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G溶岩1.B生物学的フィルター: 一般的な特性と分類
生物フィルターは、微生物のコロニーによって形成される生物膜をコーティングした担体を通して排水を濾過する構造です。 バイオフィルターは次の主要部分で構成されます。
a) スラグ、砂利、膨張粘土、砕石、プラスチック、アスベストセメントで作られた濾材（フィルター本体）。通常は透水性または防水壁を備えたタンク内に設置されます。
b) 短い間隔で均一な灌漑を保証する配水装置 廃水バイオフィルターの積載面。
c) 濾過水を除去するための排水装置。
ｄ）酸化プロセスに必要な空気が供給される空気分配装置。
バイオフィルターで発生する酸化プロセスは、他の生物処理施設、主に灌漑田や濾過場で発生するプロセスと似ています。 ただし、バイオフィルターでは、これらのプロセスがより強力に発生します。
バイオフィルターの装填を通過する汚染水には、一次沈殿槽に沈殿しなかった未溶解の不純物や、生物膜に吸着されたコロイド状の溶解有機物質が残ります。 バイオフィルムに密集する微生物は有機物を酸化し、そこから生命活動に必要なエネルギーを引き出します。 微生物は有機物質の一部をプラスチックの材料として利用して質量を増やします。 したがって、廃水から有機物質が除去されると同時に、バイオフィルター本体内の活性生物膜の質量が増加します。 使用済みおよび死んだフィルムは、廃水の流れによって洗い流され、バイオフィルター本体から除去されます。 生化学プロセスに必要な空気酸素は、フィルターの自然換気および人工換気を通じて負荷の厚さに入ります。
バイオフィルターの分類
バイオフィルターはさまざまな基準に従って分類されます。
1. 浄化の程度に応じて、完全および不完全な生物学的浄化のために動作するバイオフィルターに投入されます。 高性能バイオフィルターは、最大能力で動作する場合もあれば、そうでない場合もあります。 完全な清掃必要な洗浄の程度に応じて異なります。 低性能のバイオフィルターは完全な洗浄にしか機能しません。
2. 空気供給方法に応じて - 自然および人工空気供給によるバイオフィルターへ。 2 番目のケースでは、エアロフィルターと呼ばれることがよくあります。 現在、人工空気供給を備えたバイオフィルターが最も広く使用されています。
3. 動作モードに応じて - 再循環ありまたはなしで動作するバイオフィルターの場合。 バイオフィルターに入る廃水中の汚染物質の濃度が低く、自然洗浄に十分な量をバイオフィルターに供給できる場合、廃水の再循環は必要ありません。 濃縮廃水を処理する場合、リサイクルすることが望ましく、場合によっては必須です。 再循環により、廃水の濃度を必要な値まで下げることができるほか、不完全な浄化のために曝気タンクでの予備処理も可能になります。
4.技術スキームによると、一段および二段バイオフィルター。 再循環ありおよびなしの 1 段階バイオフィルターの操作スキームは 4.91 に、および再循環ありの 2 段階バイオフィルターの操作スキームは 4.91.6 に示されています。 2 段階バイオフィルターは、バイオフィルターの高さを高くすることができない場合や、より高度な浄化が必要な場合など、不利な気候条件下で使用されます。
場合によっては、フィルターが切り替わります。つまり、それぞれのフィルターが第 1 段階と第 2 段階のフィルターとして周期的に動作します。
5. 容量別 - 低スループット (点滴) および高スループット (高負荷) バイオフィルター用。
6. によって デザインの特徴充填材 - 体積充填および平坦充填のバイオフィルター用。
体積負荷のあるバイオフィルターは、以下に分類できます。 20 ～ 30 mm の負荷物質画分サイズと 1 ～ 2 m の負荷層の高さを有する点滴バイオフィルター (低容量)。
負荷材料サイズが 40 ～ 60 mm、負荷層の高さが 2 ～ 4 m の高負荷バイオフィルター。
60 ～ 80 mm の積載材料サイズと 8 ～ 16 m の積載層高さを有する高さのバイオフィルター (タワー) 平坦な積載のバイオフィルターは、リング状の固定積載のバイオフィルター、パイプの形で分割されます。スクラップやその他の要素。 セラミック、プラスチック、金属の充填要素を荷重として使用できます。 充填材料に応じて、その密度は100〜600 kg/m8、空隙率は70〜90％、充填層の高さは1〜6 mです。
平らなシートと波形のシートを交互に組み合わせて組み立てられた格子またはブロックの形で強固な負荷を備えたバイオフィルター。 ブロック積み荷は、アスベスト セメント シートだけでなく、さまざまな種類のプラスチック (ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど) から作ることができます。 プラスチック充填密度 40 ～ 100 kg/m3、気孔率 90 ～ 97%、充填層 2 の高さ - 16 m アスベストセメント充填密度 200 ～ 250 kg/m3、気孔率 80 ～ 90%、積載層の高さ 2- -6 m;
金属メッシュ、プラスチックフィルム、合成繊維（ナイロン、ナイロン）で作られたソフトまたはロールローディングのバイオフィルターで、フレームに取り付けられるか、ロールの形で置かれます。 このような荷重の密度は5〜60 kg / m3、空隙率は94〜99％、荷重層の高さは3〜8 mです。
平坦な負荷を伴うバイオフィルターには、廃水で満たされ、凹状の底を有する貯水池である水中バイオフィルターも含まれます。 タンクに沿って、排水レベルのわずかに上に、シャフトが取り付けられたプラスチック、アスベストセメント、または 金属ディスク直径0.6〜3 m、ディスク間の距離は10〜20 mm、ディスク付きシャフトの回転速度は1〜40 min-1です。
注水およびソフトローディングを備えた平面型バイオフィルターは最大 10,000 m3/日の流量での使用、ブロックローディングでは最大 50,000 m3/日、水中バイオフィルターは最大 500 m3/日の低流量での使用が推奨されます。
Soyuzvodokanalniproekt は、375X375mm の発泡ガラスブロック、500X500mm の「複合波」タイプ (4.92) の波形ポリエチレンシートからの負荷で 200 ～ 1400 m3/日の処理能力を持つバイオフィルターの実験設計を作成しました (4.92)。 - セメントシートの寸法は974X2000 mmです。
バイオフィルターの主な種類
点滴バイオフィルター。 ドリップバイオフィルター (4.93) では、廃水は液滴または流れの形で供給されます。 自然な空気換気は、バイオフィルターの開いた表面と排水を通して行われます。 このようなバイオフィルターは水負荷が低いです。 通常、フィルター 1 m3 あたりの水の量は 0.5 ～ 1 m3 の範囲です。
点滴バイオフィルターの操作スキームは次のとおりです。 一次沈殿タンクで浄化された廃水は、重力によって (または圧力を受けて) 分配装置に流れ込み、そこから定期的にバイオフィルターの表面に放出されます。 バイオフィルターの厚さで濾過された水は排水システムに入り、固体の浸透しない底に沿ってバイオフィルターの外側にある排水トレイに流れます。 次に、水は二次沈殿タンクに入り、そこで排出されたフィルムが精製水から分離されます。
汚染物質の負荷が許容レベルを超えると、ドリップバイオフィルターの表面は急速にシルトが堆積し、性能が急激に低下します。
それらは、平面図が円形または長方形で、固体の壁と二重底、つまり上部が格子の形で底部が固体であるように設計されています。
定期点検を可能にするために、二重底スペースの高さは少なくとも 0.6 m 必要です。 バイオフィルターの排水は、コンクリート支持体の上に置かれた鉄筋コンクリートスラブで作られています。 排水システムに水を通すための穴の総面積は、バイオフィルターの表面積の少なくとも5〜8％である必要があります。 排水システムのトレイの沈泥を避けるために、トレイ内の水の移動速度は少なくとも 0.6 m/s である必要があります。
プレハブ式トレイに対する下底の傾斜は 0.01 以上とされ、プレハブ式トレイの長手方向の傾斜 (設計上の理由から可能な最大値) は 0.005 以上となります。
バイオフィルターの壁はプレハブ鉄筋コンクリートでできており、フィルター表面の水の分布に対する風の影響を軽減するために、積載面から 0.5 m の高さになっています。 安価な積載資材と自由な領域があれば、小さなバイオフィルターを壁なしで設置できます。 この場合、フィルター材は自然な安息角で注入されます。 バイオフィルターを埋め戻すのに最適な材料は砕石と小石です。
積載に使用されるすべての天然および人工材料は、次の要件を満たしている必要があります。 密度が最大 1000 kg/m3 の場合、積載される材料は 自然な状態少なくとも 0.1 MPa の断面荷重、少なくとも 10 サイクルの耐凍害試験に耐える必要があります。 ５％塩酸溶液中で１時間沸騰させる。 材料は、バイオフィルターの初期負荷の 10% を超えて顕著な損傷を受けたり、重量が減少したりしてはなりません。 バイオフィルターの高さ方向の充填量は同じサイズである必要があり、高さ 0.2 m の下部支持層の場合にのみ、より大きな充填量 (直径 60 ～ 100 mm) を使用する必要があります。
高負荷バイオフィルター。 今世紀の初めに、我が国ではエアロフィルターと呼ばれ、海外では高負荷バイオフィルターと呼ばれるバイオフィルターが登場しました。 これらの構造の際立った特徴は、従来の細流バイオフィルターよりも酸化力が高いことです。これは、フィルターにシルトが形成されず、フィルター内の空気交換が良好であるためです。 これは、より大きな積載材料と数倍に増加した水負荷のおかげで達成されます。
廃水の移動速度の増加により、保持された酸化しにくい未溶解の不純物や、瀕死のバイオフィルムが確実に確実に除去されます。 バイオフィルター本体に入る空気酸素は、主にフィルター本体から除去されなかった一部の汚染物質の生物学的酸化に費やされます。
高負荷バイオフィルターの設計の違いは、充填層の高さが高いこと、粒子のサイズが大きいこと、底部と排水の特別な設計により、人工的に充填材料に空気を吹き込むことができることです。
二重底空間は密閉する必要があり、そこにファンによって空気が供給されます。 出口パイプラインには深さ200 mmの油圧バルブを取り付ける必要があります。
運用上の特徴は、給水の中断をできるだけ少なくしてバイオフィルターの表面全体を灌漑し、フィルター表面積 1 m2 あたりの増加した水負荷を維持する必要があることです (計画中)。 これらの条件下でのみフィルターを洗浄できます。
高負荷バイオフィルターは任意の程度の廃水処理を提供できるため、部分処理と完全処理の両方に使用されます。
研究が示しているように、同じ条件下（負荷の高さと大きさ、汚染物質の性質、廃水処理の程度など）では、高負荷のバイオフィルターの方が高い スループット処理された（酸化された）汚染物質の量ではなく、通過した水の量によって決まります。 廃水から汚染物質を抽出するこれらのバイオフィルターの効率の向上は、充填層の高さを増加し、充填粒子のサイズを大きくし、空気交換を改善することによって達成されます。
