Оборудование зданий

ОСАДКИ ГОРОДСКИХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ сточных вод — суспензии, выделяемые из сточных вод в процессе их механич., биологич., физико-хим. и реагентной очистки. Различают следующие основные виды осадков: сырой, включающий взвешенные в-ва, к-рые задерживаются в первичных отстойниках; активный ил, задерживаемый во вторичных отстойниках после биологич. очистки и подразделяемый на циркулирующий, участвующий в биологич. очистке, и избыточный, удаляемый из системы; анаэробно-сброженный в осветлителях-перегнивателях, двухъярусных отстойниках или метантенках; аэробно-стабилизированный в сооружениях типа аэротенков активный ил или смесь его с осадком из первичных отстойников; сгущенный или уплотненный активный ил, осадок из первичных отстойников или их смесь в сгустителях или уплотнителях; подсушенный на иловых площадках; обезвоженный на механич. аппаратах, напр. на вакуум-фильтрах, центрифугах, термически высушенный в различных сушилках. На очистных сооружениях пром. предприятий образуются осадки, к-рые в зависимости от характера произ-ва и технологич. процессов могут отличаться в значит, мере по хим. составу, влажности, кол-ву сухого в-ва, по цвету и запаху, соотношению органич. и минер, компонентов и по др. показателям- ,от осадков городских станций аэрации." Кол-во сырого осадка, выгружаемого из первичных отстойников, зависит от эффекта осветления сточных вод и ориентировочно составляет 50—60% кол-ва взвешенных в-в в сточных водах. Средняя влажность сырого осадка 95% при гидростатич. удалении или 93,8% при удалении насосами. Влажность избыточного активного ила, выгружаемого из вторичных отстойников после аэротенков, — 99,2— 99,7%, а после биофильтров — 96— 96,5%.
Кол-во избыточного активного ила определяют исходя из кол-ва взвешенных в-в и БПК поступающих в аэротенки сточных вод. Оно составляет в среднем 100— 200 г сухого в-ва на 1 м очищаемых сточных вод. Кол-во осадка, образующегося при физико-хим. и реагентной очистке сточных вод, зависит от состава сточных вод, типа и дозы применяемых реагентов и при влажности 95—96% в среднем в 2,5 раза превышает кол-во сырого осадка из первичных отстойников. Для ориентировочных расчетов кол-во смеси осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила средней влажности 96,2% может приниматься равным 0,8% кол-ва очищаемых сточных вод. Сырые осадки из первичных отстойников отличаются большой неоднородностью и представляют собой студенистую суспензию серого или светло-коричневого цвета с кисловатым запахом. Вследствие большого кол-ва органич. в-в они быстро загнивают, приобретая темно-серый или черный цвет и издавая неприятный кислый запах. Сброженные осадки отличаются более однородной структурой и представляют собой суспензии черного или темно-серого цвета. Влажность осадка, выгружаемого из метантенков, зависит от соотношения осадка из первичных отстойников'и активного ила по сухому в-ву и распада беззольного в-ва. При сбраживании смеси осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила средняя влажность осадка, выгружаемого из метантенков, может приниматься равной 97 %, из двухступенчатых метантенков и осветлителей- перегнивателей — 93%, из аэробных стабилизаторов после 1,5—5-часового уплотнения — 95—98%. Основную часть сухого в-ва осадка из первичных отстойников (в среднем 60—75%) и активного ила (в среднем 70—75%) составляют органич. в-ва. Органич. часть активного ила в осн. состоит из в-в белкового происхождения (до 50%) при содержании жиров и углеводов соответственно до 30 и 10%. В сыром осадке из первичных отстойников белков примерно в 2 раза меньше, а углеводов в 2,5—3 раза больше, чем в активном иле.
