Раздел IV Методи, процеси и съоръжения за пречистване на битови отпадъчни води

1. Раздел IVМетоди, процеси и съоръжения за пречистване набитови отпадъчни води Тема 23 Потопени биофилтри • Биофилтри с потопен филтърен пълнеж • Потопени аерирани биофилтри (BAF) • Потопени анаеробни биофилтри • Биофилтри с плаващ носител (Moving Bed Biofilter = MBBF) • Биодискове (Въртящи се биоконтактори – RBC) • Технологични схеми с потопени биофилтри

2. IV.23. Потопени биофилтри 23.1. Биофилтри с потопен филтърен пълнеж Потопени аерирани биофилтри (Biological aerated filters - BAF) Принцип на действие, технологични особености и конструкции • Насипният филтърен пълнежот пластмасови или керамични зърна е постоянно потопен във воден обем със свободно водно ниво • Отпадъчната вода се подава отгоре надолу или в обратна посока, което определя и двата основни конструктивни вида на тези съоръжения • Съоръжението се аерира чрез система от дюзи с голямо съпротивление, монтирани в дренажното дъно (както при бързите пясъчни филтри), под което се подава въздух под налягане

3. Потопени аерирани биофилтри (BAF) Принцип на действие, технологични особености и конструкции • Поради малките скорости на филтрация, биомасата не се отмива, а остава върху филтърния пълнеж. Това налага излишната биомаса да се отстранява периодично чрез обратно промиване на биофилтъра. • Промивната вода е отпадъчна и подлежи на отделно третиране • Вторични утаители след тези съоръжения не са необходими • Високата концентрация на биомасата в тези биофилтри позволяват те да се прилагат за отстраняване както на въглерод-съсържащ субстрат (БПК), така и за нитрификация при по-малък застроен обем в сравнение с биобасейните

4. Потопени аерирани биофилтри (BAF) Принцип на действие, технологични особености и конструкции • Диаметър на филтърните зърна – d = 2 – 6 mm • Обемно тегло на филтърните зърна – ρ > 1 t/m3 ( 1,5 t/m3) • Височина на филтърния пълнеж - Н = 2,5 – 3,5 m • Височина на поддържащия чакълен слой върху дренажното дъно – h = 0,5 m • Площ на една филтърна клетка в план – F = 40 – 100 m2 • Продължителност на работния филтроцикъл – Тф = 12 – 24 h • Работна скорост на филтрация - vф = 6 – 12 m/h • Обемно органично натоварване – BR = 8 kg БПК5/m3.d • Специфично количество на въздуха – Qв = 9 – 10 m3/m3.h

5. Потопени аерирани биофилтри (BAF) • Промивен цикъл • I фаза (3 min) – подаване на въздух с повърхностна интензивност - q1 = 60 m3/m2.h • II фаза (7 min) – подаване на въздух (q1)и промивна вода с повърхностна интензивност q2 = 15 - 20m3/m2.h • III фаза (10 min) - подаване на промивна вода с повърхностна интензивност q2 • Обем на промивната вода – Qпр = 7 – 8 % от обема на пречистваната отпадъчна вода

6. Потопени аерирани биофилтри (BAF) Схема на потопен аериран биофилтър – BAF с възходящ работен поток

7. Потопени анаербни биофилтри Принцип на действие, технологични особености и конструкции • В конструктивно отношение потопените анаеробни биофилтри се различават от аерираните единствено по липсата на аерационна система • В технологично отношение обаче разликата е съществена поради спецификата на анаеробните процеси, които протичат с по-малка скорост от тази при аеробните процеси • Горното обстоятелство се отразява в специфичните стойности на технологичните параметри, които са съответно по-ниски (с около един порядък) • Потопените анаеробни биофилтри се прилагат като денитрификатори или анаеробни реактори в технологични схеми за отстраняване съответно на азот и на фосфор • Потопените анаеробни биофилтри се прилагат и като самостоятелни едностепенни или двустепенни съоръжения за отстраняване на въглерод-съдържащи субстрати (БПК) с високи концентрации от производствени отпадъчни води

