectivamente; Sn - teor de cinzas do lodo, frações de uma unidade; a -- dose de lodo ativado, g/l; p -- taxa de oxidação específica, mg; VPK yuln por 1 g de substância sem cinzas ou por 1 hora.

Dependendo da composição das águas residuais tratadas nos tanques de oxigênio, a concentração ideal de oxigênio na água é de 10-12 mg/l e a dose de lodo é de 7-10 g/l.

As águas residuais domésticas entram no equalizador e depois no reservatório. Após a clarificação, a água segue para o misturador, onde é misturada com o efluente industrial proveniente da fossa. Em seguida, uma mistura de água doméstica e industrial entra no aerotanque. Após a separação do lodo ativado no decantador secundário, o efluente é neutralizado com cloro, sendo então descarregado em um reservatório ou encaminhado para uso na produção.

O lodo dos tanques de decantação entra nos digestores. O gás liberado durante o processo de fermentação dos digestores é enviado para a caldeira para combustão.

Glava3. Umprojeto de hardware

3.1 Biofiltro "Greenway"»

O biofiltro "Greenway" pode ser projetado com uma fossa séptica de estágio único e como uma estrutura independente após um tanque séptico de dois estágios. Na fig. 4.4 mostra uma fossa séptica de estágio único com biofiltro. Na parte inferior do biofiltro, o tecido Algas é instalado. O tecido de poliamida protege as entradas do cartucho do biofiltro contra entupimento. O cartucho do filtro é colocado no cartucho. O material e o diâmetro da carga são atribuídos por analogia com um biofiltro de gotejamento. Meios filtrantes feitos de materiais artificiais podem ser usados. Depois de uma fossa séptica e um biofiltro, o efeito do tratamento corresponde às instalações de tratamento biológico completo. Ao usar um tanque séptico de dois estágios com um biofiltro localizado separadamente, é observado um tratamento profundo de águas residuais. Indicadores de poluição de águas residuais são dados na Tabela. 5.6.

Arroz. 5.4. Estação de tratamento integrada "Aspen": 1, 11 - tubos de fibrocimento; 2 - espuma; 3 - labirinto; 4 - peso; 5, 7 - tubos de polietileno; 6 - partições; 8 - buraco; 9 - edificação em concreto armado; 10 - carregando

Construção "Aspen"

Nas instalações de Aspen, o biofiltro é parte integrante. A estrutura foi desenvolvida na Europa e encontrou aplicação na Rússia. A estrutura é feita de concreto armado e consiste em uma estrutura anaeróbia de duas seções e um biofiltro com carregamento de argila expandida. A purificação anaeróbica prossegue sem acesso ao oxigênio. As águas residuais são fornecidas abaixo do nível da água. A primeira etapa do tratamento anaeróbico é separada da segunda por uma divisória. Um orifício é feito no centro da divisória por onde a água purificada entra no segundo estágio do tratamento anaeróbico. Na superfície das estruturas anaeróbicas, forma-se uma crosta a partir da poluição flutuante realizada por gases. Um sifão é instalado entre a segunda câmara séptica e o biofiltro. A água através do sifão entra no biofiltro. Uma malha é colocada no biofiltro acima da carga, o que evita que a argila expandida flutue. A drenagem está localizada na parte inferior do biofiltro e acima - uma camada de suporte e, em seguida, - carregamento. Capacidade da planta - 800 litros por dia. A área de construção é de 2,5 m2. A instalação está localizada abaixo e acima do nível do solo. Na fig. 5.4 mostra um diagrama da estação de tratamento de Osina. Na tabela. 5.7 mostra os indicadores da qualidade do tratamento de águas residuais.

A planta de Aspen pode ser usada para posterior pós-tratamento nas áreas de tratamento de águas residuais subterrâneas ou superficiais, mas com uma justificativa ambiental apropriada. É impossível esperar uma operação eficiente da usina no inverno devido à diminuição da temperatura da água devido ao congelamento do solo. Este edifício necessita de manutenção regular. Os autores propõem descarregar o lodo e substituir o biofiltro uma vez a cada 3 anos, e isso dependerá das condições de operação.