Бактериальная загрязненность осадков городских и нек-рых производств, сточных вод огромна. В них имеются все основные формы бактериальных организмов: кокки, палочки, спириллы. Из патогенных микроорганизмов встречаются возбудители желудочно-кишечных и др. заболеваний, большое число яиц гельминтов. Осадки городских сточных вод (сырые и сброженные) при влажности более 90% представляют собой жидкую текучую мае* су, при влажности 86—90% имеют консистенцию сметаны, при влажности 82— 85% похожи на жидкую грязь, а при более низкой влажности напоминают слегка влажную землю. Активный ил уже при влажности 88—91 % имеет консистенцию сметаны, а при 85—87% и ниже — вид влажной земли. Большая часть влаги осадков находится в связанном состоянии, поэтому они обладают плохой водоотдачей. Сухое в-во сырых осадков имеет след. состав, % массы сухого в-ва осадка: 35,4— 87,8 углерода; 4,5—8,7 водорода; 0,2-2,7 серы; 1,8—8 азота; 7,6—35,4 кислорода; сухое в-во активного ила содержит, %: 44,0—75,8 углерода, 5—8,2 водорода, 0,9—2,7 серы, 3,3—9,9 азота, 12,5—43,2 кислорода. В осадках содержатся соединения кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия, натрия, цинка, никеля, хрома и др. Хим. состав осадков оказывает существ, влияние на их водоотдачу. Соединения железа, алюминия, хрома, меди, а также к-ты, щелочи и нек-рые др. в-ва, содержащиеся в производств, сточных водах, способствуют интенсификации процесса обезвоживания осадков и снижают расход хим. реагентов на их коагуляцию перед обезвоживанием. Масла, жиры, азотистые соединения, волокнистые в-ва являются, наоборот, неблагоприятными компонентами, замедляющими этот процесс. Обволакивая частицы осадка, они нарушают процессы уплотнения и коагуляции, а также увеличивают содержание органич. в-в в осадке, что сказывается на ухудшении его водоотдачи. Водоотдача осадков во многом зависит от размера частиц их твердой фазы. Чем больше размеры частиц твердой фазы, тем лучше их водоотдача. Дисперсная фаза осадков включает частицы органич. и минер, происхождения различных размеров, формы и свойств. Сброженный в метантенках осадок по сравнению со свежим имеет более мелкую и однородную структуру, число частиц размером менее I мм в нем составляет в среднем 85%. В активном иле число частиц размером менее 1 мм достигает 98 % массы сухого в-ва активного ила, размером 1—3 мм — 1,6%, более 3 мм — 0,4%. Плотность осадков городских сточных вод близка к 1, твердая их фаза имеет среднюю плотность 1,2—1,4 т/м3. Водоот-дающая способность осадков характеризуется уд. сопротивлением осадков сточных вод фильтрации.

ЗАГРУЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ БИОФИЛЬТРА — осн. конструктивный элемент биофильтров всех видов; на его поверхности располагается биоплеика. Для биофильтров с объемной загрузкой используют щебень, гравий, шлак, керамзит, пеностекло и др. зернистые материалы крупностью отдельных фракций 20—100 мм, уд. площадью товерхносуи 120—30 m2/mj, пористостью 40—50°// и плотностью 500—1500 кг/м . Загрузка биофильтра по высоте должна быть выполнена из материала одинаковой крупности. Нижний поддерживающий слой высотой 0,2 м из материала с более крупными фракциями (70—100 мм) укладывают на дренажное устройство. К загрузочному материалу предъявляют нормативные требования по механич. прочности, морозостойкости, устойчивости к воздействию агрессивных сред и повыш. темп-р. Перед засыпкой в резервуар З.м.б. должен быть отсортирован и промыт. Для биофильтров с плоскостной загрузкой используют жесткую засыпную загрузку в виде колец диаметром 30—75 мм и длиной 30— 150 мм из пластмасс, керамики, металла с перфориров., гофриров. и гладкими стенками, а также резиновых и фарфоровых изделий уд. площадью поверхности 50— 150 м2/м3, пористостью 70—90% и плотностью 100—600 кг/м . В качестве загрузки могут также использоваться различные засыпные элементы (кольца Рашига, кольца с перегородками, кольца Палля, седла Берля и др.), применяемые в хим. технологии для массообменных колонн. Жесткую блочную загрузку выполняют из пространств, пластмассовых решеток, изготовляемых методом литья, или блоков, собранных из чередующихся гофриров. и плоских листов поливинил-хлорида, полиэтилена, полипропилена, полиамида, асбестоцемента. Размеры блоков, мм: ширина — 250—500, высота — 500—1000, длина — 800—1200, уд. площадь поверхности 50—250 м2/м3, пористость 80—97%, плотность 30— 400 кг/м3. Блоки собирают также из гофриров., перфориров. и гладких пластмассовых труб и из металлич. и стекл. труб диаметром 20—70 мм. Сборка блоков может осуществляться с помощью сварки, склейки или крепежных соединений. Мягкий З.м.б. из металлич. сеток, полиэтиленовых и поливинилхлоридных пленок, нейлоновых и капроновых тканей, а также стеклотканей крепят на спец. каркасах в виде свисающих полотен или сворачивают в рулоны. Уд. площадь поверхности мягкого З.м.б. — 80—100 м / м , пористость — 94—99%, плотность —10—60 кг/м3. К плоскостному З.м.б. предъявляют требования по механич. прочности, устойчивости к воздействию микроорганизмов и агрессивных сред, изменению темп-ры в диапазоне до 40 С. морозостойкости.

