Биофильтры для очистки воздуха реферат

Обновлено: 04.07.2024

Проблема очистки воздуха в зоне жизни человека от разнообразных загрязнений, вносимых промышленностью, от аэрозолей и бактерий является одной из наиболее актуальных проблем. Трактаты по вопросу все чаще и чаще появляются как вопль о надвигающейся катастрофе. Этот вопрос приобрел особое значение после изобретения атомных и водородных бомб, ибо атмосферный воздух стал все более и более насыщаться осколками ядерного распада. Эти осколки в форме высокодисперсных взвешенных веществ при взрыве поднимаются в атмосферу на большую высоту, затем в течение короткого времени растекаются по всему атмосферному океану и постепенно падают на поверхность земли в виде тонкой радиоактивной пыли, или уносятся осадками — дождем и снегом. И являются угрозой человеку в любой точке поверхности нашей планеты.

Методы очистки атмосферы

Все методы очистки делятся на регенеративные и деструктивные. Первые позволяют возвращать в производство компоненты выбросов, вторые трансформируют эти компоненты в менее вредные.

Методы очистки газовых выбросов можно разделить по типу обрабатываемого компонента (очистка от аэрозолей – от пыли и тумана, очистка от кислых и нейтральных газов и так далее).

Электрические методы очистки.

При этом способе очистки газовый поток направляется в электрофильтр, где проходит в пространстве между двумя электродами – коронирующим и осадительным. Частицы пыли заряжаются, движутся к осадительному электроду, разряжаются на нем. Таким методом можно очищать пыли с удельным сопротивлением от 100 до 100 млн. Ом*м. Пыли с меньшим удельным сопротивлением сразу же разряжаются и улетают, а с большим – образуют плотный изолирующий слой на осадительным электроде, резко уменьшая степень очистки. Методом электрической очистки можно удалять не только пыли, но и туманы. Очистка электрофильтров производится путем смыва пыли водой, вибрацией или с помощью ударно-молоткового механизма.

Различные мокрые методы.

Использование пенных аппаратов, скрубберов.

Для очистки от газов применяют следующие методы:

Адсорбция.

То есть поглощение твёрдым веществом газового (в нашем случае) компонента. В качестве адсорбентов (поглотителей) применяют активные угли различных марок, цеолиты, силикагель и другие вещества. Адсорбция – надёжный способ, позволяющий достигать высоких степеней очистки; кроме того, это регенеративный метод, то есть уловленный ценный компонент можно вернуть обратно в производство. Применяется периодическая и непрерывная адсорбция. В первом случае по достижении полной адсорбционной емкости адсорбента газовый поток направляют в другой адсорбер, а адсорбент регенерируют – для этого используется отдувка острым паром или горячим газом. Затем ценный компонент можно получить из конденсата (если для регенерации использовался острый пар); для этой цели используется ректификация, экстракция или отстаивание (последнее возможно в случае взаимной нерастворимости воды и ценного компонента). При непрерывной адсорбции слой адсорбента постоянно перемещается: часть его работает на поглощение, часть – регенерируется. Это, конечно, способствует истиранию адсорбента. В случае достаточной стоимости регенерируемого компонента использование адсорбции может быть выгодным. Например, недавно (весной 2001 года) проведенный для одного из кабельных заводов расчёт участка рекуперации ксилола показал, что срок окупаемости составит менее года. При этом 600 т ксилола, которые ежегодно попадали в атмосферу, будут возвращены в производство.

Абсорбция.

То есть поглощение газов жидкостью. Этот метод основан либо на процессе растворения газовых компонентов в жидкости (физическая адсорбция), либо на растворении вместе с химической реакцией – химическая адсорбция (например, поглощение кислого газа раствором с щелочной реакцией). Этот метод также является регенеративным, из полученного раствора можно выделить ценный компонент (при использовании химической адсорбции это не всегда возможно). В любом случае вода очищается и хотя бы частично возвращается в систему оборотного водоснабжения.

Термические методы.

Являются деструктивными. При достаточной теплотворной способности выбросного газа его можно сжечь напрямую (все видели факелы, на которых горит попутный газ), можно применить каталитическое окисление, или (при малой теплотворной способности газа) использовать его в качестве дутьевого газа в печах. Получающиеся в результате термического разложения компоненты должны быть менее опасными для окружающей среды, чем исходный компонент (например, органические соединения можно окислить до углекислого газа и воды – если нет других элементов, кроме кислорода, углерода и водорода). Этот метод позволяет добиться высокой степени очистки, но может стоить дорого, особенно если используется дополнительное топливо.