タワーバイオフィルター。 これらのバイオフィルターは高さ 8 ～ 16 m で、地形が良好で精製水の BOD が 20 ～ 25 mg/l で、処理量が最大 50,000 m3/日の処理プラントに使用されます。 国内ではまだ普及していない。
バイオフィルターの計算
点滴バイオフィルター。 バイオフィルターの計算は、廃水処理に必要な充填材の量と、配水装置、排水、水を集めて排出するためのトレイの要素の寸法を決定することで構成されます。
フィルター負荷の量は、OM の酸化力によって決まります。 酸化力とは、バイオフィルター充填材料 1 m3 から 1 日あたりに得られる酸素の質量を指し、BOD のグラム数で表されます。
バイオフィルターの酸化力は、廃水と外気の温度、流入する汚染物質の性質、負荷物質、空気供給方法などによって異なります。
年平均気温が異なると、酸化力は実際の温度と10℃の比率に比例して増減します。
年間平均気温が最大 3 ℃ の場合、どのような容量のバイオフィルターでも、1 時間あたり 5 回の空気交換を行う暖房付きの部屋に設置されます。 それらの温度は廃水の温度より2°高くなければなりません。 同じ部屋には、年間平均気温が 3 ～ 6°C の場合、最大 500 m3/日の処理能力を持つバイオフィルターが設置されています。この場合、高処理能力のバイオフィルターはテント内に設置されます。
バイオフィルターは別々のセクションの形で配置されています。 セクションの数とサイズは、廃水を地表に分配する方法、その操作条件などによって異なります。 セクションの数は 2 つ以上、6 ～ 8 つ以下である必要があります。 すべてのセクションが機能している必要があります。
高負荷バイオフィルター。 AKH と MISI (I.S. Postnikov、V.V. Bezenov、S.V. Yakovlev) が実施した研究の結果、高負荷バイオフィルターを計算するためのかなり正確な方法が開発されました。
バイオフィルターの高さは、地域の状況と必要な廃水処理の程度に応じて決定されます。 浄化された廃水が BOD2o = 25...30 mg/l でなければならない場合、バイオフィルターの高さは少なくとも 2 m でなければなりません。BOD2o = 20 mg/l の場合 - 少なくとも 3 m、BOD2o = 15 mg/l の場合 - そうではありません。 4m未満。
この方法には重大な欠点があります。バイオフィルターの高さは 2 ～ 4 m の範囲に設定できます。 既存のバイオフィルターの動作を分析したり、所定の浄化度などに応じてバイオフィルターを計算したりすることはできません。
より正確なのは、教授が提案した方法です。 S.V.ヤコブレフ。 これにより、あらゆる処理量と浄化度に応じたバイオフィルターを計算することが可能になります。
知られているように、廃水から汚染物質を除去するプロセスと同時に、これらの物質の酸化プロセスがバイオフィルター本体内で発生します。 この場合、当然のことながら、酸化は汚染物質の除去よりもはるかにゆっくりと進行します。
各プロセスの分析に基づいて、教授は次のように述べています。 S.V. Yakovlevは、バイオフィルターの動作を決定する主な要因間の関係を特徴付ける方程式を提案し、バイオフィルターを計算するためのグラフ分析方法を推奨しました。
バイオフィルター換気
バイオフィルター内の自然換気は、外気とバイオフィルター本体の温度差によって発生します。
空気の大部分は、フィルター内を移動するときに水とともに二重底の空間を通って上からバイオフィルターの本体に入ります。 廃水の温度が気温より高い場合、上向き（排水から地表へ）の空気の流れが確立され、比率が逆の場合は下向きの流れが確立されます。 温度が同じであれば、換気が完全に停止する場合があります。 バイオフィルターの通気強度は、濾材層の高さ、その粒子のサイズ、二重底空間の高さにも依存します。 負荷が小さいほど換気条件は悪くなります。
N.A.バズヤキナ氏が実施した研究によると、他の生物学的処理施設と同様に、バイオフィルターで使用される空気中の酸素の量は7〜8％を超えないことが示されています。
バイオフィルター内の温度は 6°C 未満であってはなりません。そうしないと酸化プロセスが実質的に停止します。
大規模および中規模の処理量の設備では、廃水の絶え間ない流入により必要な温度が維持され、廃水の温度はほとんど常に 8 °C 以上になります。そのため、このようなフィルターは通常、断熱を必要としません。 すでに述べたように、小型フィルターは、特に廃水の流れが減少する夜間の過冷却を避けるために断熱された部屋に設置する必要があります。
バイオフィルターを通した廃水の分配
バイオフィルターの信頼性の高い動作は、その表面を水で均一に灌漑することによってのみ達成できます。 灌漑が行われている 分配装置、固定とモバイルの 2 つの主なグループに分けられます。
固定分配器には、穴のあいた側溝またはパイプおよびスプリンクラー (スプリンクラー) が含まれ、可動分配器には、揺動シュート、可動充填ホイール、回転ジェット分配器 (スプリンクラー) が含まれます。
国内外の実践では、スプリンクラー灌漑と移動式スプリンクラーを使用した灌漑が最も普及しています。
スプリンクラー潅水。 スプリンクラー システムは、投与タンク、分配ネットワーク、スプリンクラーで構成されます。
スプリンクラー（スプリンクラーヘッド）は、バイオフィルターの表面または本体内に敷設された配水管から分岐したライザーの端に配置された特殊なノズルです。 スプリンクラー ヘッドの開口部は小さく、通常は 19、22、25 mm です。 腐食を避けるために、スプリンクラーは青銅または真鍮で作られています。
このタイプのヘッドの利点は、反射リバース コーンが取り付けられているサポートが移動ジェットから離れて配置されており、その動作を妨げないことです。
投与タンクは、一定の圧力でスプリンクラー ネットワークに水を自動的に供給します。 タンクを空にする期間（灌漑期間）は、主にタンクの容量と排出パイプのサイズに応じて常に同じです。 タンクが満たされるまでの時間は、排水の流入量のみに依存し、排水量は 1 日を通して変動します。 したがって、バイオフィルターは不均一な間隔で定期的に灌水されます。 非加熱バイオフィルターの強い冷却を避けるために、灌水の間隔は 5 ～ 8 分を超えないようにしてください。
で 広いエリアバイオフィルターは、独立した流通ネットワークと個別の投与タンクを備えたセクションに分割されています。
国内で最も広く使用されているのは、サイフォン付きの投与タンク (4.97) です。 他の製品と比較した利点は、可動部品がまったくないことです。
投与タンクからの出口パイプはサイフォンであり、その上部はタンクの底から上がっています。 投与タンク内には、スタンドに取り付けられた転倒したガラスがあり、タンクの底に達していません。 2 本のチューブがガラスの上部に取り付けられています。そのうちの 1 つであるエアチューブはタンク内の開放端で終わり、もう 1 つのチューブは換気バルブまたは圧力調整器であり、タンクの上にある開放端で終わります。タンク内の最大水位。 また、圧力調整器は配管により主出口配管に接続されている。 タンクの上部にはオーバーフローパイプがあり、その直径はタンクへの水の流れに応じて決まります。
自動サイフォンの動作は次のとおりです。 最初、タンク内の水は最も低いレベル A にあり、これはエアチューブの下側の曲がりに対応します。 サイフォンでは、この時点の水はスプリンクラー出口のレベル B にあります。 圧力調整器には、ガラスに接続されるレベル Bb まで水が満たされます。 水が浸入すると、タンク内の水平線が増加し、ガラスの下と出口パイプ内の圧力は、そのレベルがエアチューブの開口部に達するまで大気圧と同じままになります。 その後、ガラスの下からの空気の放出が止まり、タンクが満たされるにつれてガラス内の空気圧が増加し始めます。
タンク内の水位が最高レベルに達し、ガラスの下の水位が出口パイプの上端に達すると、圧力調整器内の水位は下部エルボ B2 まで低下し、メインサイフォン内の水位は水平になります。 B2>もほぼ肘の下あたりです。 この場合、ガラスの下、サイフォンのメインパイプ内、および圧力調整器内の空気圧は、水柱の高さ /gIs に等しくなります。 次の瞬間、圧力調整器の油圧バルブが壊れ、ガラスの下の圧力が大気圧まで下がり、その結果、タンクからの水がメインパイプに流れ込み、そこから地平線まで流れ出ます。タンクはエアチューブの下エルボのレベル A まで下がります。 空気がガラスの下に侵入するとすぐに、サイフォンの動作は停止し、サイフォンの動作中に主出口パイプから水を吸い込む圧力調整器のエルボは水で満たされたままになります。
サイフォンが作動し始めるタンク内の最高水位を調整するには、 上部圧力調整器はシール上で可動に作られています。 圧力調整器のオーバーフローパイプを上げ下げすることで、ガラスの下の水位が出口パイプの端に達する瞬間にサイフォンが作動し始めるように設定できます。 タンクからの出口パイプは、油圧シールの有無にかかわらず取り付けることができます。 サイフォンの直径は配水管の直径と同じです。 内径ベルはサイフォンパイプの 2 つの直径に等しいとみなされますが、それより大きくても構いません。
水がタンクから流出すると、圧力に応じてスプリンクラーの作用半径が徐々に減少し、スプリンクラーの周囲の円の領域全体が灌漑されます。 灌漑地域全体に水をより均一に分配するために、投与タンクには水平断面の面積が次の面積に等しい形状が与えられます。 さまざまなレベルタンクからの水の流れに比例します。 この要件は、逆ピラミッド型の形状による十分な近似によって満たされます。 その下部セクションの面積は、出口パイプのサイズに応じて決定されます。 上部セクションの面積（最大圧力における水位に相当）は、指定された比率から決定されます。
配水システムの計算は、結局のところ、各スプリンクラーからの水の流れを決定し、必要なスプリンクラーの数、配水ネットワークの直径、投与タンクの容量と稼働時間を決定することになります。
分配ネットワークは、特別なポール上に、またはバイオフィルターの表面から0.7〜0.8 mの深さのフィルター媒体上に直接敷設されます。 必要に応じてネットを空にできるよう、ネットは斜面に設置されています。 各パイプの端にパイプラインをフラッシュできるプラグを設けることをお勧めします。 きれいな水。 スプリンクラーヘッドは通常、フィルター設置面から 0.15 m 上に設置されます。
反応性回転水分配器 (スプリンクラー)。 回転スプリンクラーは、共通のライザー (4.100) に片持ち梁で取り付けられた 2 つまたは 4 つの多孔パイプで構成されます。
分配チャンバーからの水は、ある程度の圧力を受けてボール ベアリングに取り付けられたライザーに流れ込みます。 ライザーは垂直軸の周りを自由に回転できます。 ライザーから放射状に配置されたパイプに水が流れ、パイプの穴を通ってバイオフィルターの表面に注がれます。 穴から水が流出するときに発生する反力の作用により、ディストリビュータが回転します。
このようなジェットスプリンクラーは海外（イギリス、ドイツ、チェコスロバキア）で普及しており、それ自体が完全に正当化されています。 私たちは多くの都市（ハリコフ、スラビャンスク、シェレメーチエヴォ、ウラジミールなど）の処理場でこれらを使用しています。