3.2 Estação de tratamento de águas residuais "Biodisk"

Estação de tratamento de águas residuais "Biodisk" concebida para uma população de 100, 350 e 1000 pessoas. A capacidade da estação de limpeza é de 20, 70 e 200 m3/dia. A estação de limpeza está localizada em abrigos isolados na superfície da terra. As águas residuais de edifícios residenciais entram na estação de bombeamento subterrânea, onde são limpas de contaminantes grosseiros em um recipiente de grelha. A água é fornecida por bombas submersíveis para a câmara receptora e depois para caixas de areia tangenciais, onde a areia é removida. Os coletores de areia são atribuídos se a capacidade da estação exceder 100 m3 por dia. Da caixa de areia, as águas residuais fluem por gravidade para a fossa séptica. A fossa séptica é projetada para permanecer na água por 12 a 24 horas. Na fossa séptica, as águas residuais são limpas de sólidos suspensos, contaminantes orgânicos e de nitrogênio, fosfatos e surfactantes. Da fossa séptica, a água purificada é conduzida através de orifícios na parte inferior da calha para o "Biodisco", dividido em cinco ou sete tambores de disco. O número de tambores depende da capacidade da estação de limpeza. A movimentação do líquido ocorre progressivamente, e a estrutura funciona como um deslocador. O biofilme na bateria se multiplica e morre. O biofilme tingido com água purificada é levado para o clarificador secundário. No clarificador secundário, o biofilme se deposita e é bombeado periodicamente com uma bomba submersível para a fossa séptica. Para remover o fósforo, os reagentes são introduzidos no clarificador secundário. A mesma bomba é utilizada no decantador secundário e para a recirculação dos efluentes tratados. A recirculação da água reduz a concentração de contaminantes que entram na planta Biodisk, permite regular sua qualidade e desnitrifica os nitratos. Durante o dia e a noite, a recirculação garante o funcionamento contínuo da estação de tratamento. Para o pós-tratamento de águas residuais, é utilizado um biorreator carregado com ruffs. O ar é fornecido aos rufos por um ejetor. A água residual é fornecida ao ejetor por uma bomba submersível, que é instalada no tanque do biorreator. Ruffs são regenerados pelo suprimento intensivo de ar. A poluição formada no biorreator é bombeada por uma bomba submersível para a fossa séptica. A água purificada é desinfetada na unidade de irradiação UV e descarregada na lagoa. Os sedimentos do tanque séptico são removidos periodicamente uma vez a cada 6 a 12 meses no separador de lodo. A água do espessador de lodo retorna à fossa séptica e o sedimento é aquecido a uma temperatura de 70°C, o que garante a destruição dos ovos de helmintos e a remoção parcial da microflora patogênica. O lodo tratado pode ser armazenado em depósitos de lodo ou disposto em aterro sanitário.

Combinar uma fossa séptica, um biofiltro de disco e um tanque de decantação secundário na planta de Biodisk não é ideal, pois o circuito hidráulico dos biofiltros de disco de baixa capacidade é interrompido, o que leva a uma interrupção na limpeza. A operação de uma fossa séptica depende da vazão e das concentrações dos contaminantes das águas residuais, da quantidade de água reciclada e do impacto dos produtos de decomposição na água.

3.3 Biofiltros inundados

O biofiltro inundado de dois estágios FZD consiste em dois estágios de filtros sem pressão carregados com várias cargas granulares.

