Высоконагружаемые биофильтры
Высоконагружаемыми называются биологические фильтры, способные очищать большие объёмы сточных жидкостей и обеспечивать большую же глубину очистки. У обычных установок с высотой 1,5-2 м квадратный метр поверхности фильтра способен обработать в сутки 1-1,5 м³ стоков, требуя для процесса 200-500 г кислорода. У высоконагружаемых же аналогичные показатели выше более чем на порядок и составляют 10-30 м³ и 3000 г, соответственно.
Такое разительное отличие объясняет существенная разница в степени минерализации задерживаемых фильтром веществ органической природы. В биофильтре обычном биоплёнка захваченные ею соединения почти полностью разлагает и минерализует в процессе нитрификации. Высоконагружаемые же выпускают органику без полной минерализации ввиду относительной непродолжительности нахождения её в теле фильтра. Вследствие этого на обработку жидкости в установке потребуется и кислорода меньше.
Проектная очистка канализационных вод, на которую рассчитывается высоконагружаемый фильтр, быть может полной (БПК20 = 15 мг/литр) или частичной, или неполной БПК5 = 20-30 мг/литр. Полная обязательна, если ниже выпуска очищенных стоков в реку находится насосная станция водоснабжения. Потолок производительности очистного сооружения может достигать в сутки 50 000 куб. м. В загрузке установки с очисткой неполной органика только адсорбируется на поверхности зёрен, но не нитрифицируется, т. е. не минерализуется. Крупность зёрен составляет 40-60 мм, что способствует высокой пропускной способности фильтра.
Чтобы поток сточной жидкости легко удалял биоплёнку с поверхности зёрен фильтрующего материала, они должны иметь форму округлую и гладкую. Плёнка будет эффективно выноситься при потоке, создаваемой нагрузкой не менее 10 куб. м жидкости на 1 кв. м поверхности фильтра.
Сточная жидкость направляется на высоконагружаемые биофильтры только после освобождения от механических примесей в таких установках, какпескоуловитель,жироуловительи другие. Её максимальная БПК5должна быть 150 г/м³. Если параметр выше указанной величины, то его следует снижать рециркуляцией. При повышенных требованиях к глубине очистки воды рециркуляции её можно подвергнуть и при БПК5 ниже 150 г/м³.
В биофильтрах высоконагружаемых рабочая высота слоя загрузки составляет от 2 до 4 м. Минимальная высота в метрах составляет для ВПК20 = 25-30 мг/литр – 2, 20 мг/литр – 3, 15 мг/литр – 4. Орошать поверхность загрузочного материала высоконагружаемых биофильтров нужно с минимально возможными интервалами времени.
Аэрация может быть как естественной (аналогично капельным биофильтрам), так и искусственной. Последней схемой обеспечиваются установки с высотой более 2,5 м – аэрофильтры. Воздух подают вентиляторы, создающие давление от 60 до 400 мм вод. ст. Закрытые отводные каналы имеют свободное пространство, через которое он вдувается в пространство междонное. Отводные трубопроводы должны быть защищены от проникновения воздуха гидравлическими затворами глубиной 200 мм.