Водораспределительная система биофильтра — система труб или лотков, обеспечивающая равномерное распределение (орошение) по поверхности биофильтра обрабатываемой сточной воды. В.сб. подразделяют на неподвижные и подвижные. К первым относятся дырчатые желоба, спринклерная и водоструйная системы орошения; ко вторым — вращающиеся реактивные оросители. В отечеств, и зарубежной практике наибольшее распространение получили спринклерная система для прямоугольных в плане биофильтров и вращающиеся оросители для круглых.
Спринклерная система орошения состоит из дозирующего бака, магистр, трубопровода с сифоном, разводящей сети труб с вертик. стояками, на верхних концах к-рых прикреплены спринклерные головки с отражат. элементами (зонтиками) . Нач. свободный напор у спринклера должен быть 1,5 м, конечный — не менее 0,5 м; диаметр отверстий спринклерной головки — 13—40 мм, высота ее расположения над поверхностью загрузочного материала биофильтра —- 0,15—0,2 м. Сточная вода поступает в дозирующий бак, из к-рого автоматически после его наполнения с интерналами не более 5— 8 мин подается в разводящую сеть и через спринклерные головки разбрызгивается над поверхностью биофильтра. Для более равномерного орошения биофильтра спринклеры размещают в шахматном порядке таким образом, чтобы площади, орошаемые соседними спринклерами, частично перекрывались. Расчет спринклерной системы сводится к определению расхода воды из каждого спринклера, их числа, диаметров труб разводящей сети, емкости и времени работы дозирующего бака.
Реактивный вращающийся ороситель состоит из двух, четырех или шести дырчатых труб, консольно закрепленных на общем стояке. Сточная вода под напором не менее 0,5 м подается в распределит, камеру, установленную на шариковых подшипниках, к-рая свободно вращается вокруг вертик. оси. Из камеры вода поступает в радиально располож. распределит, трубы и через отверстия диаметром 10— 15 мм выливается на поверхность биофильтра. Под действием реактивной силы, возникающей при истечении воды из отверстий, распределитель вращается. Расстояния между отверстиями увеличиваются от периферии к центру, вследствие чего обеспечивается равномерное орошение поверхности биофильтра. Распределит, трубы располагают над загрузочным материалом на расстоянии 0,2 м. Расчет реактивного оросителя сводится к определению: числа и диаметра распределит, труб — из условия движения жидкости и них со скоростью 0,5—1 м/с; числа и диаметра отверстий в трубах — из условия истечения жидкости из них со скоростью не менее 0,5 м/с; расстояния каждого отверстия от оси оросителя; числа оборотов оросителя и напора, требуемого для его вращения. Водоструйная система орошения состоит из магистр, трубопровода или лотка; разводящей сети из трубопроводов или лотков; сливных трубок (насадочных элементов) с отверстиями диаметром 15— 32 мм, располагаемых в днище разводящих труб или лотков; водоотбойных круглых в плане розеток, имеющих плоскую или вогнутую сферич. форму с гладкими или фигурными кромками. Водоотбойные розетки располагают под сливными трубками (над загрузочным материалом) или непосредственно на его поверхности; в первом случае их подвешивают к разводящим трубопроводам или лоткам, во втором — закрепляют на поверхности загрузки. Разводящую сеть размещают над загрузочным материалом на расстоянии 0,5— 1 м. Сточная пода из магистр, водовода поступает в разводящую сеть и через сливные трубки изливается в виде струй на водоотбойные розетки. Ударяясь о розетку, струя воды разбивается на мелкие брызги и струйки, равномерно орошая поверхность загрузочного материала биофильтра. Расчет водоструйной системы сводится к определению ширины и высоты лотка или диаметра труб; числа и диаметра отверстий сливных трубок. Расчет распределит, сети биофильтров производится по макс, расходу воды с учетом рециркуляц. расхода.