ジェットスプリンクラーを作動させるために必要な圧力は比較的小さい (0.2 ～ 1 m) ため、これがこの装置の利点の 1 つです。 さらに、ジェットスプリンクラーを使用すると、ディスペンサーを設置する必要がありません。
放射状に配置されたパイプの穴の直径は通常 10 ～ 15 mm の範囲です。 穴間の距離は周辺から中心に向かって増加し、バイオフィルターのより均一な洗浄が保証されます。
章2.Oバイオフィルターの掃除
バイオフィルターは、本体内に一括ノズル（ローディング）が配置され、廃水の分配装置が設けられた構造物です。 バイオフィルターでは、廃水は微生物の膜で覆われた充填層を通して濾過されます。
砕石、砂利、スラグ、膨張粘土、セラミックおよびプラスチックのリング、立方体、ボール、円筒、六角形のブロック、ロール状にねじられた金属およびプラスチックのメッシュなど、高気孔率、低密度、高比表面積を備えたさまざまな材料が装填材として使用されます。
バイオフィルターは、完全な生物学的処理と不完全な生物学的処理を行うものに分類されます。 自然および人工の空気供給。 廃水リサイクルの有無にかかわらず。 単段と二段、点滴と高負荷。
2 段階バイオフィルターは、高度な浄化を達成するためにバイオフィルターの高さを増やすことができない場合に使用されます。
タワー型バイオフィルターは、最大 5000 m3/日の処理能力を持つ処理施設に使用されます。 水中またはディスクバイオフィルターは、最大 500 m3/日の流量で動作します。 それらは、ディスクが取り付けられた回転シャフトがあるリザーバーです。 タンク内の廃水位は水平軸より2～3cm下に設定します。 ディスクのサイズは0.6〜3 m、ディスク間の距離は10〜20 mmです。 ディスクには金属、プラスチック、アスベストセメントを使用できます。 シャフトは 1 ～ 40 rpm の速度で回転します。
バイオタンクのバイオフィルター (図 5.72) は、直径 80 mm の半円筒形の装填要素が交互に配置されたハウジング内に封入されています。 廃水は上から入り、荷重要素を満たし、端を通って下に流れます。 エレメントの外表面にはバイオフィルムが形成され、エレメント内には活性汚泥に似たバイオマスが形成されます。 水の酸素による飽和は、液体が移動するときに発生します。 生物フィルター曝気廃棄物
廃水曝気のための酸素の使用
空気圧曝気では、空気の代わりに工業用酸素が使用されます。 このプロセスは「生着」と呼ばれることもあります。 で実施されます 閉じたデバイス、オキシテンクと呼ばれます。
酸素タンクのいくつかの設計が開発されています。 実際には、2 つのタイプのオキシタンクが使用されます。1) 組み合わせて、リアクターミキサーの原理で動作します。 2) 別個の二次沈殿タンクを備えたセクション式酸素タンクディスプレーサ。 酸素タンクの断面図を図に示します。 5.73。 オキシタンクは密閉された長方形のタンクで、穴のある隔壁で 4 ～ 6 つのセクションに分かれています。 隔壁の上部開口部はガスの通過に使用され、下部開口部は汚泥混合物の通過に使用されます。 排水、循環汚泥、酸素は最初のセクションに含まれます。
オキシタンク内の廃水の平均滞留時間は、次の式で求められます。
t = (1a-1)/, (5.34)
ここで、KQi、Kiはそれぞれ溶存酸素濃度、活性汚泥の投与量の影響を考慮した係数である。 Sn - スラッジの灰分、1 の割合。 a - 活性汚泥の投与量、g/l; p -- 比酸化速度、mg; VPK ユルンは、無灰物質 1 g あたり、または 1 時間あたりです。
酸素タンクで処理された廃水の組成に応じて、水中の最適な酸素濃度は 10 ～ 12 mg/l、汚泥の用量は 7 ～ 10 g/l です。
生活排水は安定器に流れ込み、その後沈殿槽に流れ込みます。 浄化後の水はミキサーに送られ、沈殿槽からの工場廃水と混合されます。 次に、家庭用と 工業用水曝気槽に入ります。 二次沈殿池で活性汚泥を分離した後、廃水は塩素で中和され、貯留池に放流されるか、生産用に送られます。
沈殿槽からの汚泥は蒸解釜に入ります。 発酵プロセス中に消化タンクから放出されるガスは、燃焼のためにボイラー室に送られます。
G溶岩3.Aハードウェア設計
3.1 バイオフィルター「グリーンウェイ」»
Greenway バイオフィルターは、1 段浄化槽で設計することも、2 段浄化槽の後に独立した構造として設計することもできます。 図では、 図 4.4 は、バイオフィルターを備えた単段浄化槽を示しています。 バイオフィルターの底部には「Algae」ファブリックを搭載。 ポリアミド生地は、バイオフィルター カートリッジの入口穴をシルトから保護します。 カートリッジには濾材が入っています。 材料と装填直径は、点滴バイオフィルターと同様に割り当てられます。 人工材料からなる濾材を使用することもできます。 浄化槽、バイオフィルターに次ぐ浄化効果は、完全な生物処理施設に相当します。 バイオフィルターを別に設置した二段浄化槽を使用する場合、次の点に注意してください。 大掃除廃水。 廃水汚染の指標を表に示します。 5.6.
米。 5.4. 総合廃水処理プラント「オシナ」：1、11 - アスベストセメントパイプ。 2 - 発泡プラスチック; 3 - 迷宮。 4 - ロードします。 5、7 - ポリエチレンパイプ。 6 - パーティション。 8 - 穴。 9 - 鉄筋コンクリートボディ。 10 - 読み込み中
建設「アスペン」
オシナの施設にはバイオフィルターが不可欠な部分として備えられています。 この構造はヨーロッパで開発され、ロシアでも応用されました。 この構造は鉄筋コンクリート製で、2 つのセクションの嫌気性構造と膨張粘土を充填したバイオフィルターで構成されています。 嫌気性処理は酸素を利用せずに行われます。 廃水は水位より低い位置で供給されます。 最初の嫌気性処理段階は、隔壁によって 2 番目の嫌気性処理段階から分離されています。 隔壁の中央には穴があり、そこから精製水が第二段階の嫌気処理に流入します。 嫌気性構造物の表面には、ガスによって運び去られた浮遊汚染物質の表面が形成されます。 第 2 浄化槽とバイオフィルターの間にサイフォンが設置されています。 水はサイフォンを通ってバイオフィルターに流れます。 バイオフィルターでは積載物の上にメッシュを設置し、膨張した粘土の浮き上がりを防ぎます。 バイオフィルターの底には排水があり、その上には支持層があり、その後に負荷がかかります。 設置能力は1日あたり800リットルです。 構造の面積は2.5平方メートルです。 設置場所は地上と地下にあります。 図では、 図 5.4 にオシナ処理施設の図を示します。 テーブル内 表 5.7 に廃水処理の質の指標を示します。
Osina の設備は、適切な環境上の正当性があれば、地下または地表の廃水処理場での後処理に使用できます。 期待する 効率的な仕事冬期は土壌凍結による水温低下のため設置できません。 この構造は定期的なメンテナンスが必要です。 著者らは、3 年に 1 回、汚泥を取り出してバイオフィルターを交換することを提案していますが、これは運転条件によって異なります。
3.2 治療施設「バイオディスク」
バイオディスク処理施設は、100 人、350 人、1000 人の人口を対象に設計されています。 処理ステーションの生産性は 20、70、200 m3/日です。 処理ステーションは、地表の断熱シェルター内に設置されます。 住宅からの排水は地下に流れ込みます ポンプ場ここで、コンテナグリッド上の粗大な汚染物質が除去されます。 水は水中ポンプによって受入チャンバーに供給され、次に接線サンドトラップに供給され、そこで砂が除去されます。 ステーションの生産性が 1 日あたり 100 m3 を超える場合は、砂トラップが割り当てられます。 排水は砂トラップから重力によって浄化槽に流れ込みます。 浄化槽は 12 ～ 24 時間水を保持できるように設計されています。 浄化槽では、廃水から浮遊物質、有機汚染物質、窒素汚染物質、リン酸塩、界面活性剤が除去されます。 浄化槽からはトラフ下部の穴を通って5～7枚のディスクドラムに分かれた「バイオディスク」に浄化水が供給されます。 ドラムの数は洗浄ステーションの性能によって異なります。 液体の移動は徐々に起こり、その構造はディスプレーサとして機能します。 ドラム缶上のバイオフィルムは増殖し、死滅します。 死につつあるバイオフィルムは精製水とともに二次沈殿槽に運ばれます。 二次沈殿槽ではバイオフィルムが沈殿し、水中ポンプを使用して定期的に浄化槽に汲み上げられます。 リンを除去するには、試薬を二次沈殿槽に導入します。 二次沈殿槽と処理済み廃水の再循環には同じポンプが使用されます。 水の再循環により、Biodisk 設備に侵入する汚染物質の濃度が低下し、その品質を調整できるようになり、硝酸塩が脱窒されます。 昼夜を問わず、再循環により処理施設の継続的な稼働が保証されます。 廃水の後処理には、ブラシを搭載したバイオリアクターが使用されます。 ブラシへのエア供給はエジェクタにより行われます。 廃水はエジェクターに供給されます 水中ポンプ、バイオリアクタータンクに設置されます。 ブラシの再生は集中的なエア供給により行われます。 バイオリアクター内で生成された汚染物質は、水中ポンプによって浄化槽に送られます。 精製水は紫外線照射設備で殺菌され、貯水池に放流されます。 浄化槽からの汚泥は、6 ～ 12 か月に 1 回定期的に排水タンクに除去されます。 汚泥圧縮機からの水は浄化槽に戻され、堆積物は70℃の温度に加熱され、蠕虫の卵の破壊と病原性微生物叢の部分的な除去が保証されます。 処理された汚泥は汚泥床に保管することも、埋め立て地に処分することもできます。
Biodisk 施設における浄化槽、ディスク型バイオフィルター、二次沈殿槽の組み合わせは最適ではありません。低容量のディスク型バイオフィルターの水力操作スキームが混乱し、浄化の中断につながるからです。 浄化槽の動作は、廃水汚染物質の流量と濃度、リサイクルされた水の量、および腐敗した製品の水への影響によって決まります。
3.3 浸水したバイオフィルター
FZD 2 段浸水バイオフィルターは、さまざまな粒状媒体を充填した 2 段の重力フィルターで構成されています。
FZD バイオフィルターの第 1 段階は、浸水バイオフィルター モードで動作します。 膨張粘土未粉砕負荷（負荷直径2～10mm）の高さは2.2mです。排水は排水穴付き分配システムを通じて下から供給され、空気は微生物の活性を確保するために空気システムを通じて供給されます。 FZDバイオフィルターにはブロワーから排水1m3あたり3m3の空気が供給されます。 バイオフィルムが成長した膨張した粘土装入物を下から上にろ過すると、部分的に浄化された廃水がジェットガイド装置から反射され、堰を通ってFZDバイオフィルターの第1ステージと第2ステージを接続する開いた水路に流れ込みます。 次に、浄化された液体は、一端が開いた水路に切り込まれた分配シュートを通って、FPD フィルターの第 2 段階のバイオフィルターに入ります。このバイオフィルターは、廃水の種類と必要な浄化の深さに応じて、膨張粘土、ゼオライト化凝灰岩、 活性炭または他のフィルター材料。 FZD バイオフィルターの第 2 段階の充填高さは 1 m、充填直径は必要な精製度に応じて 0.63 ～ 5 mm まで幅広く変更でき、濾過方向は上から下です。 精製水はFPDの第2段バイオフィルターからサイフォンを通して除去され、 最低レベルフィルターサイクルの開始時に水を供給します。 第 2 段階の前に酸化剤 (塩素、オゾンなど) を導入できます。FPD フィルターの第 2 段階の前に酸化剤を導入しない場合、第 2 段階は浸水バイオフィルター モードで動作します。