8. Потопени анаербни биофилтри Схема на открит анаеробен биофилтър

9. Потопени анаербни биофилтри Схеми на покрити анаеробни биофилтри в ляво – с визходящ поток; в дясно – с низходящ поток

10. IV.23. Потопени биофилтри 23.2. Биодискове (Rotating biological contactors – RBC) Принцип на действие, технологични особености и конструкции • Биомасата е прикрепена върху пакети от носещи дискове от инертен материал (полостирол, стиропор, PVC, PP, PE, метал), въртящи се на хоризонтална ос и полупотопени (на 35 – 40 % от диаметъра под водното ниво) във вана с отпадъчна вода • При бавното въртене на дисковите пакети (ω = 6 – 18 min-1в зависимост от диаметъра) биомасата периодично и последователно преминава във водна и във въздушна среда • Във водната среда се осъществяват процесите на адсорбция на субстрата от биомасата, а във въздушната среда се извършват аеробните процеси на метаболизъм (асимилация, десимилация, дифузия)

11. 23.2. Биодискове – RBC Принцип на действие, технологични особености и конструкции • Пакетите са с произволен брой дискове (50 – 80 бр.) с диаметър 1 – 3 m, поставени на светло разстояние около 2 – 3 cmедин от друг • Пакетите биодискове могат да се монтират поединично (при малки водни количества) или последователно в няколко степени по дължината на потока в реактора (при по-големи пречиствателни станции) • Обща площ на биодисковите пакети в една степен: 235 – 385 m2приD = 1,2 m;765 – 1580 m2приD = 2,0 m;2010 – 3400 m2приD = 3,0 m • Периодично частици от прикрепената биомаса се откъсват от носителя и се изнасят с потока пречистени отпадъчни води. Това налага отделянето им във вторичен утаител

12. 23.1. Биодискове – RBC Схема на биодискове в дясно – едностепенен пакет; в ляво – многостепенен пакет

13. 23.1. Биодискове – RBC Общ вид на пакет биодискове

14. 23.1. Биодискове – RBC Общ вид на биостъпало с покрити биодискове

15. 23.2. Биодискове – RBC Основни технологични параметри • Повърхностно органично натоварване – F, g БПК5/m2.d • F = 10 – 40 g БПК5/m2.d при отстраняване само на БПК • F = 3 – 5 g БПК5/m2.d при нитрификация • Повърхностно хидравлично натоварване – qf , l/m2.d • qf = 40 – 100 l/m2.dпри отстраняване само на БПК • qf = 10 – 30 l/m2.d при нитрификация • Продукция на биомаса – Пр, g CB/g БПК5,R • Пр = 0,8 g CB/g БПК5,Rпри отстраняване само на БПК • Пр = 0,6g CB/g БПК5,Rпринитрификация • Влажност на вторичните утайки след биодискове – W, % • W = 96 – 97 % • Относителен разход на енергия за въртене на биодисковете – Ns • Ns = 3 – 5 kWd/ж

16. IV.23. Потопени биофилтри 23.3. Технологични схеми с потопени биофилтри • Биостъпало, състоящо се само от потопени биофилтри • Едностепенни (тип “С” или “С+N”) • Многостепенни(тип “С”, “С+N”,“С+N+D” или“С+N+P”) • Биостъпало, състоящо се от биобасейни ипотопени биофилтри • Биобасейни пред потопени биофилтри (тип “С+N” ,“С+N+D” или “С+N+Р”) • Биобасейни след потопени биофилтри (тип “С+N” ,“С+N+D” или “С+N+Р”)

17. 23.3. Технологични схеми с потопени биофилтри Схема на биореактор тип “Carousel” с биодискове (зона “C+N”) и денитрификационна зона със суспендирана биомаса

18. 23.3. Технологични схеми с потопени биофилтри Технологични схеми с биодискове 1 – непречистена отп. вода 2 – първичен утаител 3 – биореактори с биодискове 4 – вторичен утаител 5 – пречистена отп. вода 6 – вторични утайки 7 – смесени първични и вторични утайки 8 – стабилизтор за утайки 9 – стабилизирани утайки