Различные химические методы очистки.

Как правило связанные с использованием катализаторов. Таковым, например, является каталитическое восстановление оксидов азота из выхлопных газов автотранспорта (в общем виде механизм этой реакции описывается схемой:

CnHm + NOx + CO——>CO2 + H2O +N2,

где в качестве катализатора kt используется платина, палладий, рутений или другие вещества). Методы могут требовать применения реагентов и дорогих катализаторов.

Биологическая очистка.

Для разложения загрязняющих веществ используются специально подобранные культуры микроорганизмов. Метод отличается низкими затратами (реагентов используется мало и они дешевые, главное — микроорганизмы живые и размножаются сами, используя загрязнения как пищу), достаточно высокой степенью очистки, но в нашей стране, в отличие от Запада, широко распространения, к сожалению, пока не получил.

Аэроионы — мельчайшие жидкие или твердые частицы, заряженные положительно или отрицательно. Особенно благоприятно действие отрицательных (легких аэроионов). Их справедливо называют витаминами воздуха.

Механизм действия отрицательных аэроионов на взвешенные в воздухе частицы состоит в следующем. Отрицательные аэроионы воздуха заряжают (или перезаряжают) пыль и микрофлору, находящиеся в воздухе, до определенного потенциала, пропорционально их радиусу. Заряженные пылевые частицы или микроорганизмы начинают двигаться вдоль силовых линий электрического поля по направлению к противоположно (положительно) заряженному полюсу, т.е. к земле, к стенам и потолку. Если выразить в длинах силы гравитации и силы электрические, действующие на тонкодисперсную пыль, то легко можно увидеть, что электрические силы превосходят силы гравитации в тысячи раз. Это дает возможность по желанию строго направлять движение облака тонкодисперсной пыли и очищать, таким образом воздух в данном месте. При отсутствии электрического поля и диффузном движении отрицательных аэроионов между каждым движущимся аэроионом и положительно заряженной землей (полом) возникают силовые линии, вдоль которых движется данный аэроион вместе с частичкой пыли или бактерией. Осевшие на поверхности пола, потолка и стен микроорганизмы могут периодически удаляться.

2. Биоремедиация атмосферы

Биоремедиация атмосферы – комплекс методов очистки атмосферы с помощью микроорганизмов.

Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук им. Генри Самуэли при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе генетически модифицировали цианобактерии (сине-зелёные водоросли), которые теперь способны поглощать CO2 и вырабатывать жидкое топливо изобутан, имеющий большой потенциал в качестве альтернативы бензину. Реакция происходит под действием солнечной энергии через фотосинтез. Новый метод имеет два преимущества. Во-первых, снижается объём парниковых газов из-за утилизации CO2. Во-вторых, получаемое жидкое горючее может быть использовано в нынешней энергетической инфраструктуре, в том числе в большинстве автомобилей. Используя цианобактерии Synechoccus elongatus, исследователи генетическим путём увеличили количество захватывающего углекислый газ фермента. Затем были внедрены гены от других микроорганизмов, позволившие поглощать CO2 и солнечный свет. В результате бактерии производят газ изобутеральдегид.

Биофильтрация является наиболее выгодной с экономической точки зрения и наиболее отработанной технологией очистки отходящих газов. Она может быть успешно использована для защиты атмосферы на предприятиях пищевой, табачной, нефтеперерабатывающей промышленности, станциях очистки сточных вод, а также в сельском хозяйстве.

В состав установки входят:

— биоабсорбер,- вспомогательное оборудование-циркуляционный насос, клапан,

— емкость (100л) для солевого раствора, КИП, теплообменник, хвостовой вентилятор.

Установка в рабочем состоянии ( с жидкостью) весит ок. 6,0 т, имеет габариты 4*3,5*3 м ( в помещении) и установочную мощность 4 квт.

Преимущества разработки. Биофильтрационная установка имеет следующие основные преимущества:

— высокую эффективность очистки газо-воздушных выбросов (от 92 до 99%),

— низкие эксплуатационные энергозатраты до 0,3КВт*ч/м3,

— высокую производительность по очищаемому газовому потоку (10- 20тыс./м3*ч),

— низкое аэродинамическое сопротивление газовому потоку (100-200 Ра),

— простое обслуживание, длительную, надежную и безопасную эксплуатацию.