Биофильтр, биологический фильтр — сооружение для искусств, биологич. очистки сточных вод. Первые Б. появились в Англии в 1893, а в России — в 1908. Примерно в середине XX в. интерес к Б. резко понизился, т.к. было установлено, что аэротенка более производит, и легко управляемы, но их эксплуатация связана с большими энергозатратами. В 60—70-е гг. в связи с энергетич. проблемами и появлением пластмасс, загрузки Б. вновь получили широкое распространение. Б. состоит из: фильтрующего загрузочного материала биофильтра, помещенного в резервуар круглой или прямоугольной в плане формы; водораспределительной системы биофильтра, обеспечивающей равномерное орошение поверхности загрузки Б. обрабатываемой сточной водой; дренажного устройства для удаления смеси обработанной сточной воды и отработавшей биопленки биофильтра; ноздухоподающей системы, с помощью к-рой обеспечивается поступление внутрь Б. необходимого для окислит, процессов воздуха. Высота слоя загрузочного материала, размещаемого над дренажным устройством, составляет в зависимости от конструкции Б. 1 —16 м, однако наиболее распространенной является высота слоя загрузки 2—4 м. Расстояние между дренажным устройством и днищем Б. не мения сточных вод, находящиеся в растворенном, коллоидном и нерастворенном состояниях, сорбируются на биопленке и служат источником питания, энергии и развития сообщества микроорганизмов. Отработавшая биопленка смывается протекающей водой и выносится из Б. Последующее разделение вынесенной биопленки и обработанной сточной воды осуществляется в отстойниках. Кислород, необходимый микроорганизмам для норм, хода биохимич. процессов окисления органич. загрязнений сточных вод, поступает в толщу загрузки как естеств. путем за счет разницы парциального давления кислорода и темп-ры в газовых фазах внутри загрузочного материала Б. и вне его, так и искусств, за счет вентиляции Б. Темп-ра внутри Б. должна быть не менее 6°С во избежание прекращения биохимич. процессов окисления органич. загрязнений сточных вод микроорганизмами биопленки. В Б. большой пропускной способности необходимая темп-ра поддерживается за счет круглосуточного притока сточных вод, темп-ра к-рых практически всегда превышает 8— 10°С. В этом случае утепления Б. не требуется. Б. малой пропускной способности (до 500—1000 м3/сут) следует размещать в утепл. помещениях во избежание переохлаждения обрабатываемых сточных вод и биопленки или их замерзания, особенно в ночное время (зимой), когда приток воды уменьшается или прекращается. В зимнее время внутрь Б. может подаваться подогретый воздух. Биофильтр стабилизатор — комбиниров. сооружение для биологич. очистки сточных вод и аэробной стабилизации отработавшей биопленки биофильтра. Б.-с. состоит из биофильтра с плоскостной загрузкой и расположенного под ним стабилизатора, имеющего отстойную зону. Исходные сточные воды поступают в камеру смешения, куда также подается рециркулирующая жидкость с отработавшей биопленкой; полученная смесь направляется в водораспределительную систему биофильтра с плоскостной загрузкой, При прохождении через загрузку сточные воды насыщаются кислородом, к-рый расходуется в стабилизаторе на окисление (минерализацию) отработавшей биопленки и доочистку сточных вод. Необходимое кол-во кислорода определяется степенью рециркуляции жидкости и интенсивностью орошения загрузки биофильтра. Циркулирующая жидкость вместе с осевшей отработавшей биопленкой вновь забирается из нижней части зоны накопления (осадочной части) и подается в камеру смешения. Обработанная сточная вода осветляется в зоне отстаивания и отводится из сооружения. Стабилизиров. биопленка выпускается регулярно. В Б.-с. происходят окисление органич. загрязнений сточных вод и минерализация прирастающей биопленки, что позволяет исключить из технологич. схемы очистки первичные и вторичные отстойники, а также сооружения по сбраживанию осадка. При расчете Б.-с. высоту слоя плоскостной загрузки принимают равной 2—4 м; продолжительность стабилизации биопленки — 6—15 сут, а ее концентрацию в стабилизаторе — 1—2 г/л; отстойная зона стабилизатора рассчитывается на 1,5—2 года отстаивания обработанной сточной воды. Б.-с. рекомендуются для очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод при расходах до 1000м3/сут.

