БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ — сооружения для очистки сточных вод путем фильтрации через материалы, поверхность которых заселена микроорганизмами, минерализирующими органические вещества. Первые Б. ф. были построены в 1893 г. в Англии.

Б. ф. представляют собой резервуары, заполненные сыпучими фильтрующими материалами (щебень, гравий, котельный и доменный шлак, кокс, пемза, керамзит и другие аналогичные материалы) или блоками из пластмасс, пеностекла. Б. ф. подразделяются на периодически действующие (контактные) и непрерывно действующие (капельные, или перколяторы). Б. ф. периодического действия малоэффективны и в наст, время почти не применяются. Б. ф. непрерывного действия по производительности, конструкции, нагрузке сточных вод на 1 м3 загрузочного материала подразделяются на обычные, высоконагружаемые и башенные, или Б. ф. большой высоты. Высота загрузочного слоя в обычных капельных Б. ф. составляет 2 ж, а диаметр фракций загрузочного материала не превышает 25—30 мм.

Впервые высоконагружаемые Б. ф. с искусственной вентиляцией были предложены в 1929 г. Н. А. Базякиной и С. Н. Строгановым под названием «аэрофильтры» и внедрены в Москве на Кожуховской станции аэрации. В 1936 г. в США начали строить высоконагружаемые Б. ф. с естественной вентиляцией.

На высоконагружаемых Б. ф. в 10—12 раз на единицу объема увеличена нагрузка сточной жидкости и в 2 раза — высота слоя загрузки, а также увеличен размер зерен фильтрующего материала до 40— 75 мм, что позволило повысить производительность сооружения. Кро ме высоконагружаемых Б. ф. с естественной и искусственной подачей воздуха (аэрофильтры), применяются высоконагружаемые Б. ф. с неполной и полной очисткой, с рециркуляцией и без рециркуляции сточных вод, одноступенчатые и двухступенчатые, высокие и низкие. Б. ф. с фильтрующими материалами из блоков пластмассы или пеностекла имеют большую производительность, т. к. окислительная мощность, снимаемая с 1 м3 такого фильтра в сутки, составляет 1200—1500 г кислорода, что в 6—7 раз больше, чем с 1 м³ загрузки обычного Б. ф.

Башенные Б. ф. впервые описаны в ГДР в 1952 г. Они имеют высоту до 20 м и небольшой диаметр (отношение диаметра к высоте 1 : 6, 1 : 8). Это позволяет разделить биологический процесс на фазы очистки специфическим биоценозом, развивающимся на разных уровнях фильтра. Благодаря этому окислительная мощность башенных Б. ф. достигла 3000 г кислорода на 1 м³ загрузки.

Сущность биологических процессов на Б. ф. заключается в следующем. Через нек-рое время после пуска Б. ф. в эксплуатацию (2—3 недели в теплое время года) наступает биологическое созревание Б. ф., выражающееся в том, что частицы фильтрующего материала или поверхность блоков из пластмасс, пеностекла покрываются биологической пленкой, биоценоз (см.) которой весьма разнообразен (бактерии, грибки, водоросли и др.). Микроорганизмы, заселяющие биопленку, окисляют сорбированные органические вещества, используя часть их как пластический материал для увеличения своей биомассы, и черпают энергию, необходимую для своей жизнедеятельности. Продукты биохимического окисления органических веществ вымываются вместе с очищенным фильтратом сточных вод. Необходимый для биохимического окисления кислород поступает в толщу загрузки сверху, с боков и снизу путем естественной вентиляции, а в некоторых конструкциях Б. ф. путем искусственного продувания. Вирусы, бактерии, яйца гельминтов задерживаются биопленкой не более чем на 90% и частично погибают.

Сточные воды, прошедшие через Б. ф., должны перед спуском в водоемы хлорироваться, а вымытая биопленка обеззараживаться на иловых площадках, в метантенках.

См. также Сточные воды.

Библиография: Доливо-Добровольский Л. Б., Кульский Л. А. и Накорчевская В. Ф. Химия и микробиология воды (основы химической и биологической очистки воды), Киев, 1971; Лапшин М. И. и Строганов G. Н. Химия и микробиология питьевых и сточных вод, М., 1938; Строганов С. Н. и Корольков К. Н. Биологическая очистка сточных вод, М.— Л., 1934, библиогр.; Таварткиладзе PI. М. Работа биофильтров с блочной загрузкой из пеностекла в зимних условиях, Водоснабж. и сан. техн., № 1, с. 11, 1971, библиогр.; Яковлев С. В. Искусственные биологические окислители и методы их расчета, М., 1959; Яковлев С. В. и Галанин П. И. К расчету биофильтров высокой нагрузки, Водоснабж. и сан. техн., № 6, с. 4, 1957.

Е. И. Гончарук.