Научно-техническая разработка отработана в промышленном варианте.

Биопрепараты МИКРОЗИМ(TM) ОДОР ТРИТ:

Биологический препарат — нейтрализатор запахов, действующий по принципу нейтрализации летучих соединений. Биопрепарат представляет собой комплекс биологических экстрактов растительного происхождения, вступающих в биохимические реакции с летучими соединениями широкого спектра от химических: ацетона, фенолов, до органических: меркаптанов, сероводорода, аммиака, и в результате реакции уничтожающих летучие соединения и нейтрализующих запахи вызванные этими летучими соединениями. Биопрепарат не маскирует запах с помощью ароматизаторов или отдушек, но уничтожает запах путем естественной очистки воздуха от летучих соединений. Результатом действия препарата Одор Трит является приемлемый уровень запаха (интенсивностью 1-2 балла) без посторонних ароматов (ароматизаторов, отдушек).

Заключение

В настоящее время проблема очистки атмосферы остро встала перед человечеством, в связи с разнообразными загрязнениями человеком, промышленностью, сельским хозяйством. В течение нескольких десятков лет, ученные придумывают все новые и новые изобретения и очистительные сооружения, пытаются придумать более экономичные способы очищения атмосферы. Одним из таких способов является биоремедиация.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Давыдова Ирина Владимировна

Основная часть. Способы биологической очистки сточных вод_________________стр. 4-8

2.1.1. Виды биофильтров____________________________________________________стр.4-5

2.1.2. Состав биофильтров___________________________________________________стр.5

2.1.3. Механизм действия биофильтра_________________________________________стр. 5-6

2.1.4. Капельные биофильтры________________________________________________стр. 6

2.1.5. Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры)___________________________стр.6

2.1.6. Преимущество биофильтров____________________________________________стр. 6

2.2. Биологические пруды___________________________________________________стр. 6-7

2.2.1. Условия хранения сточной воды_________________________________________стр. 7

2.2.2. Технология возведения пруда___________________________________________стр. 7-8

2.2.3. Преимущества биологических прудов ____________________________________стр. 8

2.3. Аэротенки_____________________________________________________________стр. 8

2.3.1. Механизм действия аэротенка___________________________________________стр.8

2.3.2. Преимущество аэротенков______________________________________________стр.8

Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. С тобой во всем существе разливается блаженство, которое не объяснить только нашими пятью чувствами. Ты возвращаешь нам силы и свойства, на которых мы уже поставили было крест. Твоим милосердием снова отворяются иссякшие родники сердца.

Антуан де Сент-Экзюпери

Вода - источник жизни на Земле, это вещество играет значительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизнедеятельности организмов. Быт человека, жизнь животного и растительного мира также нельзя представить без воды. Для многих живых существ она является средой обитания. Невозможно обеспечить развитие промышленного и сельскохозяйственного производства без привлечения водных ресурсов.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Потребности человека в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3.
Важно отметить, что 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

Большое количество воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно- бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют ученых всех стран мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

В наше время известны следующие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических приемов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды. Очистка промышленных стоков от загрязнения - приоритетное направление современной науки.

Основная часть

Способы биологической очистки сточных вод

В основе биологического метода очистки воды лежат процессы биохимического и физиологического самоочищения природных водоемов. Перед биологической очисткой проводят механическую очистку сточных вод.

После биологической очистки проводят дезинфекцию , которая удаляет болезнетворные бактерий. Для дезинфекции после биологической очистки используют: химическую очистку при помощи хлорирования жидким хлором или хлорной известью; ультразвук; электролиз; озонирование. Основные способы очистки сточных вод: биофильтры, биологические пруды, аэротенки. (рисунок)

2. 1.Биофильтры

Биофильтр - очистное сооружение, основой которого служит слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой пленкой микроорганизмов. Пленка представляет собой колонии бактерий, которые активно участвуют в процессах биологического окисления загрязнений.

2.1.1. Виды биофильтров

Загрузочный материал-одна из важнейших составных частей биофильтра. Исходя из его разнообразия, биофильтры для очистки сточных вод можно разделить на:

1. Фильтры с объемной нагрузкой (для них характерно широкое использование щебня прочных горных пород, гальки, шлака и керамзита);

2. Фильтры с плоскостной нагрузкой (в данном случае необходимо применения пластмасс , которые выдерживают температуру 6-30 градусов по Цельсию, и при этом не теряют свою прочность).