Биофильтр с плоской загрузкой — сооружение для биологич. очистки сточных вод, в к-ром в качестве загрузки используется листовой или засыпной (в виде пластмасс, колец, обрезков труб, шариков, металлич. сеток и др.) материал. По конструктивным особенностям загрузочного материала Б.п.з. подразделяют на следующие: с жесткой засыпной загрузкой с высотой слоя 1 —6 м; с жесткой блочной загрузкой с высотой слоя 2—9 м; с мягкой загрузкой с высотой слоя до 2—6 м. Конструктивные особенности плоскостной загрузки (малая плотность, высокая пористость) обеспечивают ряд преимуществ Б.п.з. по сравнению с биофильтрами с объемной загрузкой — индустриальное^ стр-ва, экономичность, компактность, высокая пропускная способность, надежность и эффективность работы, меньшая энергоемкость и др. Б.п.з. применяют для полной и неполной биологич. очистки хозяйственно-бытовых и производств, сточных вод. Биофильтры с жесткой и мягкой загрузкой рекомендуется применять при расходах сточных вод до 10тыс.м3/сут, а с жесткой блочной — до 50 тыс. м /сут и более. Оптимально применение Б.п.з. в качестве первой ступени при двухступенчатой биологич. очистке и неполной очистке высококонцентриров. производств, сточных вод. В зависимости от конструкции загрузочного материала биофильтра, вида и состава сточных вод, а также требуемой степени очистки. При полной биологич. очистке БПКполн поступающей сточной воды не должна превышать 250 мг/л, а высота слоя загрузки должна быть не менее 3—4 м. Гидравлич. нагрузка в зависимости от темп-ры сточных вод составляет 6— 11 м3/ (м3-сут), а окислит, мощность по снятой БПКполн —1,7—2,5 кг/ (м3-сут).
Применение Б.п.з. перспективно при реконструкции и модернизации станций биофильтрации и аэрации. При этом технологич. схему работы сооружений биологической очистки переводят с одно- на двухступенчатую, а в качестве первой ступени применяют Б.п.з. На станциях аэрации Б.п.з. могут устанавливаться в непос-редств. близости от аэротенков или над ними без промежуточных отстойников. Применение таких схем реконструкции позволяет увеличить пропускную способность сооружений биологич. очистки на 20—50% без значит, капит. затрат и обеспечить существ, экономию земельных площадей. Расчет Б.п.з. базируется на гра-фоаналитич. способе, разработанном в 1964 Ю.В.Вороновым. В основу расчета положена функцион. зависимость БПК очищенной в биофильтре сточной воды от пористости загрузочного материала, высоты слоя загрузки, темп-ры сточной воды и допустимой нагрузки по БПК на уд. площадь поверхности загрузочного материала. Б.п.з. проектируют круглой или многогранной в плане формы. В зависимости от климатич. условий их устанавливают либо в помещении (отапливаемом или неотапливаемом) , либо на открытом воздухе. Для распределения обрабатываемой сточной воды по поверхности Б.п.з. применяют спринклерную и водоструйную системы орошения, а также реактивные вращающиеся оросители.
Б., как правило, устанавливают после сооружений механич. очистки. Они могут осуществлять полную и неполную биологич. очистку. Б. классифицируют по различным признакам, основным из к-рых является конструктивная особенность загрузочного материала. По этому признаку Б. делят на биофильтры с объемной загрузкой и биофильтры с плоскостной загрузкой. По технологич. схеме работы станций биофильтрации Б. могут устанавливаться в одну, две и более ступеней. При двухступенчатой биологич. очистке в качестве первой ступени целесообразно применять Б. с плоскостной загрузкой, а в качестве второй — Б. с объемной загрузкой или аэротенк. На каждой ступени рекомендуется иметь не менее двух рабочих секций Б. Расчет Б. производится с учетом таких факторов, как состав сточных вод и необходимая степень их очистки, конструктивные особенности сооружения и загрузочного материала, местные условия и др. При необходимости снижения концентрации органич. загрязнений (по БПК) в сточных водах перед подачей их на Б. применяют рециркуляцию. Такой технологич. прием заключается в смешивании сточных вод, прошедших стадии первичной механич. и биологич. очистки. Полученную смесь подают в водораспределит. систему Б. Рециркуляц. расход или коэфф. рециркуляции определяют в зависимости от допустимых значений БПК смеси и сточных вод после первичной механич. и биологич. очистки. Рециркуляцию сточных вод применяют также на станциях биофильтрации при перерывах в поступлении сточных вод более 0,5—1 ч во избежание пересыхания биопленки и снижения эффективности работы Б. В отечеств, практике Б. применяют для очистки хозяйственно-бытовых и производств, сточных вод при пропускной способности очистных сооружений до 50 тыс. м3/сут. В зарубежной практике имеются станции биофильтрации более высокой пропускной способности.