O primeiro estágio do biofiltro FZD opera no modo de biofiltro inundado. A altura do carregamento não triturado de argila expandida (diâmetro de carregamento 2-10 mm) é de 2,2 m. De baixo, as águas residuais são fornecidas através do sistema de distribuição de drenagem de água perfurado e o ar é fornecido através do sistema de distribuição de ar para garantir a atividade vital de microorganismos. O ar é fornecido ao biofiltro FZD de um soprador na quantidade de 3 m3 por 1 m3 de águas residuais. Filtrado de baixo para cima através do carregamento de argila expandida com um biofilme crescido nele, o efluente parcialmente tratado, refletido do guia de jato, transborda através do açude para um canal hidráulico aberto conectando o primeiro estágio do biofiltro FZD com o segundo estágio. Em seguida, o líquido a ser limpo através de uma calha de distribuição, cuja extremidade é cortada em um canal hidráulico aberto, entra no biofiltro do segundo estágio do filtro FZD, que, dependendo do tipo de efluente e da profundidade de purificação necessária , pode ser carregado com vários materiais filtrantes: argila expandida, tufo zeolitizado, carvão ativado ou outros. A altura de carregamento do segundo estágio do biofiltro FZD é de 1 m, o diâmetro de carregamento pode variar em uma ampla faixa: de 0,63 a 5 mm, dependendo do grau de purificação necessário, a direção da filtragem é de cima para baixo. A água purificada é retirada do biofiltro do segundo estágio do FDD através de um sifão para manter um nível mínimo de água no início do ciclo do filtro. Um agente oxidante pode ser introduzido antes do segundo estágio: cloro, ozônio, etc. Se nenhum agente oxidante for introduzido antes do segundo estágio do filtro FDD, o segundo estágio opera no modo de biofiltro inundado.

A descarga ar-água reversa é realizada em etapas: na primeira etapa - sopro de ar com intensidade de 5-7 l / (s m2) por 2-3 minutos, na segunda - um suprimento conjunto de ar (o mesmo intensidade) e água (intensidade 5-6 l / (s m2) por 5 minutos, no terceiro - lavagem com intensidade de 14-16 l / (s m2) por 5 minutos, para isso é utilizada água purificada, armazenada em um tanque especial. A água suja é coletada em um recipiente separado equipado com um sistema simples de aeração para manter o biofilme em suspensão O fornecimento uniforme de água de lavagem do reservatório para a "cabeça" da estação de tratamento contribui para aumentar o efeito de sedimentação em 20-30% sedimento e biofilme em uma proporção de aproximadamente 4:1.

O biofiltro FZD (Tabela 5.8), em comparação com o biofiltro “oxypor”, permite o uso de vários tipos de cargas no primeiro e segundo estágios com diâmetros diferentes, o uso de vários tipos de agentes oxidantes antes do segundo estágio.

Arroz. 2. Biofiltro sem pressão inundado: 1 - o primeiro estágio do biofiltro, 2 - o segundo estágio do biofiltro; 3 - câmera; 4 - vertedouro; 5 - guia de jato; 6 - calhas de distribuição; 7 - drenagem tubular; 8 - drenagem de coleta de água clarificada da segunda etapa; 9 - drenagem tubular de ar

Biofiltros inundados podem ser usados ​​com justificativa apropriada.

3.4 Biofiltros Matala

Matala® está disponível em seis densidades em folhas planas e rolos (R-Matala®), quatro das quais são para horticultura e criação de carpas ornamentais.

Como tal, essas variedades de densidade foram desenvolvidas para uso como materiais compostos com base no princípio de "filtração progressiva"; abaixo estão as imagens ampliadas dessas quatro variedades.

Para filtração de água de horticultura em tanques de decantação ou retenção, os graus Matala® de baixa densidade são mais adequados, enquanto outros graus Matala® de densidade são mais adequados para biofiltros.

Essas quatro densidades de material Matala® possuem uma superfície especial de mídia filtrante, que é composta por fibras de polipropileno, moldadas e combinadas em uma matriz com excelente distribuição tridimensional.

Como resultado, este material filtrante possui um "volume livre" muito grande - até 94% (para argila expandida ou cascalho - apenas 30%), de modo que a água pode fluir através do material de maneira muito uniforme, sem redemoinhos e flutuações na densidade do fluxo .

Como o meio filtrante Matala® é mais resistente, ele apresenta algumas vantagens especiais de instalação e limpeza: Quando o Matala® é instalado nos filtros, não são necessárias malhas para suporte adicional.