Также биофильтры можно классифицировать на:

1. Двухступенчатые , обеспечивающие высокую степень очистки сточных труб в том случае, когда увеличить высоту устройства невозможно;

2. Биофильтры с капельным типом фильтрации . Хоть они и обладают низкой производительностью, но именно данный вид может обеспечить полную очистку вод.

2.1.2. Состав биофильтров

Для всех биофильтров, независимо от их конструкции, характерно наличие следующих составных частей:

1. Фильтрующая нагрузка - тело фильтра. Обычно она помещается в специальном резервуаре, стенки которого как водопроницаемы, так и водонепроницаемы;

2. Водораспределительное устройство , которое обеспечивает равномерность орошения сточными водами поверхности загрузки биологического фильтра;

3. Дренажное устройство, с помощью него происходит удаление сточной воды;

4. Воздухораспределительное устройство , обеспечивает бесперебойное попадание в систему биофильтра потоков воздуха, в итоге происходит окислительный процесс.

Функции биопленки идентичны функциям активного ила: она успешно адсорбирует и перерабатывает биологические вещества, находящиеся в сточных водах. Отработанная мертвая биопленка в дальнейшем отслаивается, смывается протекающей сточной водой и выносится из оборудования для очистки сточных вод.

2.1.3. Механизм действия биофильтра

Вода, загрязненная примесями, при прохождении через фильтрующую нагрузку оставляет на ней все загрязнители, которые не смогли образовать осадок на уровне первичного отстойника. Также на ней остаются различные коллоидные и растворенные органические вещества, которые сорбирует биологическая пленка.

Далее колонии микроорганизмов, которые питались веществами органического происхождения, получают новый источник энергии для продолжения своей жизнедеятельности. Часть органических веществ используются микроорганизмами как материал для роста их численности. Так обеспечивается одновременно и очистка сточных вод, и размножение бактерий в колонии. Кислород, важнейшая составляющая биохимического процесса, поступает в загрузку путем естественной и искусственной вентиляции фильтра.

Эффективность очистки сточных вод с помощью биофильтра обеспечивается сочетанием следующих факторов: биологическая потребность в кислороде (БПК) сточной воды; природа загрязнения веществ; скорость окислительных реакций; интенсивность дыхания микроорганизмов; толщина используемой биопленки; состав веществ, обитающих в биопленке; температура сточных вод, которые проходят через биофильтр.

2.1.4. Капельные биофильтры

Данный вид биофильтров характеризуется тем, что сточная вода подается в виде капель или струй. Для обеспечения вентиляции воздуха предусмотрены открытая крыша фильтра для очистки сточных вод и дренаж. Данный биофильтр характеризуется низкой нагрузкой по воде.

2.1.5. Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры)

Главное отличие данного вида биофильтров от капельных состоит в повышенной окислительной мощности. Она обусловлена лучшим обменом воздуха и неспособностью загрузки заиливаться. Это возможно благодаря использованию специального загрузочного материала с показателем крупности, равным 40-70 мм, а также увеличением высоты работы нагрузки и ее гидравлики.

2.1.6. Преимущество биофильтров

Естественной биологическая флора, которую содержат современные биофильтры, дает возможность получить высококачественную очистку бытовых и промышленных сточных вод. Очищенные воды, могут повторно применятся в технологических процессах, либо безопасно утилизироваться, не оказывая, при этом, негативного влияния на экологическую ситуацию.

2.2. Биологические пруды

Биопруды создаются искусственно возле предприятий нефтехимической, коксохимической, нефтедобывающей промышленности, и в местах целлюлозного производства. Это заглубленные очистные сооружения, огражденные дамбой или плотиной. Биологические пруды с загрязненными отходными водами от предприятия строятся в местах, непригодных для ведения сельского хозяйства. Как правило, это овраги, склоны террас. Каждое очистное сооружение ограждается в целях безопасности дамбой, а если находится в глубоком овраге – плотиной. В очистке сточных вод принимают участие все организмы, живущие в биологическом пруде. В прудах происходят естественные процессы самоочищения и аэрации сточных вод.

2.2.1. Условия хранения сточной воды

Биологический пруд должен хранить в себе только стоки тех вод, которые не меняют своих качеств на протяжении всего срока хранения. Необходимо следить за отсутствием загрязнения водоема илом. Водоем для хранения сточных отходов должен функционировать временным, а не постоянным образом.