Биофильтр с объемной загрузкой — сооружение для биологич. очистки сточных вод, в к-ром используется зернистый загрузочный материал биофильтра. По конструктивным особенностям зернистого загрузочного материала Б.о.з. подразделяют на капельные — с крупностью фракций 20—40 мм и высотой слоя загрузки 1 —2 м; высоко и а -гружаемые — с крупностью фракций 40—70 мм и высотой слоя загрузки 2—4 м; башенные (большой высоты) — с крупностью фракций 40—100 мм и высотой слоя загрузки 8—16 м. Капельные Б.о.з. применяют для полной биологич. очистки сточных вод при расходах до 1000 м3/сут, БПКполн поступающих сточных вод — не более 220 мг/л и гидравлич. нагрузке до 2м3/(м3сут). При нагрузке по загрязнениям более допустимой поверхность капельных Б.о.з. быстро заиливается и эффективность их работы ухудшается. Окислит, мощность по снятой БПКполн при полной биологич. очистке не превышает 250—300 г/ (м сут). Высоконагружаемые Б.о.з. применяют для полной и неполной биологич. очистки сточных вод при расходах до 30—50 тыс. м3/сут, БПКполн поступающих сточных вод — не более 300 мг/л и гидравлич. нагрузке до 10 м3/(м3сут). Окислит, мощность при полной биологич. очистке составляет 650—750 г/(м3"сут). Башенные Б.о.з. используют при благоприятном рельефе местности для полной и неполной биологич. очистки сточных вод с расходом до 50 тыс. м3/сут. Допустимое значение БПКполн в поступающей сточной воде зависит от высоты слоя загрузочного материала и равно 250—500 мг/л; окислит, мощность при полной биологич. очистке составляет 800— 1400 г/ (м3'сут). В отечеств, практике башенные Б.о.з. распространения не получили. Капельные Б.о.з. устраивают с естеств. аэрацией, а высоконагружаемые — с естеств. и искусств, (аэрофильтры). Естественная аэрация предусматривается через окна, располагаемые равномерно по периметру резервуара бисфыьтров в пределах междудонного пространства и оборудуемые устройствами, позволяющими закрывать их наглухо. Площадь окон составляет 1 — 5% площади Б.о.з. В аэрофильтрах предусматривается подача воздуха в между-доннос пространство вентилятором с давлением у ввода 100 мм вод. ст. (980 Па). На отводящем трубопроводе устраивают гидравлич. затвор высотой 200 мм. Расчет Б.о.з. базируется на графоаналитич. способе, разработанном в 1955 С.В.Яковлевым. В основу расчета положена функцион. зависимость БПК очищенной в биофильтре сточной воды от концентрации органич. загрязнений, темп-ры поступающих сточных вод, гидравлич. нагрузки, высоты слоя загрузки биофильтра и кол-ва воздуха, подаваемого в биофильтр. Б.о.з. проектируют круглой или прямоугольной формы в плане. Для равномерного распределения обрабатываемой сточной воды по поверхности биофильтров применяют спринклерную систему орошения или реактивные вращающиеся оросители. Биофильтр с объемной загрузкой применяют для полной и неполной биологич. очистки хозяйственно-бытовых и производств, сточных вод на сооружениях пропускной способностью до 150 000 м3/сут. Оптим. область применения  — комплексы сооружений пропускной способност ыо до 500—1000 м3/сут по очистке сточных вод от отдельно стоящих зданий, малых нас. пунктов, кемпингов, домов отдыха, санаториев, различного вида лагерей, вахтовых поселков, пром. объектов; имеется опыт использования Б.п. на передвижных установках. Б.н. устанавливают после сооружений предварит, механич. очистки; разделение биологич. обработанной сточной воды и отработавшей биомассы (биопленки и активного ила) осуществляется во вторичных отстойниках. В целях обеспечения большей надежности работы биофильтра с объемной загрузкойследует устраивать не менее чем две ступени очистки в две технологич. линии, как правило, в отапливаемых или неотапливаемых павильонах (зданиях).