気水逆洗は段階的に行われます。最初の段階では、5〜7 l/(s m2)の強度で2〜3分間空気パージを行い、2番目の段階では（同じ強度で）空気を共同供給します。 ）と水（強度5〜6 l /（s m2）で5分間、3回目では14〜16 l /（s m2）の強度で5分間洗浄します。この目的には精製水が使用され、保管されています）汚れた水は、バイオフィルムを懸濁状態に維持するための別の容器に集められ、貯水池から処理プラントの「ヘッド」に均一に供給され、沈降効果が高まります。得られる沈殿物（処理水の体積の 0.2〜0.4%）は、原水とバイオフィルムの比率が約 4:1 の混合物です。
FZD バイオフィルター (表 5.8) を「オキシポア」バイオフィルターと比較すると、第 1 段階と第 2 段階で異なる直径の異なる種類の媒体を使用でき、第 2 段階の前に異なる種類の酸化剤を使用できます。
米。 2. 浸水式非加圧バイオフィルター: 1 - バイオフィルターの第 1 段階、2 - バイオフィルターの第 2 段階。 3 - カメラ。 4 - 放水路。 5 - ジェット誘導装置。 6 - 配布シュート。 7 - 管状排水; 8 - 第 2 段階の浄化水の排水を収集する。 9 - 空気管状排水
浸水バイオフィルターは、適切な理由があれば使用できます。
3.4 バイオフィルター マタラ
Matala® 素材には、平らなシートとロール状 (「R-Matala®」) の両方で 6 種類の密度があり、そのうち 4 種類は園芸および観賞用の鯉品種の繁殖を目的としています。
本質的に、このような密度の品種は、次のような用途のために開発されました。 組み合わせた材料「漸進的濾過」の原理に基づいています。 以下はこれら4品種の拡大画像です。
沈殿槽または沈殿槽で園芸用水のろ過に使用する場合、低密度品種の Matala® 素材がより受け入れられますが、他の高密度品種の Matala® 素材はバイオフィルターに適しています。
これら 4 種類の密度の Matala® 素材は、特定の形状をしたポリプロピレン繊維に代表される特殊な表面フィルター素材を持ち、三次元分布に優れたマトリックスに結合されています。
その結果、このフィルター素材は最大 94% (膨張粘土または砂利の場合はわずか 30%) という非常に大きな「自由体積」を備えているため、水は乱流や流量密度の変動なしに素材を非常に均一に流れることができます。 。
Matala® フィルター媒体は耐久性が高いため、取り付けと洗浄に特別な利点がいくつかあります。 Matala® をフィルターに取り付ける際、追加のサポートのためのメッシュは必要ありません。
材料のカットはとても簡単です。 ギザギザのない大きな包丁でも使用できます。 ホールソー現場での切断に。
素材の洗浄 - 作業が大幅にきれいになり、他のスポンジを洗浄するよりもはるかに簡単かつ迅速になります。 Matala® を水から下ろしたり持ち上げたりするだけで、その場で洗ったり、汚れを洗い流したりできます。
材料が詰まりすぎると 多額の固体懸濁液や藻類は、ホースからの流れで除去できます。
Matala® 濾過材では、繊維の折り目や接合部に多数の細孔空間が形成されます。 水がこれらの空間を流れると速度が低下し、薄いバイオフィルムを形成する硝化バクテリアの初期付着と増殖に理想的な環境が形成されます。
異なる種類の Matala® を直列に設置すると、閉塞や嫌気性ゾーンを作ることなく、浮遊粒子や細菌の塊が非常に簡単に捕捉されます。
逐次濾過法を使用する場合、Matala® 素材を「増粘」剤としてマルチチャンバーフィルターに組み込むことができます。 濾過チャンバーの全面積または直径を満たし、効果的に使用することができます。 ハニカムカートリッジを備えたシステムでは、フィルターの目詰まりや閉塞を避けるために、他のタイプの濾過媒体を取り付ける必要があります。
その結果、同じ動作条件下で、Matala® 素材を使用したフィルターは、他の素材を使用したフィルターと比較して、より優れた性能と効率を実現します。
Z結論
細流濾過を備えたバイオフィルターは生産性が低いですが、完全な洗浄を提供します。 油圧負荷は 0.5 ～ 3 m3/(m2-day) です。 これらは、BOD 200 mg/l 以下で最大 1,000 m3/日の水を浄化するために使用されます。 高負荷バイオフィルターは、10 ～ 30 m3/(m2day) の水圧負荷で動作します。 点滴システムよりも 10 ～ 15 倍多くの廃水を浄化します。 ただし、完全な生物学的治療は提供されません。
酸素の溶解を良くするためにエアレーションを行います。 バイオフィルターに供給される空気の量は、廃水 1 m3 あたり 16 m3 を超えません。 BOD が 300 mg/l の場合、精製水の再循環が必須です。
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生物フィルターとは何ですか? 特殊な形状のタンクを備えており、さまざまな微生物の殻である生物材料を使用して廃水を浄化します。
洗浄作業中は、大気と浄化水の温度差により常に空気の循環が発生します。 換気は生命を維持するための必須条件であり、微生物に酸素を供給します。
バイオフィルターの分類
生物フィルターにはさまざまな充填材があります。 ハイライト:
- 容量負荷のあるバイオフィルター。 山砕石、膨張粘土、小石などが入っています。
- フラットロードフィルター。 耐久性のあるプラスチックが使用されており、6〜30度の温度範囲で動作します。
使用される技術スキームに応じて、以下が区別されます。
- 2段階の浄化を行うフィルターで高純度の水を生成します。 これらは、デバイスの高さが制限されている場合、または不利な気候の場合に使用されます。
- 1 段階の精製を備えたバイオフィルター。
浄化の程度に応じて、バイオフィルターは次のようになります。
- 完全なクリーニング付き。
- 清掃が不完全な場合。
空気の供給方法に応じて、バイオフィルターは次のように分類されます。
- と 自然循環空気;
- 人工空気供給付き。
生物学的フィルターには 2 つの動作モードがあります。
- 再循環 - より効果的な洗浄のために、高濃度の水が少しずつ供給されます。
- 再循環なし – 水質汚染が少ない。
スループットに応じて、次のように分類されます。
- ドリップ - 低スループット。
- 高負荷。
容量負荷のあるバイオフィルター
通常、次のように分類されます。
- 生産性が低いのが特徴のドリップ。 積載体の粒径は 20 ～ 30 ミリメートル、層の高さは 2 メートルになります。
- 積載材サイズ 40 ～ 60 ミリメートル、層 4 メートルで高積載。
- タワーバイオフィルターの高さは16メートルと高く、粒径は40〜60ミリメートルです。
フラットローディングバイオフィルター
- 剛性荷重は、リング、パイプ部品、および同様の要素によって提供されます。 金属、セラミック、プラスチックなどのパン粉をタンクに注ぎます。 それらの密度は最大600 kg / m 3に達し、材料の気孔率は70％からです。 洗浄層は最大6メートルに達します。
- ブロックまたは格子荷重による剛体荷重。 ブロックはアスベスト シート (密度 250 kg/m3 まで、気孔率 80% ～、荷重 6 メートル) またはある種のプラスチック (密度 40 ～ 100 kg/m3、気孔率 90% ～、フィルター層16メートル）。
- ロールまたは ソフトロード金属メッシュ、合成繊維、プラスチックフィルムによって作成されます。 荷物はロール状に配置されるか、フレームに固定されます。 密度は最大 60 kg/m3、気孔率は 95%、積載高さは最大 8 メートルです。
- 浸漬用バイオフィルターは、底が凹んだタンクです。 プラスチック、金属、またはアスベストで作られたディスクが、処理される水のレベルより上に取り付けられます。 ディスクは互いに10〜20ミリメートル離れて配置されており、その直径は06〜3メートルです。 シャフトは最大 40 min -1 の周波数で回転します。
バックフィルとソフトロードは次の場合に使用されます。 最大流量 10,000 m 3 /日、ブロック負荷 - 50,000 m 3 /日。 水中バイオフィルターは低負荷で効果を発揮します。
フィルター動作図
水塊の供給は点滴方式またはジェット方式で行います。 空気はフィルターのドレンを通過するか、表面から取り込まれます。 低濃度の汚染物質を含む事前に浄化された廃水は分配器に流れ込み、分配器はそれを積載質量の表面に分割して送り出します。 さらに遠く 水が流れている排水システムに流れ込み、そこから生物学的フィルターの境界を越えて水トレイに流れ込みます。 2 番目の沈殿槽でバイオフィルムを除去します。
細流バイオフィルターは、有機負荷が低いという特徴があります。 死んだバイオフィルムからフィルター本体をタイムリーに洗浄するために、油圧負荷が使用されます。
バイオフィルター負荷全体への均一な灌漑を確保する必要があります。 これは、油圧負荷の増加または減少の発生を回避するために必要です。
細流フィルターは変化に適応することがほとんど不可能です 外部条件。 動作中、汚染指標とバイオフィルターの状態が監視されます。 負荷のクリーニングには費用がかかります - 完全に交換されます。 バイオフィルターは、浮遊粒子の量が 100 mg/l 未満の廃水を受け取る必要があります。
運転中はフィルターのエアレーションが重要です。 酸素濃度は 2 mg/l を超えて減少してはなりません。 排水の下と底の上のキャビティを定期的に清掃する必要があります。
点滴型生物フィルターは冬場の風に耐えられません。 効率的な操作のために、防風機能が備わっています。 不均一な負荷はフィルタの浸水につながりますが、負荷を交換することで解消されます。 仕事が中断されたり、 異物ローディングマスとドージングタンク内。
高負荷バイオフィルター
このタイプのフィルターは空気交換を増加させ、それに応じて酸化能力を高めます。 負荷の大部分を占める空気交換の増加と水負荷の増加が保証されます。
精製水は高速で移動し、酸化しにくい物質や老廃物バイオフィルムを除去します。 酸素は残りの汚染物質に消費されます。
高負荷バイオフィルターは、高負荷層、増加した排水粒度、および人工空気循環を確保するための特別な形状の底を備えています。
フィルターの洗浄は、一定の継続的かつ大量の給水条件下でのみ行われます。
積載質量の高さはバイオフィルターの効率に直接比例します。
生物学的フィルターには次のものが含まれる場合があります。
- フィルター本体 - 水が浸透しやすいリザーバー内にあるフィルター媒体。 充填材 (プラスチック、スラグ、砕石、膨張粘土など) は、密度が低く、表面積が増加している必要があります。
- 汚れた水をフィルター媒体に均一に灌漑できる配水装置。
- 排水;
- 空気分配装置 - 酸化反応のための酸素を供給します。
バイオフィルター内の酸化プロセスは、野外灌漑や生物学的処理施設と似ていますが、より激しいものです。
バイオフィルター動作図