Водоем площадью до 50.000 м3 засаливает подземные чистые русла на расстоянии нескольких квадратных километров. Каждый биологический пруд-отстойник очень загрязняет воздух, выделяя в него активные химические вещества.

Рис. Принцип построения пруда для сточных вод

2.2.2. Технология возведения пруда

Пруд-накопитель по технологическим требованиям должен состоять из 2-х частей . Первая занимает 20% объема всего пруда и служит для фильтрации и отстаивания частиц продукции нефтепереработки. Вторая часть, объемом 80%, функционирует как своеобразный аккумулятор-накопитель . В качестве пруда-накопителя может быть использовано заболоченное озеро или болото, если рядом находится водопроводный слив сточных вод и большая площадь земельных угодий.

Метод использования биологического заболоченного озера экономически выгоден, но водопроводные осадки приобретают в болоте тиксотропное состояние, пруд покрывается твердой коркой, известь не помогает устранить проблему, поэтому пруд-хранилище должен быть временным вариантом.

2.2.3. Преимущества биологических прудов

данный способ является самым эффективным, подходят даже неглубокие пруды глубиной до одного метра. Значительная площадь поверхности позволяет воде хорошо прогреваться, что также оказывает необходимое воздействие на процессы жизнедеятельности принимающих участие в очистке микроорганизмов. Максимально эффективным данный способ является в теплое время года

2.3. Аэротенки

2.3.1. Механизм действия аэротенка

Аэротенки - резервуары, содержащие биоактивный ил из быстро растущих колоний бактерий и простейших. Органические вещества в сточных водах и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха, способствуют развитию колоний микроорганизмов. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, омолаживают бактериальную массу ила.

2.3.2. Преимущество аэротенков

При прочих равных условиях аэротенк имеет большую окислительную способность, чем биофильтр. Это обеспечивается особенностями самого активного ила, который используется в аппарате. Рассматривая варианты крупногабаритных промышленных объёмов сточных вод и, соответственно, больших массах загрязнителя, аэротенк имеет преимущество относительно биофильтрации.

3. Заключение

Биологические методы очистки стоков основаны на естественных процессах жизнедеятельности бактерий – гетеротрофов. Они потребляют органические соединения, разлагая их на простые вещества, быстро размножаются и образовывают колонии, легко отделяемые от очищенной воды. Стоимость биологических очистных станций сравнительно невысокая. Эффективность методики достаточно высокая, но как самостоятельный способ она не применяется. Добиться высоких результатов очистки возможно при комбинированном внедрении разных методов. Поэтому в рамках комплексной очистки стоков применяются также химические, механические, мембранные, реагентные методы. Одним из минусов биологических методов очистки являются ограниченные возможности бактерий – микроорганизмы перерабатывают незначительные примеси органики.

4. Библиография

1.Карелин Я.А., Попова И.А., Евсеева Л.А. и др. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов - М.: Стройиздат, 1982.

2.Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов - М.: Недра, 1987.

3.Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов - Л.: Недра, 1983.

4. Роев Г.А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды - М.: Недра, 1993.

5. Родионов А.И., Клушин В.П., Торочешников И.С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов - М.: Химия, 1989.

6. Очистка производственных сточных вод: учебное пособие для вузов/ Под. ред. Яковлева С.В. - М: Стройиздат, 1985.

7. Захаров С.Л. Очистка сточных вод нефтебаз // Экология и промышленность России. - 2002. - январь С. 35-37.

8. Минаков В.В., Кривенко С.М., Никитина Т.О. Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений // Экология и промышленность России. - 2002. - май С. 7-9.

Биологические фильтры или биофильтры — система биологической очистки воздуха или воды от органических соединений.

Биофильтр подходит для очистки от органических соединений, частиц пыли различного происхождения, неприятных запахов, фенола и формальдегида, различных аэрозолей, паров, смесей кислот.

Сферы применения биофильтров: станции по очистке сточных вод, полигоны твёрдых бытовых отходов (ТБО), заводы по переработки мусора, предприятия по покраске поверхностей с использованием растворителей, производства по переработке продуктов питания, сельское хозяйство и другие.

Этапы расчета биофильтра

Определить характер загрязнений для правильного подбора бактерий.
Рассчитать объем ёмкости, чтобы правильно распределить бактерии внутри биофильтр.
Рассчитать оптимальную скорость фильтрации и распределить поток загрязняющего вещества, чтобы бактерии успевали разрушить загрязнение.
Разработать габаритный чертеж.