Биофильтр погружной — комбиниров. сооружение для биологич. очистки сточных вод, имеющее признаки биофильтра и аэротенка. Б.п. состоит из резервуара; пространств, конструкции загрузки с большой площадью поверхности, закрепл. на вращающемся горизонт, валу, к-рый располагают над поверхностью обрабатываемой в резервуаре сточной воды; лотков для распределения поступающей и сбора об работ, сточной воды; устройства для вращения горизонт, вала. По конструкции загрузки Б.п. подразделяют на д и с к о в ы е, трубчатые, барабан -н ы е. Наибольшее распространение в практике очистки сточных вод получили дисковые и барабанные Б.п., имеющие ряд преимуществ по сравнению с биофильтрами и аэротенками. Они индустри-альны в стр-ве, компактны, малоэиерго-емки, просты и надежны в эксплуатации, не требуют больших перепадов высот при движении воды, что свойственно всем др. биофильтрам. Кроме того, при наличии перепада, равного 0,5—1 м, горизонт, вал может вращаться за счет энергии падающего потока сточной воды. Б.п. выдерживают залповые поступления сточных вод, их целесообразно применять при большом коэфф. неравномерности поступления сточных вод. Использование Б.п. в технологич. схемах очистки позволяет отказаться от рециркуляции сточных вод при прекращении их поступления на очистные сооружения. Наличие резервуара с обрабатываемой сточной водой и вращение пространств, конструкции загрузки исключают возможность пересыхания биопленки биофильтра.
Дисковые Б.п. (схема а) состоят из дисков диаметром 1—5 м (целесообразно 2—3 м), собираемых в пакеты, по 30— 180 шт. и закрепляемых на вращающемся горизонт, валу на расстоянии 10—25 мм один от другого. Диски выполняют из металла, пластмасс, асбестоцемента, тканей; их толщина 1—10 мм. Частота вращения горизонт, вала с пакетом дисков 1 — 50 мин"1 (чаще 2—10 мин"1); степень погружения дисков в обрабатываемую сточную воду 0,3— 0.45 диаметра. Сточная вода подается в распределит, лоток, а затем в резервуар Б.п., где постоянно вращаются пакеты дисков. На поверхности дисков закрепляются и развиваются колонии микроорганизмов, образующие биопленку, близкую по видовому составу биопленке биофильтра с объемной и биофильтра с плоскостной загрузками. При нахождении части поверхности дисков с биопленкой в жидкой фазе осуществляется процесс сорбции на ней нерастворениых, коллоидных и растворенных в-в, содержащихся в сточной воде. При повороте пакета дисков биопленка оказывается в газовой фазе (воздухе), где имеет место интенсивное поглощение кислорода и окисление сорбиров. загрязнений. При вращении дисков происходит также процесс аэрации сточной воды. Часть биопленки, включая отработавшую, отрывается от поверхности дисков и находится в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии аналогично хлопьям активтго ила. Таким образом, процессы окисления органич. загрязнений сточной воды осуществляются с помощью как биопленки на поверхности дисков (аналогично биофильтру) , так и активного ила в объеме обрабатываемой воды (аналогично аэротенку). В зависимости от состава сточных вод и необходимой степени очистки число ступеней дисковых Б.п. составляет 1 —4 и более, эффективность их работы — от 50 до 98 %. нагрузка по БПКполн на 1 м2 поверхности дисков — до 200 г/ (мгсут). Время пребывания сточных вод в резервуаре 0,5—3 ч. Концентрация органич. загрязнений в поступающих сточных водах не ограничивается. Расчет дисковых Б.п. сводится к определению необходимой площади поверхности дисков, их диаметра и числа, частоты вращения пакета дисков, числа ступеней, времени пребывания обрабатываемых сточных вод в резервуаре и др.
Барабанные Б.п. состоят из барабанов, закрепленных на вращающемся горизонт, валу и заполненных загрузочным материалом. Жесткий корпус барабана обтягивают сеткой или фильтрующим материалом, внутри него помещают засыпные загрузочные элементы, на поверхности к-рых развивается биоплеика. Барабаны длиной 2—3 м и диаметром 2—2,5 м размещают в резервуарах, куда поступает сточная вода. Частота вращения барабана 0,5—5 мин-1, а степень погружения его в обрабатываемую сточную воду 0,3—0,45 диаметра. Для обеспечения механич. прочности внутри барабана устанавливают ребра жесткости, а также поперечные и продольные перегородки, к-рые делят барабан на б—8 секторов. Загрузочный материал биофильтра крепится к каркасу барабанного Б.п. и заполняет секцию на 60—90% его объема. Число секций барабана на одном горизонт, валу достигает 8— 10. При числе барабанов более двух устанавливают промежуточные опоры для вращающегося горизонт, вала. На схеме б односекц. барабанного Б.п., в поперечном сечении условно показаны различные виды загрузочного материала. Сточная вода из резервуара сквозь сетку поступает
внутрь барабана и контактирует с загрузочным материалом, на поверхности к-рого закрепляется биоплеика. При вращении барабана элементы загрузки попеременно оказываются в жидкой и газовой фазах, процессы биологич. очистки сточных вод осуществляются аналогично процессам в дисковых Б.п. Засыпные твердые или волокнистые элементы при вращении барабана перемещаются внутри его секторов, что обеспечивает эффективный контакт биопленки со сточной водой и высокую дозу биомассы в объеме резервуара. Расчет барабанных Б.п. сводится к определению площади поверхности загрузочного материала. В зависимости от концентрации органич. загрязнений в исходной сточной воде и необходимой степени очистки определяют технологич. параметры работ.ы барабанных Б.п. и их конструктивные размеры.