ローディングマスは、沈殿タンクを通過した後に残る未溶解の不純物から水を浄化します。 バイオフィルムは溶解した有機物を吸収します。 バイオフィルム内の微生物は有機物を酸化して生きています。 また、有機物の一部はバイオマスを増やすために使用されます。 水中の不要な有機物の破壊と生物膜の増加という 2 つの効果的な作用が起こります。 廃水の流れはフィルムの死んだ部分を運び去ります。 酸素は自然に供給されるほか、換気によって人工的に供給されます。
バイオフィルターの計算
計算は、積載質量の有効厚さ、配水装置の特性、排水率、水を排水するトレイの直径を見つけるために行われます。
負荷質量の有効サイズは、酸化力 - OM によって計算されます。 OM は 1 日に必要な酸素の質量です。 水温や環境、積載質量の材質、汚染の種類、空気交換の方法などに影響されます。 年間の平均気温が 3 度未満の場合、バイオフィルターは暖房と 5 倍の新鮮な空気の供給が可能な暖かい部屋に移動されます。
次のアルゴリズムがよく使用されます。
- 係数 K は、流入水と流出水の BOD20 の積として決定されます。
- 表から、冬の平均周囲温度と K に応じて、フィルターの高さと許容油圧負荷を決定します。
- 総面積は、流入する水の流量を油圧負荷で割ることによって決定されます。
高負荷バイオフィルター
それらには正確な計算方法があります。
- 流入水の許容汚染濃度は、表にまとめられた係数 K に流出水の BOD を乗算して決定されます。
- 再循環係数は特別な計算式を使用して計算されます。 これは、流入する廃水の BOD からその許容濃度を引いた値と、許容濃度から精製水の BOD を引いた 2 つの差の商に等しくなります。
- フィルター面積を決定するには、1 日あたりの平均給水量に、廃水流量に対する再循環流量の比とポイント 2 の係数を 1 加えた積を求めます。すべてを許容負荷と温度で緩やかに割ります。
生物学的フィルターを計算するには、次のような追加の方法があります。 複雑な数式そしてより正確な結果が得られます。
バイオフィルター換気図
上で述べたように、バイオフィルターには人工酸素と天然酸素の 2 つの酸素供給方法があります。 換気の種類は以下によって異なります。 気候条件そしてフィルターの種類。
高負荷のバイオフィルターには、低圧ファン - EVR、TsCh が使用されます。 エアロフィルターには人工換気が必要です。 密閉空間にバイオフィルターを設置する場合、次のような機能も提供されます。 強制提出そこに空気を入れます。
休憩により温度が 60 度まで上昇し、使用済みバイオフィルムの分解による悪臭が発生する可能性があるため、常に空気を循環させてください。
バイオフィルターは6度以上の温度で効果的に機能します。 水温が低い場合は、供給された水を加熱する必要があります。
冬季のフィルターの過冷却を防ぐため、ドーム構造の形で風よけを設置し、排水供給の不均一係数を低減します。 また、冷気の供給にも制限を導入し、1 平方メートルあたり 1 時間あたり 20 個までしか供給してはならないとしている。 立方メートル。 ファブリック素材で作られたブラインドとスクリーンが換気グリルに挿入されます。
バイオフィルムの厚さはフィルター内の平衡に影響します。 厚さが厚いと酸素の消費が停止し、腐敗が始まる可能性があります。 細流フィルターで最も一般的です。
以前は、酸素の自然供給は温度差によってのみ発生すると考えられていました。 今日では、自然換気が酸化還元反応中の拡散プロセスの影響を受けることが証明されています。
→ 排水処理
バイオフィルターの分類
バイオフィルターの分類
バイオフィルターは、完全な生物学的処理または不完全な生物学的処理に使用でき、さまざまな基準に従って分類されます。主な基準は、設計上の特徴と充填材料の種類です。
充填材の種類に基づいて、バイオフィルターは、体積充填のバイオフィルター (砂利、スラグ、膨張粘土、砕石など) と平坦充填のバイオフィルター (プラスチック、アスベスト セメント、セラミック、金属、布地など) に分類されます。 ）。
体積負荷のあるバイオフィルターは次のタイプに分類されます。 – ドリップフィルター、負荷物質画分サイズが 20 ～ 30 mm、負荷層の高さが 1 ～ 2 m です。 – 積載量が高く、積載物質のサイズが 40 ～ 60 mm、積載層の高さが 2 ～ 4 m である。 – 充填材料サイズが 60 ～ 80 mm、充填層の高さが 8 ～ 16 m の高さのバイオフィルター (タワー)。
体積負荷物質の密度は 500 ～ 1500 kg/m3、気孔率は 40 ～ 50% です。
フラットローディングのバイオフィルターは、次のタイプに分類されます。 – 剛性バックフィルローディングの場合。 セラミック、プラスチック、金属の充填要素を荷重として使用できます。 充填材料に応じて、その密度は100〜600 kg / m3、空隙率は70〜90％、充填層の高さは1〜6 mです。 – 剛性ブロック荷重あり。 ブロック積荷は、さまざまな種類のプラスチック (波形シートや平らなシート、または 空間要素）、アスベストセメントシートからも同様です。 プラスチック充填密度 40-100 kg/m3、空隙率 90-97%)、充填層高さ 2-16 m; – 金属メッシュ、プラスチックフィルム、合成繊維（ナイロン、ナイロン）で作られ、フレームに取り付けられるか、ロールの形で敷かれる、ソフトまたはロールローディングの場合。 このような充填の密度は5〜60 kg / m3、空隙率は94〜99％、充填層の高さは3〜8 mです。
バイオフィルターの処理能力は、特定の種類の構造の設計特徴に依存し、バイオフィルターの単位体積あたりの活性バイオマスの含有量によって説明されます。
体積負荷を伴うバイオフィルター (点滴バイオフィルター)。 点滴型バイオフィルターでは、廃水は滴または流れの形で供給されます。 自然空気換気はバイオフィルターの開放面と排水を通して行われます。 このようなバイオフィルターは水負荷が低く、通常は 1 日あたりの負荷物質量 1 m3 あたり 0.5 ～ 2 m3 です。 散水バイオフィルターは 1893 年にサルフォード (英国) で初めて登場しました。このフィルターは、1000 m3/日以下の廃水流量での使用が推奨されています。 これらは廃水の完全な生物学的処理を目的としています。
点滴バイオフィルターの操作スキームは次のとおりです。 一次沈殿タンクで浄化された廃水は、重力によって (または圧力を受けて) 分配装置に流れ込み、そこから定期的にバイオフィルターの表面に放出されます。 負荷の厚さでろ過された水は排水システムを通過し、不浸透性の底部に沿ってバイオフィルターの外側にある排水トレイに流れます。 次に、水は二次沈殿タンクに入り、そこで死んだバイオフィルムが精製水から分離されます。 有機汚染物質の負荷が許容限度を超えると、負荷物質が急速に沈泥し、点滴型バイオフィルターの動作が急激に低下します。
高負荷バイオフィルター。 20世紀の初めに、我が国ではエアロフィルターと呼ばれ、海外では高負荷バイオフィルターと呼ばれるバイオフィルターが登場しました。
これらの構造の際立った特徴は、細流バイオフィルターと比較して酸化力が高いことです。これは、このようなフィルターの沈泥が少なく、フィルター内の空気交換が良好であるためです。 これは、充填材料の割合が多く、水の負荷が数倍に増加したことにより達成されます。 高速バイオフィルター内の廃水の動きにより、保持された酸化しにくい未溶解の不純物や、瀕死のバイオフィルムが確実に除去されます。 バイオフィルター本体に入る空気酸素は、主にバイオフィルター本体から除去されなかった一部の汚染物質の生物学的酸化に費やされます。 エアロフィルターの設計は N.A. によって提案されました。 バズヤキナとS.N. ストロガノフは、1929 年にコジューホフ生物学基地に建設しました。 これらは、不完全および完全な生物学的廃水処理を目的としています。
タワーバイオフィルター。 これらのバイオフィルターは高さ 8 ～ 16 m で、良好な地形と処理済み廃水の BOD が 20 ～ 25 mg/l で、処理量が 50,000 m3/日までの処理プラントに使用されます。 国内ではまだ普及していない。
フラットローディングのバイオフィルター。 20 世紀の 50 年代に登場した平面ブロック、軟質、埋め戻し充填材料の登場により、生物学的フィルターの生産性を大幅に向上させることが可能になりました (図 12.3)。
米。 12.3. 平らな（プラスチック）ローディングを備えたバイオフィルター:
1 – 金属フレーム上の軽量シートで作られたボディ。 2 – プラスチックの積載。 3 – グリッド。 4 – コンクリート柱サポート。 5 – 供給パイプライン。 b – ジェットスプリンクラー。 7 – 出口トレイ
表からわかるように、平積み材の密度（12.2〜140 kg/m3）は、従来の砂利や砕石（1350〜1500 kg/m3）よりも大幅に小さいため、基礎の簡素化と軽量化が可能になります。バイオフィルターの封入構造。 平面充填材の気孔率 (87 ～ 99%) は、体積充填材の気孔率 (40 ～ 50%) の 2 倍以上であるため、強制換気の必要がなくなり、大幅なエネルギーが節約されます。 平坦な荷重材料の比表面積は 80 ～ 450 m/m であるのに対し、体積測定材料の比表面積は 50 ～ 80 m/m3 です。 ただし、比表面積が同じであっても、充填充填材料の一部が接触するときに形成されるデッドゾーンがないため、平面充填材料の活性表面ははるかに大きくなります。
充填材料の構成がバイオフィルターの性能に大きな影響を与えることが確立されています。 液体が滑らかな表面に沿って厳密に垂直に移動する材料の積載では、油圧レジームは層流 (理想的なディスプレーサ) であり、材料の積載では、 複雑な形状流れが垂直に偏向される表面 (Flokor、Plasdek など) では、流体の移動モードは乱流になります。 外国の科学者によると、複雑な充填材の生産性は、滑らかな充填材（同じ比表面積、同じ操作条件下）に比べて 67% 高いとのことです。
バイオフィルターには、生物学的酸化剤として使用されてきた 100 年の歴史があります。 しかし、20世紀の50年代後半以降、我が国で建設中の生物濾過ステーションの数は、主観的および客観的な理由により減少し始めました。 これらの理由には次のようなものがあります。建設の非工業的な性質。 積載物資の不足。 低帯域幅。 処理に入る廃水の組成の変化。 過負荷下での動作の信頼性の低下（特に有機汚染物質による）やその他の多くのこと。 設計および製造されている生物酸化装置の総数のうち、バイオフィルターが占める割合は 10% にすぎません。
しかし、安価な地元資材や電力不足、困難な土壌条件や地震地域では、バイオフィルターが優先されます。 たとえば、キルギスタンでは、稼働中の生物処理ステーション 31 ヶ所のうち、28 ヶ所にバイオフィルターが設置されています。 多くの産業 (加水分解酵母、食品など) では廃水に大きな泡形成能力があるため、バイオフィルターを使用することが推奨されることに注意してください。