Cortar o material é muito fácil. Você pode usar uma grande faca de cozinha serrilhada ou uma serra copo para cortar no local.

Limpeza do material - o trabalho ficou muito mais limpo e é muito mais fácil e rápido do que limpar outras esponjas. Lave no local ou enxágue a sujeira do Matala® simplesmente baixando e levantando-o da água.

Se o material estiver entupido com muitos sólidos ou algas, pode ser removido com jato de mangueira.

No material de filtração "Matala®" numerosos espaços porosos são criados nas dobras e junções das fibras. Ao passar por esses espaços, o fluxo de água diminui, proporcionando um ambiente ideal para a fixação primária e crescimento de bactérias nitrificantes que formam um biofilme fino.

Se os diferentes tipos de Matala® forem instalados em série, as partículas suspensas e os flocos bacterianos serão facilmente capturados sem a formação de bloqueios e zonas anaeróbias.

Ao usar o método de filtração sequencial, o material "Matala®" pode ser instalado em filtros multicâmaras como um agente "compactante". É possível preencher e utilizar eficazmente toda a área ou diâmetro das câmaras de filtração. Em sistemas com cartuchos alveolares, outros tipos de meios filtrantes devem ser instalados para evitar entupimento e bloqueio do filtro.

Como resultado, nas mesmas condições de operação, os filtros com material Matala® apresentam maior desempenho e eficiência em relação aos filtros de outros materiais.

Cconclusão

Os biofiltros com filtração por gotejamento têm baixo desempenho, mas proporcionam uma limpeza completa. Sua carga hidráulica é de 0,5-3 m3/(m2-dia). Eles são usados ​​para tratamento de água de até 1.000 m3/dia com BOD não superior a 200 mg/l. Os biofiltros altamente carregados operam com uma carga hidráulica de 10-30 m3/(m2 dia), ou seja, purificar 10-15 vezes mais águas residuais do que gotejamento. No entanto, eles não fornecem tratamento biológico completo.

Para melhor dissolução do oxigênio, a aeração é realizada. O volume de ar fornecido ao biofiltro não excede 16 m3 por 1 m3 de água residual. A BOD 300 mg/l, a recirculação da água purificada é obrigatória.

A PARTIR DElista de fontes usadas

1. Arkhipchenko I.A., Orlova O.V., Likhachev Yu.M., Fedashko M.Ya. Obtenção de biocompostos de alta qualidade // Ecologia e Indústria da Rússia, julho de 2000, p.16.

2. Bagryantsev G.I., Malakhov V.M., Chernikov V.E. Neutralização térmica e tratamento de resíduos industriais e domésticos // Ecologia e indústria, Março de 2001.

3. Bikbau M.Ya. Novas abordagens para o processamento de RSU // Boletim Ecológico da Rússia, dezembro de 2006.

4. Vaisman Ya.I., Rudakova L.V., Nurislamov G.R. Utilização de biotúneis na tecnologia de compostagem de resíduos biológicos // Ecologia e indústria, junho de 2001.

5. Galitskaya I.V. Problemas ecológicos de circulação e aproveitamento de resíduos domésticos e industriais // Geoecologia. Geologia de engenharia. Hidrogeologia. Geocriologia, 2005, nº 2, p. 144-147.

6. V. K. Mar'in, Yu. S. Kuznetsov, V. V. Belousov e D. V. Kalashnikov, Russ. Fundamentos tecnológicos do processamento de resíduos: livro didático. - Penza: PGUAS, 2004. - 204 p.

7. Palgunov P.P., Sumarokov M.V. Aproveitamento de resíduos industriais. - M.: Stroyizdat, 1990. - 352 p.

8. Semenov V.N. Um complexo moderno para o processamento de resíduos domésticos e industriais // Tecnologia da engenharia mecânica, 2005, nº 1.

