Криобиологические сосуды > Окружающая среда и биотехнология > Перколяционные фильтры

Перколяционные фильтры


Перколяционный фильтр был самой первой системой, приме­ненной для биологической переработки отходов, причем его конструкция фактически не изменилась со временени создания в 1890 г. Эта система используется в 70% очистных сооруже­ний Европы и Америки и обладает рядом преимуществ, кото­рые состоят в простоте, надежности, малых эксплуатационных расходах, образовании небольших излишков биомассы и воз­можности длительного использования установки (в течение 30—50 лет).
Основной недостаток перколяционного фильтра — избыточ­ный рост на нем микроорганизмов; это ухудшает вентиляцию, ограничивает протекание жидкости и приводит в конечном сче­те к засорению фильтра и выходу его из строя. Одна из недав­них модификаций установки состоит в использовании чередую­щегося двойного фильтрования (ЧДФ), когда фильтры, на которые сначала поступает поток жидкости, периодически ме­няют местами с другими фильтрами. ЧДФ особенно ценно при очистке промышленных стоков. Для разрушения слоев грязи в толще фильтров используют также обратную циркуляцию и пульсирующую подачу. Это улучшает величину биохимической потребности в кислороде (ВПК), но снижает нитрифицирую­щую активность. Другие модификации в конструкции и работе установок с перколяционными фильтрами состоят в уменьше­нии скорости поступления жидкости для более равномерного распределения биомассы, а также в использовании прямой двойной фильтрации с большим объемом среды, когда на первый фильтр поступает больший объем среды и тем самым увеличивается его загрузка.
В 1970 г. на смену клинкеру, камню или гравию в системах с перколяционными фильтрами пришли пластмассы. Это позво­лило применять такие системы для переработки некоторых про­мышленных стоков высокой концентрации. Другим важным преимуществом явилось то, что пластмассы — легкий материал, и это позволяет строить высокие, не занимающие много места очистные сооружения. Для создания оптимальной поверхност­ной площади, вентиляции и пористости пластмассы размалы­вают.
Основное изменение в конструкцию очистных сооружений в Англии было внесено в 1973 г., когда был создан вращаю­щийся биологический реактор. Он представляет собой враща­ющиеся «соты» из пластиковых полос, попеременно погружае­мые в сточные воды и поднимаемые на поверхность. При таком способе увеличивается площадь поверхности, с которой может контактировать биомасса, и улучшается аэрация.
Среда, в которой находится перколяционный фильтр, не является водной в прямом смысле, поскольку это всего лишь тонкая водная пленка над слоем биомассы. Определить, какие именно микроорганизмы присутствуют в среде, довольно труд­но из-за сложности и гетерогенности биомассы. По-видимому, основной активной группой бактерий, участвующих в перера­ботке сточных вод, служат Zoogloea, хотя определенную роль играет и ряд других бактерий. В очистных сооружениях отме­чается также активный рост некоторых видов нитчатых бакте­рий и грибов. Из водорослей чаще всего присутствуют сине-зе­леные (Cyanophyceae) и Chlorophyceae. Встречаются и много­численные Metazoa, в том числе земляные черви, насекомые и ракообразные. Мухи и черви очень важны для регуляции раз­вития пленок.