現在、建設された何百もの生物濾過ステーションが、廃水流量と有機汚染物質負荷の両方の点で設計能力を超えるモードで稼働しています。 このような生物濾過ステーションの近代化の問題は非常に緊急になっており、これが新しい高性能充填材の開発の動機となっています。 この結果、フラットローディングを備えた新しいバイオフィルターが登場しました。 ブロック積み材料や低容量構造の複合体の工場生産など、高い工業レベルの建設を行っています。 これらは、廃水消費量と有機汚染物質の削減の両方の点で、体積負荷のあるバイオフィルターの対応する指標を 3 ～ 8 倍上回る高い処理能力を特徴としています。
彼らは自分の仕事に完璧に対処し、高い作業効率を示します。 浄化槽で浄化された水は、有用な目的に使用することも、単に土壌に吸収させることもできます。 浄化槽自体に加えて、後処理のために追加の機器を使用する必要がある場合があります。 水をできるだけきれいな状態で地面やその他の場所に流す必要がある場合は、浄化槽用のバイオフィルターの形で廃水処理システムを設置する必要があります。 土壌の吸水性が高く、下水道からの廃水が吸収されないこともあります。これはかなり一般的なオプションです。または、その水を庭の区画の灌漑に使用したり、貯水池に放流したりする予定です。 何らかの理由で生物処理ステーションを設置することができない場合は、水浄化用のバイオフィルターの購入を検討することをお勧めします。 このページには、これら 2 つのタイプに関する最新の資料が掲載されています。 付加装置浄化槽用。
処理排水処理装置の種類
土壌の浸透性が低い場合には、処理済み廃水処理システムを使用することをお勧めします。 これらは精製水をより効率的に排出することを可能にし、さらにその濾過にも貢献します。 4 つの主要なタイプの浄水排水システムを見てみましょう。
1. 電界吸収
このシステムは多くのお客様にご好評いただいております。 設置が簡単で、安価でありながら効果的です。
このシステムは次のように設置されます。設置された生物学的廃水処理プラントまたは浄化槽の近くに、必要な幅と深さの溝が掘られます。 粗い砕石の層が底に注がれ、排水システムのクッションを形成します。 次に、システム自体がインストールされます。 設置場所の深さが120 cmを超えない場合は、システムを断熱する必要があります（ほとんどの場合は砂で）。 その後、慎重に埋葬されます。
吸収場の動作原理：浄化槽で浄化された水は、砂や砕石を通って排水システムを通って土壌に入ります。 これにより、濾過（浄化）が促進され、急速に吸収されます。
2. 吸収が良い
このシステムは、地下水位が中程度の砂質土壌に最適です。 ただし、フィールド吸収よりも設置が難しく、より効果的です。
このシステムは次のように設置されます。下水道局から一定の距離にピットが掘られます。 溝を介して駅のピットに接続されています。 底のない容器がピット（本質的には井戸）に設置されます。 グラスファイバー、コンクリートリング、その他の防水素材で作ることができます。 砕石の層が井戸の底に注がれます。
処理ステーションと井戸は緩やかな傾斜にあるパイプで接続されています。 吸収井戸の動作原理: 浄化された廃棄物はパイプを通って井戸に流れ込み、砕石の層を通過して濾過されて地中に流れます。
3. フィルターフィールド
実際には、 このシステム処理済み廃水の除去は、近代化され改良された「吸収場」システムです。 ただし、これは量と労力がかかり、はるかに効果的です。 このシステムは次のように設置されます。処理ステーションの近くに必要な形状とサイズのピットが掘られます。 砂利の層が底に注がれます。 2層のパイプシステムがその上に設置されています。 次に、砂の層が注がれます。 この後、さらに砕石を敷きます。 最後のステップは、ピットの残りのスペースを土で埋めることです。
濾過場の動作原理は吸収場の原理と同じです。 唯一の違いは、水が地面に入る前に砂と砂利の層も通過することです。
4. フィルターカセット
別のタイプの排水システム。 敷地内に吸収/濾過フィールド用のスペースがほとんどない場合に便利です。
このシステムは次のように設置されます。処理ステーションから必要な形状とサイズのピットが掘られます。 穴の底には砕石が詰められています。 その上にカセットが取り付けられています（いくつかのコンパートメントと出口パイプを備えた箱の形で作られた構造）。 カセット部にはろ過材（砂、砕石）が充填されています。 インレットパイプを設置して接続した後、ピットを埋めます。
フィルターカセットの動作原理: 浄化された廃水は入口パイプを通ってフィルターカセットに流れ込みます。 フィルター材を使用したすべてのセクションを通過し、追加の精製が行われます。 そして、処理された排水は排出管を通って地中に流入します。
バイオフィルターの動作原理と設計上の特徴
バイオフィルターは廃水の後処理を行います。 浄化槽と併用して使用します。 水用バイオフィルターは、浄化廃水処理システムを設置できない場合に特に便利です。 そして、そのようなケースは次の要因で発生する可能性があります。
- この場所は地下水位が高く、
- 敷地内には飲料水が出る井戸があります。
- 現場の土壌は濾過率と吸収率が低い (粘土など)。
- 処理済み廃水を水保護ゾーンに排出します（このような場合、追加の UV 処理がよく使用されます。処理済み廃水の浄化は最大 100% になります）。
廃水処理用のバイオフィルターは、膨張粘土を充填した特殊なタイプの容器です。 入口パイプを通って、浄化された廃水 (65 ～ 70% 浄化) がバイオフィルターに (通常は重力によって) 供給されます。 液体はバイオフィルターのローディングエリア全体を満たし、好気性酸化を受けます。 その後、排水が処理されます 好気性細菌。 フィルターを作動させた後、最初の 2 ～ 3 週間は不活性ローディングエリアのバイオフィルターの最初のチャンバー内で、細菌、微生物、さまざまな真菌のバイオフィルムが形成されます。 細菌や真菌は廃水に含まれる有機化合物を酸化します。 さまざまな微生物の餌にもなります。 たとえば、繊毛虫やワムシなどです。 この生物活性のおかげで、バイオフィルムは常に活性化され、水の浄化プロセスが継続的に行われます。 細菌の発生を促進するために、特別な酵素添加物が使用されます。 細菌や微生物の活動に必要な酸素の供給は、自然換気システムによって確保されています。 その操作に技術的手段を使用する必要はありません。 洗浄後、水は 2 番目のチャンバーに入り、そこから出口ホースを使用してフィルターから除去されます。 検討されたプロセスの結果、廃水は 90 ～ 95% 浄化されます。
生物学的浄化フィルターは浄化槽を補完する装置にすぎないことを覚えておくことが重要です。 浄化槽なしでの使用は固く禁じられており、チャンバーの目詰まりやフィルター全体の故障を引き起こす可能性があります。 浄化槽の購入をお考えですか？ 私たちのウェブサイトの関連ページにアクセスしてください - 私たちはあなたに何かを提供します。
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バイオフィルター
生物学的フィルターは、人工的に作成された条件下で生物学的廃水処理プロセスが行われる構造です。 生物学的フィルターには、周期的 (接触) モードと連続モードがあります。 接触型バイオフィルターは、スループットが低く、コストが高いため、現在は使用されていません。 連続バイオフィルターは、その処理量に応じて、空気を供給する方法に応じて点滴型と高負荷型に分類でき、どちらも自然換気または人工換気 (エアロフィルター) を使用できます。
点滴バイオフィルター。 点滴連続バイオフィルターは、海外の実務では灌漑フィルターまたはパーコレーターフィルターと呼ばれることもあります。
連続的に作動する細流バイオフィルターは、不浸透性のベース、排水、側壁、フィルター材、分配装置の主要部分で構成されます。 バイオフィルターの平面図は円形、長方形、または正方形です。 点滴バイオフィルターの表面は、短い間隔で上から均一に灌水されます。 この場合、水は滴または流れの形 (点滴または灌漑)、または水の薄い層の形 (パーコレーター) で供給されます。
家庭での実践では、空気はバイオフィルターの開いた表面を通って上から、排水を通って下から自然にドリップバイオフィルターに入ります。 これらは水負荷が低く (負荷材料 1 m3 あたり廃水が 0.5 ～ 1 m3 以下)、高負荷バイオフィルター (20 ～ 40 mm) と比較して負荷部分のサイズが小さくなります。
吸着により汚染された水は、バイオフィルターの濾材を通過することにより、一次沈殿槽に沈殿しなかったコロイド状有機物質や浮遊した有機物が浮遊し、微生物が密集したバイオフィルムを形成します。 バイオフィルム微生物は有機物を酸化し、生命活動に必要なエネルギーを得ます。 微生物は、溶解した有機物の一部をプラスチックの材料として利用して質量を増加させます。 したがって、廃水から有機物質が除去され、バイオフィルター本体内の活性生物膜の質量が増加します。 使用済みおよび死んだフィルムは、廃水の流れによって洗い流され、バイオフィルターから除去されます。
バイオフィルター（図1）は次のように機能します。 一次沈殿タンクで浄化された廃水は、重力によって (または圧力を受けて) 分配装置に流れ込み、定期的にバイオフィルターの表面に水を放出します。 バイオフィルターの厚さでろ過された水は、穴の開いた底部 (排水) の穴を通過し、固い不浸透性の底に入り、そこからバイオフィルターの外側にある排水トレイに流れ落ちます。 次に、水は二次沈殿タンクに入り、処理された廃水から除去および分離されたバイオフィルムが保持されます。 このタイプのバイオフィルターが正常に動作している場合の洗浄効果は非常に高く、BOD の点で 90% 以上に達することがあります。
バイオフィルターを計算する際、入ってくる廃水を浄化するために必要な積載物質の量が決定され、積載物を水で灌漑するための分配装置、排水、浄化された水を集めるトレイも計算されます。 国内の点滴型バイオフィルターの設計では、フィルター負荷量はバイオフィルターの酸化力によって決まります。 酸化力は、廃水の生化学的要求を減らすために、1 日あたり 1 m3 の充填材料から得ることができる酸素のグラム数です。 バイオフィルターの酸化力は、その値が廃水と外気の温度、入ってくる液体の性質、充填材、空気供給方法などの多くの要因に依存するため、大きく異なります。
米。 1. バイオフィルター 1 - 分配層。 2 - 支持層。 3 - コンクリート; 4 - 排水; 5 - 収集トレイ。 6 - 廃液供給
高負荷バイオフィルター。 1929年にソ連で、1936年に米国で新しいタイプのバイオフィルターが登場しました。これは国内ではエアロフィルターと呼ばれ、外国では高負荷バイオフィルターと呼ばれていました。 ソ連では、エアロフィルターはN.A.バズヤキナ教授とS.N.ストロガノフ教授によって提案されました。 これらは 1929 年にコジューホフ生物濾過ステーションで初めて建設され、 明らかな利点点滴と比較して、 幅広い用途。 高負荷バイオフィルターは、設計と操作上の特徴の両方において点滴フィルターとは異なります。
設計の違いは次のとおりです。
１）積載材料の粒径を大きくする（積載高さ全体で４０〜７０ｍｍ）。 材料は硬い岩を砕くことができます。
2) 積載材に人工的に空気を吹き込み、これに関連して底部と排水路の設計を変更。
３）（必要に応じて）濾材層の高さを増加させる。
運用上の特徴は次のとおりです。
1) バイオフィルターの表面全体に流入水を強制的に灌漑し、可能であれば表面への水の供給の中断時間を短縮する。