9. Esmetanina V.I. Proteger o meio ambiente dos resíduos de produção e consumo. - M.: KolosS, 2003. - 230s.

10. Obrigado V.V. Fundamentos da tecnologia não-resíduos: livro didático. - 2ª ed. - Chelyabinsk: Ed. SUSU, 2001. - 132p.

11. Lei Federal 89 - FZ "Sobre Resíduos de Produção e Consumo" de 24.06.98. (Coleção de Legislação, 1998, nº 26)

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Eles fazem bem o seu trabalho e mostram alto desempenho. A água purificada pelo tanque séptico pode ser usada para fins úteis ou simplesmente embebida no solo. Além das próprias fossas sépticas, às vezes é necessário o uso de equipamentos adicionais para pós-tratamento. Se for necessário que a água vá para o solo ou qualquer outro local o mais limpo possível, deve-se instalar um sistema de tratamento de águas residuais em forma de biofiltro para fossa séptica. Acontece que a absorção de água do solo é tal que os efluentes após o esgoto não são absorvidos, e esta é uma opção bastante comum, ou você pretende usar a água para irrigar a horta ou despejá-la no reservatório. Por algum motivo é impossível instalar uma estação de tratamento biológico, recomendamos que você pense em adquirir um biofiltro para purificação de água. Nesta página você encontrará material atualizado sobre esses dois tipos de equipamentos adicionais para fossas sépticas.

Variedades de sistemas de eliminação de águas residuais

Aconselha-se a utilização de sistemas de eliminação de águas residuais tratadas com baixa permeabilidade do solo. Permitem uma remoção mais eficiente da água purificada e, além disso, contribuem para a sua filtração. Vamos considerar quatro tipos principais de sistemas de drenagem de água tratada.

1. Absorção de campo

Este sistema é popular entre muitos de nossos clientes. É fácil de instalar, barato e ainda eficaz.

A instalação do sistema é realizada da seguinte forma: uma vala com a largura e profundidade necessárias é escavada perto da estação de tratamento biológico de águas residuais ou fossa séptica instalada. Uma camada de entulho grande é despejada no fundo, formando um travesseiro para o sistema de drenagem. Em seguida, o próprio sistema é instalado. Se a profundidade em que está localizado não exceder 120 cm, o sistema deve ser isolado (na maioria das vezes com areia). Então ela cava cuidadosamente.

O princípio de funcionamento do campo de absorção: a água purificada na fossa séptica entra no solo através do sistema de drenagem, passando por areia e cascalho. Isso contribui para sua filtração (pós-tratamento) e rápida absorção.

2. Absorção bem

Este sistema é mais adequado para solos arenosos com lençóis freáticos moderados. Mais difícil de instalar do que a absorção de campo, porém, e mais eficiente.

A instalação do sistema é feita da seguinte forma: a uma certa distância da estação de esgoto, é cavada uma fossa. Através de uma trincheira, conecta-se ao poço de fundação da estação. Um contêiner sem fundo é instalado no poço (essencialmente um poço). Pode ser feito de fibra de vidro, anéis de concreto ou outros materiais impermeáveis. Uma camada de entulho é despejada no fundo do poço.

A estação de limpeza e o poço são conectados por um tubo localizado em um leve declive. O princípio de funcionamento do poço absorvente: os drenos tratados, descendo pela tubulação, entram no poço e, a seguir, passando pela camada de entulho e sendo filtrados, vão para o solo.

3. Campo de filtro

Na verdade, este sistema de eliminação de águas residuais tratadas é um sistema de Campo de Absorção modernizado e aprimorado. É mais volumoso e demorado, no entanto, e muito mais eficaz. A instalação do sistema é realizada da seguinte forma: próximo à estação de limpeza, é cavada uma fossa com o formato e tamanho necessários. Uma camada de cascalho é derramada no fundo. Um sistema de tubulação de dois níveis está instalado nele. Em seguida, a camada de areia é derramada. Depois disso, outra camada de entulho é colocada. A etapa final é preencher o espaço restante na cova com terra.

