9.5. Высоконагружаемый аэрофильтр

Биологический фильтр – это сооружение биологической очистки, заполненное загрузочным материалом, на поверхности которого развивается биологическая пленка, и через который фильтруется сточная вода. В процессе фильтрования органические загрязнения сточных вод окисляются микроорганизмами, населяющими биопленку. Для интенсификации процессов очистки в аэрофильтре предусмотрена искусственная аэрация.

Расчеты высоконагружаемого биофильтра объемной и с плоскостной загрузкой.

Вариант с объемной загрузкой.

Определяем необходимость рециркуляции сточной воды в биофильтре: если исходная концентрация Lсм^осв более 300 мг/л, то рециркуляция необходима. В данном случае Lсм^осв=235,11мг/л, поэтому рециркуляция не нужна.

Определяем коэффициент биофильтра К_аf по формуле:

(51)

Где L_en = Lсм^осв=235,11 мг/л, L_ex= 15 мг/л (минимально возможная концентрация на выходе их биофильтра в случае полной биологической очистки)

По табл.38 [1] в зависимости от значения К_аf и зимней температуры сточных вод Т_w=14^оС определяем величины:

q_af – нагрузку на поверхность биофильтра,10 м³/м² сут;

H_af – высоту фильтрующей загрузки, 4 м;

q_a – удельный расход воздуха, 12 м³/м³;

Определяем общую площадь поверхности биофильтра:

F_общ=Q_сут/q_af =38386,7/10 = 3838,67 м² (52)

Принимаем количество карт n=2, круглые в плане с реактивной системой орошения.

Найдем площадь одной карты

f'’ =F_общ/n_карт =3838,67/2=1919,34 м² (53)

Определяем диаметр одной карты биофильтров:

, м (54)

Аэрация осуществляется вентиляторами. Расход воздуха для подбора вентилятора определяется: Q_возд= q_a*q^час_max/n =12*2175,19/2= 13051,14 м³/ч. (55)

Диаметр загрузки (щебня) 40÷70 мм. Высота сооружения:

, где (56)

h – высота борта сооружения 0,5м;

Н_пс – высота поддерживающего слоя щебня, диаметром 100 мм 0,1÷0,2м;

Н_кр – высота колосниковой решетки 0,3÷0,5м;

Н_мд – высота междонного пространства, зависит от конструктивных особенностей 0,6÷1м

Принимая конструктивные параметры, получим общую высоту сооружения:

м.

Вариант с плоскостной загрузкой [9].

Определяем эффект очистки сточных вод на биофильтре: (57)

Определяем константу скорости потребления кислорода k_T:

Значение критериального комплекса η находим в зависимости от требуемой концентрации по БПК на выходе из биофильтра:

L_ex, мг/л ..... 15 20 25 30

η.................. 2,5 2,25 2 1,75

Принимаем материал загрузки - полиэтиленовые листы «сложная волна» с прокладкой плоскими листами. Выписываем данные из таблицы (S -удельная площадь поверхности загрузочного материала, м²/м³; Р -пористость загрузки, %) . Назначаем высоту слоя загрузки Н (обычно 3÷4 м). Определяем допустимую нагрузку по БПК₅ на 1 м² площади поверхности загрузочного материала:

г/м² сут (58)

Находим допустимую гидравлическую нагрузку q_af :

(м³/м³ сут) (59)

Технические данные по плоскостной загрузке.

Материал загрузки	S -удельная площадь поверхности загрузочного материала, м^2/м^3	Р -пористость загрузки, %	Плотность загрузки, %	Средняя нагрузка по БПК, кг/(м^3 сут)
Полиэтиленовые листы «сложная волна» с прокладкой плоскими листами	125	93	68	3
Полиэтиленовые листы «сложная волна» без прокладки плоскими листами	90	95	50	2,2
Гофрированные полиэтиленовые листы с прокладкой плоскими листами	250	87	143	3,6
Гофрированные полиэтиленовые листы без прокладки плоскими листами	140	93	68	2,2
Гофрированные асбестоцементные листы	60	80	500	1,2

Необходимый объем загрузки: м³. (60)

Общая площадь поверхности биофильтров: м². (61)

Принимаем 2 карты диаметром 49 м. Общая высота фильтра:м

Если сравнивать с биофильтром с объемной загрузкой, то размеры карт в плане и их количество совпадают. Преимущество плоскостной загрузки в том, что такой биофильтр меньше по высоте, легче в строительстве и дешевле при эксплуатации.