2) フィルターが自然に洗浄される自然条件を作り出すために、表面積 1 m2 あたりの水の負荷を増加します。
３）必要に応じて、流入する廃水を精製廃水で希釈する、すなわち、再循環を導入する。
研究により、高負荷バイオフィルターは、特定の設計機能と指定された動作モードに応じて、任意の処理量と任意の程度の浄化を提供できることが確立されています。
高負荷バイオフィルターは、次の基準に従って分類する必要があります。
1. 動作原理に従って - 完全または不完全な生物学的処理を使用します。 当初、このタイプのバイオフィルターは不完全な生物学的処理のみを目的として設計されていました。 フィルターが廃水に含まれる酸化しやすい汚染物質を除去し、出口排水の VOC が 20 mg/l を超える場合にのみ、フィルターの処理量を増加できると考えられていました。 さらに、硝化プロセスはバイオフィルターでは発生しません。 しかし、その後の研究 2 では、高負荷のバイオフィルターが非常に高い洗浄効果を提供できることが証明されました。
2.空気供給方法による - 自然および人工空気供給による。 2 番目の場合、エアロフィルターと呼ばれることがよくあります。 バイオフィルターの充填高さが低い場合 (1.5 ～ 2 m)、人工空気の供給は必要ありません。 荷重が高い高さでは、人工空気を注入する必要があります。
米。 2. 再循環を伴うバイオフィルターの単段運転のスキーム
3. 動作モードによる - 再循環ありとなし。 バイオフィルターに流入する汚染排水の濃度が低く、バイオフィルターへの水流が自発的な洗浄に十分である場合、排水の再循環は必要ありません。 排水がひどく汚染されている場合、再循環が望ましく、場合によっては必須です。
4. 段数に応じて - 単段（図2）と2段。 完了した場合、バイオフィルターの 2 段階の操作が提供されます。 生物学的処理また、ステージ I のバイオフィルターは十分な高さに設計できません。 この場合、第１段階では不完全な排水処理が行われ、第２段階ではその追加処理が行われることになる。
5. 高さ - 低いものは 2 メートルまで、高いものは 2 メートル以上。
6. 積載の設計特徴に従って - 体積積載（砂利、砕石、膨張粘土など）および平坦積載。
フラットローディングのバイオフィルターはさらに細分化されます。セラミック、プラスチック、および金属の埋め戻し要素で作られたリングまたはパイプスクラップの形で剛体ローディングを行うバイオフィルター。 格子または平らなシートや波形シートのブロックの形で剛性の荷重を加えます。 金属メッシュ、プラスチックフィルム、合成繊維で作られたソフトまたはロールローディングを使用し、フレームに取り付けられるか、ロールの形で置かれます。
高レベルのバイオフィルターは完全な生物学的処理用に設計されており、低レベルのバイオフィルターは部分的な生物学的処理用に設計されています。
プラスチックを充填したバイオフィルター。 これらのフィルターの特徴は、格子、袋、またはプラスチック リングの形をしたプラスチック材料の負荷に対して作動することです。 フィルター充填材の周囲の空気の流れにとって好ましい条件により、他のタイプのバイオフィルターよりも高いスループットが得られます。 都市廃水の負荷 (MISS 下水道局の調査による) は、材料負荷 1 m3 あたり水 10 m3 まで増加する可能性があります。 ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、その他の硬質プラスチックで作られたプラスチックブロックが装填材料として使用され、また、ブロックに組み立てられるかバイオフィルターに注入されるショートカットの穴あきパイプで作られたプラスチックノズルも使用されます。 このようなバイオフィルターは、高さ3〜4 mの平面図で円形または多角形に設計されており、通常は加熱された部屋に設置されます。
バイオフィルターの設計。 国内の実践では、最も広く使用されているバイオフィルターは長方形または 丸い形。 図では、 3は典型的な生物学的フィルターを示しています 長方形ソユーズ・ヴォドカナルプロエクト社が開発したプレキャスト鉄筋コンクリート製。 排水システムはコンクリートの防水基礎に設置されており、水を排水し、 有利な条件バイオフィルター負荷のエアレーション用。 ほとんどの場合、排水はコンクリート支持体上に置かれた鉄筋コンクリートスラブで作られています。
米。 3. スプリンクラー水分配を備えた典型的な長方形の生物フィルター 1 - プレハブブロック。 2と3 - 梁と床スラブ。 4 - 分配チャンバー。 5 - サービスエリア
米。 4. プレハブ鉄筋コンクリート製高負荷バイオフィルター 1 - 瓦礫基礎。 2 - 排水床スラブ; 3 - プレハブ壁要素。 4 - プレハブスラブ。 b - 換気パイプ。 6 - おろしプレート
充填材料は、微生物膜の迅速な形成を確実にする粒子サイズの発達した表面を持っていなければなりません。 同時に、充填材料は十分に多孔質である必要があります。これにより、充填フィルタへの良好な通気が促進され、フィルタの沈泥が大幅に防止されます。 バイオフィルターを装填するには、砕石、耐久性のある小石を使用することをお勧めします。 岩そして膨張した粘土。
曝気槽やバイオコーターでの部分精製廃液の前処理における高負荷バイオフィルター、および高負荷II段階バイオフィルターや点滴バイオフィルターには、30〜50 mmの材料が装填されます。 下部支持層は高さ 0.2 m で、すべての場合において 60 ～ 100 mm の荷重サイズを持ちます。
高負荷バイオフィルターはプレキャスト鉄筋コンクリート製です（図4）。 バイオフィルターは、直径 17 m、高さ 2.3 m の円筒形のタンクです。バイオフィルターの壁は、垂直に配置された 48 個の既製の円筒形要素でできており、底部は でできています。 モノリシックコンクリート、排水天井 - プレハブ格子から。
バイオフィルターの信頼性の高い動作は、その表面を水で均一に灌漑することによってのみ達成できます。 灌漑は、固定式または可動式の特別な分配装置によって実行されます。 固定分配器には、穴のあいた側溝またはパイプおよびスプリンクラー (スプリンクラー) が含まれ、可動分配器には、揺動シュート、可動充填ホイール、回転ジェット分配器 (スプリンクラー) が含まれます。 国内外の実践では、スプリンクラー灌漑と移動式スプリンクラーの助けを借りた灌漑が最も普及しています。
スプリンクラー システムは、投与タンク、分配ネットワーク、スプリンクラーで構成されます。 スプリンクラー (スプリンクラー ヘッド) は、地表またはバイオフィルター自体に敷設された配水管から分岐した垂直延長部の端に配置されたノズルです。 スプリンクラーヘッドの穴は直径 18 ～ 32 mm と小さいです。 図では、 図 5 は、国内で使用されているノズルのタイプの 1 つを示しています。 腐食を避けるために、スプリンクラーは青銅または真鍮で作られています。
米。 バイオフィルターの表面を灌注するためのノズル１−反射コーン； ６． 2 - 頭
米。 6. ジェットスプリンクラー
バイオフィルターの表面に廃水をより適切に分散させ、その動作を改善するには、短い間隔で定期的に廃水をスプリンクラーネットワークに供給する必要があります。 この目的のために、スプリンクラーネットワークが空のときに自動的に水をスプリンクラーネットワークに供給する投与タンクが提供されます。
バイオフィルターの各セクションに個別の投与タンクが供給されるように分配スプリンクラー ネットワークを設計することをお勧めします。 存在する さまざまなデザイン回転アームや円筒形のシャッターなどを備えた機械など、自動操作装置 (タンク) です。最も広く使用されているのは、可動部品のないサイフォン付きの投与タンクです。
配水システムを計算するとき、スプリンクラー（スプリンクラー）からの水の流れ、それらの必要な数が決定され、配水ネットワーク、投与タンクの容量と動作時間が計算されます。 通常の動作では、バイオフィルターに必要な量の空気を供給する必要があります。 点滴型バイオフィルターでは、外気とバイオフィルター本体の温度差により自然な送風（換気）が生じます。 空気の大部分は、フィルター内を移動するときに水とともに二重底の空間を通って上からバイオフィルター本体に入ります。 廃水の温度が気温より高い場合、空気の流れは上向き（排水から地表へ）となり、比率が逆転すると下向きとなり、温度が等しい場合は、換気がまったくありません。 バイオフィルターの動作に関する研究で示されているように、必要な空気量は廃水 1 m3 あたり 8 ～ 12 m3 である必要があります。
高さ 2 m を超えるバイオフィルターには人工換気が必要です。 この場合、空気はファンによって底部と排水口の間の二重底空間に水圧 100 mm で強制的に送り込まれます。 美術。 (980Pa)。 フィルターの下から水が出る出口トレーの場所には、高さ200mmの油圧シールが設置されており、二重底の空間は四方から密閉されています。 これは、ファンによって送り出された空気がフィルター本体に完全に入り、その下から出てくる水と一緒に通過しないようにするために行われます。
米。 ディスクバイオフィルターの装置の図１−プレートのディスクブロック。 2 - シャフト。 3ドライブディスクユニット。 4および7 - 入口および出口トレイ。 5 - お風呂。 6 - 放水路
ジェット回転スプリンクラーは、共通のライザーに片持ち梁で取り付けられた 2 つまたは 4 つの多孔パイプで構成されています (図 6)。 分配チャンバーからの水は、ある程度の圧力を受けてボール ベアリングに取り付けられたライザーに流れ込みます。 ライザーは垂直軸の周りを自由に回転できます。 ライザーから放射状に配置されたパイプに水が流れ、パイプの穴を通ってバイオフィルターの表面に注がれます。 穴から水が流出するときに発生する反力の作用により、スプリンクラーが回転します。 パイプの穴の直径は 10 ～ 15 mm であると想定されます。 穴間の距離は、周縁部から中心部に向かって増加します。 Soyuzvodokanalproekt は、回転スプリンクラーを備えた直径 15、21、27、29 メートルのバイオフィルターの標準設計を開発しました。
最大 500 m3/日の流量での廃水処理の実践では、水中（ディスク）バイオフィルターが使用されます（図 7）。 廃水に浸漬された回転ディスク上に生物膜が形成され、その膜に吸着された有機汚染物質が酸化されます。 廃水は入口から半円底のトラフに入り、反対側から排出されます。 ディスクの直径は通常 2 ～ 3 m で、1 ～ 40 rpm の速度で回転します。 ディスク間の距離は15〜20 mmです。 ディスクバイオフィルターは、完全に組み立てられた工場製ユニットとして設置されます。
MISSで行われた研究。 V.V. クイビシェフとオデッサ土木研究所の研究により、水中バイオフィルターは操作が簡単で信頼性が高く、水を酸素で飽和させるのにほとんどエネルギーを消費しないことがわかりました。
パート2
バイオフィルターは、周期的バイオフィルターまたは接触型バイオフィルターと連続的バイオフィルターに分けられます。 連続バイオフィルターは、次のように分類できます。 a) 従来型のバイオフィルター。 b) エアロフィルター。 c) 高負荷。