Биопленка биофильтра — комплекс микроорганизмов, обволакивающих тонким слизистым слоем загрузочный материал биофильтра. Толщина слоя Б.б. обычно не превышает 3 мм. Потоком обрабатываемой сточной воды отработавшая Б.б. выносится из биофильтра и осаждается в отстойниках, а затем подается на сооружения по обработке осадка. Кол-во выносимой Б.б. в зависимости от вида биофильтра составляет в пересчете на сухое в-во 8—28 г на 1 чел/сут, а ее влажность — 96%. Б.б. — сложный биоценоз, представленный микроорганизмами разных систематич. групп — бактериями, простейшими, грибами, водорослями, нек-рыми многоклеточными животными (коловратки, черви, личинки насекомых, водные клещи, низшие ракообразные) . Биоценозы формируются под влиянием хим. состава и концентрации органич. загрязнений сточных под, ее гемп-ры, активной реакции, растворенного кислорода, условий эксплуатации биофильтра. Бактерии играют главную роль в изъятии и окислении органич. примесей сточных вод. Осн. часть бактерий сосредоточена в верхней зоне биофильтра глубиной до 0,5 м. Там же интенсивно развиваются грибы, нитчатые бактерии, бесцветные жгутиковые, водоросли, происходит интенсивный прирост биомассы при относит, небольшом видовом разнообразии. В сред ней зоне биофильтра в связи со снижением кол-ва питат. в-в уменьшается численность гстсротрофов (грибов и бактерий, особенно нитчатых). 11ри меньшем приросте биомассы наблюдается большее разнообразие микроорганизмов. Нижняя зона биофильтра характеризуется большим видовым разнообразием организмов при малой их численности и небольшом кол-ве биомассы. Отмечены сезонные колебания видового состава биоплеики. Представители биоценозов Б.б. связаны между собой пищевыми отношениями. Низшее звено или первый трофич. уровень в цепи питания составляют гетеротрофные бактерии, грибы, сапрозойные простейшие; второй — голозойиые простейшие, питающиеся бактериями; третий — многоклеточные организмы. Сквозь слой Б.б. осуществляется пульсирующая нестационарная фильтрация сточной воды. Па поверхности и в объеме Б.б. параллельно осуществляются процессы: изъятия в-в, находящихся в нерастворенном и растворенном состоянии; биодеградации органич. загрязнений; энергетич. и конструктивного метаболизма. Норм, ход биохимич. процессов окисления обеспечивается за счет диффузии кислорода из газовой фазы (воздуха) в жидкую фазу, а затем в клетку. По толщине слоя биопленки различают зоны благоприятного (верхний слой) и неблагоприятного (нижний слой) кислородного режимов, в к-рых преимущественно развиваются соответственно аэробные и анаэробные микроорганизмы. Основная задача при эксплуатации биофильтров любого вида — обеспечение благоприятных условий для существования биоценозов Б.б.
Б., как и любой другой биоокислитель, представляет собой открытую эколо-гич. систему огранич. в пространстве, включающую живую (биоценоз биопленки) и неживую (конструктивная часть Б., компоненты движущихся жидкой и газовой фаз) среду, обеспеч. источниками энергии и питания. Экологич, система — биофильтр отличается устойчивым равновесием, т.е. способностью за счет саморегулирования возвращаться в исходное состояние по пропускной способности и эффективности работы после отклонений от стабильного режима в результате воздействия окружающей среды и условий функционирования. Многообразие видового состава биоценозов является показателем жизнестойкости системы. Эффективность и пропускная способность работы Б. зависят от многих факторов: влияния окружающей среды, состава сточных вод, режима эксплуатации, конструкции Б., состава биоценозов биопленки и др.