O princípio de funcionamento do campo de filtração: o mesmo do campo de absorção. A única diferença é que a água, antes de entrar no solo, também passa pela camada de areia e cascalho.

4. Cassete de filtro

Outro tipo de sistemas de retirada. Será conveniente para quem tem pouco espaço no local para o campo de absorção/filtração.

A instalação do sistema é realizada da seguinte forma: a partir da estação de limpeza, é cavada uma fossa com a forma e tamanho necessários. O fundo do poço está coberto de entulho. Nele é instalada uma cassete (uma estrutura em forma de caixa com vários compartimentos e um tubo de saída). As seções do cassete são preenchidas com materiais filtrantes (areia, brita). Depois de instalar e conectar o tubo de entrada, o poço é enterrado.

O princípio de funcionamento da cassete filtrante: as águas residuais tratadas entram na cassete filtrante através do tubo de entrada. Passando por todas as seções com materiais filtrantes, são submetidos a pós-tratamento. Em seguida, pela tubulação de saída, os efluentes tratados ingressam no solo.

O princípio de funcionamento do biofiltro e suas características de design

O biofiltro realiza o pós-tratamento das águas residuais. Usado em conjunto com fossas sépticas. Um biofiltro para água é especialmente conveniente onde é impossível instalar um sistema de remoção de efluentes tratados. E tais casos são possíveis com os seguintes fatores:

• O local possui um alto nível de água subterrânea;
• No local existe um poço ou poço com água potável;
• O solo do local apresenta baixas taxas de filtração e absorção (por exemplo, argila);
• Descarga de efluentes tratados na zona de proteção da água (nesses casos, frequentemente é utilizado tratamento adicional UV; tratamento de efluentes processados ​​até 100%).

O biofiltro para tratamento de esgoto é um tipo especial de recipiente preenchido com argila expandida. Através do tubo de entrada, as águas residuais clarificadas (purificadas em 65-70%) são fornecidas (geralmente por gravidade) ao biofiltro. O líquido preenche toda a área de carregamento do biofiltro e sofre oxidação aeróbica. A água residual é então tratada com bactérias aeróbicas. Depois que o filtro é colocado em operação, nas primeiras 2-3 semanas na área de carga inerte, na primeira câmara do biofiltro, um biofilme é formado por bactérias, microorganismos e vários fungos. Bactérias e fungos oxidam compostos orgânicos que acompanham as águas residuais. Eles também são alimento para vários microorganismos. Por exemplo, ciliados ou rotíferos. Graças a esta atividade biológica, os biofilmes são constantemente rejuvenescidos e o processo de purificação da água é permanente. Para acelerar o desenvolvimento de bactérias, são utilizados aditivos enzimáticos especiais. O suprimento de oxigênio necessário para a atividade de bactérias e microorganismos é fornecido por um sistema de ventilação natural. Não há necessidade de utilizar nenhum meio técnico para o seu funcionamento. Após a limpeza, a água entra na segunda câmara e de lá é descarregada do filtro com o auxílio de uma mangueira de saída. Como resultado dos processos considerados, as águas residuais são purificadas em 90-95%.

É importante lembrar que o filtro de tratamento biológico é apenas um equipamento complementar para fossas sépticas. Seu uso sem fossa séptica é estritamente proibido e pode causar entupimento das câmaras e até falha de todo o filtro. Pensando em comprar uma fossa séptica? Visite as páginas relevantes do nosso site - temos algo para lhe oferecer.

Onde comprar biofiltros e sistemas de eliminação de águas residuais?

Em nossa empresa, você pode adquirir os sistemas de eliminação de águas residuais tratadas discutidos nesta página, bem como os biofiltros "Flotenk", projetados para um número diferente de usuários. Ao adquirir fossas sépticas, sistemas de drenagem ou biofiltros para tratamento de águas residuais em nossa empresa, você obtém aconselhamento profissional gratuito, partida gratuita (até 50 km) e medição, projeto de um sistema de esgoto autônomo, bem como instalação de alta qualidade de profissionais experientes e especialistas competentes.