生産性が低く、コストが高いため、接触型バイオフィルターは現在使用されていません。
従来型の連続バイオフィルターは、不浸透性のベース、排水、側壁、フィルター材、分配装置の主要部分で構成されています。 平面図では、バイオフィルターは円、長方形、正方形、または八角形の形状を持つことができます。 防水または透かし彫りの壁を使用して配置できます。 バイオフィルターの表面に水を分配する装置への水の流れは継続的に発生し、その表面は 3 ～ 5 分の短い間隔で灌水されます。 これらの装置から水が個別の滴またはジェットの形で供給されます。 このような灌漑は、酸化プロセスに必要な空気のバイオフィルター本体への浸透を促進します。 空気はバイオフィルターと排水の透かし彫りの壁からも入ります。 連続的に作動するバイオフィルターの作動スキーム。 このシステムは次のとおりです。一次沈殿槽で浄化された廃水は、重力によって (または圧力を受けて) 分配装置に流れ込み、そこを通って水が流れます。 それはバイオフィルターの表面に放出されます。 プロフィルター。 バイオフィルターの厚さまで浸透した水は、穴の開いた底部の穴（排水）を通過し、連続した不浸透層に入ります。 浸透性の底部からバイオフィルターの外側にある排水トレイを通って流れます。
バイオフィルターの本体内で発生する酸化プロセスは、灌漑や濾過場での自然な水浄化方法の際に発生するプロセスに似ていますが、後者とははるかに強い点で異なります。 正常に作動するバイオフィルターによる排水処理の効果は非常に高く、出口排水のBODは90％以上減少します。
バイオフィルターの計算は、入ってくる水を浄化するために必要な充填材の量を決定することと、灌漑、排水、浄化された水を通過させて収集するためのトレイのための分配装置を計算することから構成されます。
充填物質の量は、バイオフィルター (OM) のいわゆる酸化力によって決まります。これは、廃水の生化学的要求を減らすために、1 日あたり 1 mg の充填物質によって供給できる酸素のグラム数を指します。
バイオフィルターの酸化力のこの値は、各バイオフィルターでも大幅に減少します。その値は、外部廃水と廃水の温度、入ってくる液体の濃度と性質、環境などの多くの理由に依存するためです。積載材料、エア供給方法等、その値はあくまで値です。 一般的な見解バイオフィルター本体内で起こる有機物の酸化過程を表示します。 私たちが語ることができるのは、現場での測定に基づいて実験的に決定された酸化力の平均値についてのみです。
米。 1. 長方形のバイオフィルター
バイオフィルターが正常に動作するために必要な条件は、バイオフィルターに空気を吹き込むことです。 従来のバイオフィルターでは、外気とバイオフィルター本体の温度差によりパージや換気が自然に行われていました。
国内では、長方形のフィルターが最も普及しています (図 1)。
米。 2. バイオフィルターの底部は鉄筋コンクリートスラブ製
最高のタイプ排水は、コンクリートまたはレンガの支持体上に敷設された鉄筋コンクリートスラブからの排水です（図2）。 プレートには四角形または円筒形の穴があります。 他のタイプの排水（レンガ、セラミックパイプ）はほとんど使用されません。
バイオフィルターの底部には、互いに 2.5 ～ 4 m の距離 (バイオフィルターのサイズに応じて) に配置された収集トレイに対して 0.005 ～ 0.02 の傾斜が付けられています。 水は収集トレイから、0.003 ～ 0.005 の傾きを持つ排水トレイに流れます。 場合によっては、バイオフィルターの下に収集トレイが配置されず、その底部が排水トレイに向かって 0.01 の一般的な傾斜が与えられます。 フィルターには地上タイプと地下タイプの両方があります。
地上フィルターの壁は透かし彫りにされることがあります。 空気が入る穴が開いているもの。 壁の材質は鉄筋コンクリート、レンガ、瓦礫などを使用できます。
充填材料は、微生物膜の迅速な形成を確実にする粒子サイズの発達した表面を持っていなければなりません。 一方、充填材料は十分に多孔質である必要があります。これにより、フィルターの良好なパージが容易になり、シルティングが大幅に防止されます。 材料は十分な強度と耐候性も備えていなければなりません。 さらに、バイオフィルターの実際の微生物相に影響を与える可能性のある不純物を含んではいけません。 可能な限り使用する必要があります 地元の安価な材料を求めます。 これまで、ボイラースラグとコークスは主にバイオフィルターの原料として使用されてきました。 ただし、固い岩の砕石、鉄レンガの砕石、砂利もお受けできます！ 小石。
米。 3. ラウンドバイオフィルター
バイオフィルターの通常の動作は、その表面に水を均一に灌注することによってのみ達成できます。 この灌漑は特別な分配装置によって実行され、固定分配装置と可動分配装置の 2 つの主なグループに分けられます。
固定分配器には、a) 穴あき側溝またはパイプ、b) スプリンクラーまたはスプリンクラーが含まれます。 可動側： a) スイング側溝。 b) 移動する充填ホイール、および c) 回転するジェット ディストリビュータ (請願者)。 側溝や雨樋などを使って水を表面に配水する場合
で 最近海外では、ガイヤーホイールの原理に基づいて動作する可動ジェットディストリビューターが使用され始めました。 浄化された廃水が流入するライザーはボールベアリングに取り付けられており、垂直軸の周りを自由に回転できます。 2 つまたは 4 つの片持ち水平パイプがライザーに接続されており、バイオフィルターの表面から 0.15 m の距離で径方向に配置されています。 パイプは金属ブレースによって水平に保持されます。 パイプには、互いに一定の距離を置いて配置された穴があります。 一定の圧力（0.25 ～ 0.8 m）で水がこれらの穴から注ぎ出されるとき、ディストリビュータは反力の影響を受けて反対方向に動きます。 このような分配器の欠点は、穴に沈泥が発生する可能性があり、その結果、バイオフィルター表面の灌水が不均一になる可能性があることです。
図では、 図 4 は、別のタイプの可動ディストリビュータ、つまり移動充填ホイールの形式のディストリビュータを示しています。 充填ホイールは、表面にブレードが付いた長い中空のシリンダーです。 シリンダーはバイオフィルターの上にあり、廃水が供給されるとバイオフィルターの縦壁に敷かれたレールに沿って移動します。 分配器には、サイフォンを使用して側溝からの廃水が供給され、サイフォンの端は側溝内に下げられます。 排水がスプリンクラーの片側のブレードに入ると、スプリンクラーが回転します。 スプリンクラーはバイオフィルターに沿ってレール上を移動し始めます。 スプリンクラーの移動方向を変更するには、ハンドルとバッファー付きのトレイで構成される特別な装置が使用されます。 ハンドルがバッファーにぶつかると鍋が回転し、その結果廃水が可動ホイールの反対側に流れ、反対方向に動きます。
このような分配器の利点には、操作に必要な圧力が小さいこと、および水を均一に分配できることが挙げられます。 欠点は、冬季にはレールが凍結すると装置が停止する可能性があるため、動作が不安定になることです。 したがって、主に南部地域に設置されるバイオフィルターや閉鎖空間に設置される小型バイオフィルターに使用できます。
バイオフィルターの下 (底部) から精製された液体を排出するトレイの収集ネットワークを計算するには、水の消費量を知る必要があります。
米。 4. 可動分配器
フィルターの下から水が出てくる出口トレイの場所には、高さ200〜250 mmのウォーターシールが取り付けられており、二重底の空間は四方から閉じられています。 これは、ファンによって送り出された空気がエアロフィルターの本体に完全に入り、その下から出てくる精製水と一緒に突き抜けないようにするために行われます。 さらに、エアフィルター壁の内面に沿った空気の移動に対するさらなる抵抗を生み出すために、エアフィルター壁は水平リブで作られています。 二重底スペースは通常、高さ 0.5 ～ 0.6 m で覆われています。 鉄筋コンクリートスラブ穴あり。 スラブはコンクリートの柱またはリブの上に置かれます。 このようなバイオフィルターへの水の供給は、原則としてスプリンクラー分配器を使用して行われます。
エアフィルターも酸化力をもとに計算されています。 エアフィルター内の酸化プロセスは他のタイプのバイオフィルターよりも激しいため、OM は通常、充填材料 1 m3 あたり 1 日あたり最大 600 g の酸素を摂取します。 1 日あたりの空気消費量は、負荷 1 m3 あたり平均 25 ～ 30 m3 です。 このようなエアロフィルターは、通常、増加した負荷 (負荷 1 m3 あたり、1 日あたり最大 4 ～ 5 m3 の水) で動作します。そのため、積載物の急速なシルテーションを避けるために、エアロフィルターに入る廃水は高濃度であってはなりません。 流入水の BOD は 100 ～ 120 mg!l を超えてはなりません。 これを行うために、高濃度廃水を曝気タンクで予備浄化するか（コジュホフスカヤ曝気ステーションで行われているように）、濃縮廃水を精製水で希釈します（シュチュキンスキー生物ステーション）。
エアロフィルターにはスラグまたは砕石を充填できます。 ロードする粒度は異なります。 たとえば、コジュホフスカヤ基地では、主層には粒径 25 mm の砕石またはスラグが充填されています。 Shchukinsky駅では、一部のセクションでは粒子サイズが50〜60 mmの荷物があり、他のセクションでは25〜45 mmなどです。
最近、高負荷バイオフィルターが建設現場に導入され始めています。 従来のフィルターとの違いは、主に、従来のバイオフィルターのように完全な生物学的浄化ではなく、部分的な浄化を提供する場合があるという事実にあります。 これらのバイオフィルターにおける有機汚染物質の無機化プロセスは、本質的に、酸化されやすい有機物質の酸化段階で終了します。 この場合、廃水は完全には浄化されません。 その結果、バイオフィルター表面積1m2あたりの水と汚濁の両方の負荷が増加すると考えられます。
米。 5. 再循環を伴う高負荷フィルタのスキーム
負荷が増加すると、バイオフィルターの本体内に生物膜の急速な蓄積が発生し、バイオフィルターのシルト化につながる可能性があります。 その洗浄は、入ってくる廃水を精製水で希釈することによって確実に行われます。 いわゆる再循環とバイオフィルター負荷 滑らかな素材（砕石）。 場合によっては、バイオフィルターの高さを高くすると、再循環を使用した場合と同じ結果が得られる可能性があることに注意してください。
公益事業アカデミーが実施した実験では、 成功した仕事このようなフィルターの場合、WPC に基づく流入水の濃度が 200 mg/l を超えない必要があります。 廃水の濃度が高い場合は、廃水希釈を使用する必要があります。 リサイクル。
モスクワ都市建設技術研究所の下水道局がシチュキンスキー生物ステーションの作業員チームと協力して実施した、シチュキンスキー生物ステーションの動作条件下でのそのようなバイオフィルターの研究では、最大4.5の負荷でも、材料 1 m3 あたり m3 であり、処理された廃水の水質は非常に満足のいくものです。 負荷として使用するのが最も合理的です 花崗岩砕石粒径25～50mm。 WPC に基づく排水濃度が 170 mg/l までの場合、再循環は必要ありません。
- バイオフィルター