Технические характеристики биофильтров

В зависимости от типа производства и соединений, фильтр будет иметь разные характеристики.
Каждый параметр таблицы меняется в зависимости от задачи заказчика.

Производительность по воздуху, м³/час; 100 Энергопотребление (кроме вентилятора); отсутствует Аэродинамическое сопротивление, Па; до 1000 Степень очистки выбросов; 80-98 % Влажность; до 100% Температура на входе, °C; 10-36

Как происходит очистка в биофильтре

Принцип работы биофильтра основан на естественной способности микроорганизмов извлекать из проходящих сквозь них примеси органических и неорганических летучих веществ. Включая органические вещества искусственного происхождения, окислять и разлагать их до воды и углекислого газа.

Главным фильтрующим элементом биофильтра для очистки и воздуха, и воды является фильтрующий слой. На поверхности твердого пористого носителя микроорганизмы образуют биологически активную пленку. Токсические вещества из воздуха проходят сквозь фильтрующий элемент, который сорбирует их.

Далее эти вещества в растворенном виде проникают к микробным клеткам, включаются в них и подвергаются деструкции. В качестве носителя для фильтрующего слоя используются природные материалы. Эти материалы содержат в своем составе различные минеральные соли и вещества, необходимые для развития микроорганизмов.

Очиститель воздуха (газов) может активно работать при влажности воздуха от 60% до 100% включительно. Это связано с тем, что все химические реакции нейтрализации вредных выбросов происходят с продуктами жизнедеятельности микроорганизмов (ферментами), а микроорганизмы лучше развиваются во влажной среде.

Биофильтрация родом из Англии и с 1893 года нашла применение для очистки разнообразных стоков. В Европе применялась с начала 1900 г. Биофильтры были разработаны для переработки отходов животноводства, свалок, очистки загрязненных сточных вод.

Микроорганизмы в биофильтрах прикрепляются и размножаются, образуется биопленка из грибков, дрожжей и бактерий и макроорганизмов (черви, простейшие и др.).

Визуально пленка из себя представляет мутную, слизистую биомассу. Органические вещества из стоков попадают на биопленку и происходит их разложение, обязательно в присутствии кислорода. Загрузка биофильтров: песок, щебень, речной гравий, пластик или керамика.

В век новых технологий активно рассматривается вопрос экологической безопасности. Проблема сброса неочищенных стоков от населенных пунктов стоит очень остро, так как наносит особый вред всему живому вокруг.

Загрязнение водоемов негативно сказывается на их внешнем виде и делает их непригодными для купания и отдыха. Один из методов очистки стоков биофильтрация с использованием биореакторов. Биореакторы заполняют загрузкой, на которой развиваются бактерии.

Животные белки и жиры, которые попадают в воду без очистки, начинают быстро гнить. Губительными для природы компонентами являются органические вещества (кровь, животные и растительные масла, сиропы, рассолы, усилители вкуса, консерванты и многое другое).

Загрязненные стоки попадают и в воду, и в почву, и даже в скважину, из которой Вы берете воду.

Нужно выбирать очистные сооружения с использованием тех методов очистки, которые максимально подходят для каждого конкретного клиента.

Для чего предназначены биофильтры

Для очистки бытовых сточных вод нужно сделать правильное их водоотведение и фильтрацию.

Биологический фильтр – это емкость, заполненная загрузкой, в которой за счет создания биопленки происходит разложение органических соединений.

Разрушение органики более интенсивно происходит в присутствии кислорода, который необходим бактериям и при рециркуляции воздуха вследствие разницы температур окружающей среды и воды, поступающей на очистку.

Существует два режима подачи стоков в биофильтр:

вода с большой концентрацией загрязнений поступает четко дозированными небольшими порциями для более глубокой очистки
без рециркуляции – при небольшом загрязнении воды

Преимущества работы биофильтров - надежность, стабильность, саморегуляция прироста массы, простота в обслуживании.

Недостатками являются частота промывки для предотвращения биоблокирования и восстановления потока.

Что касается питьевой воды, то биологическая очистка воды включает использование встречающихся в природе микроорганизмов в поверхностных водах для улучшения качества воды. В оптимальных условиях, включая относительно низкую мутность и высокое содержание кислорода, организмы расщепляют материал в воде и, таким образом, улучшают качество воды. Медленные песочные фильтры или угольные фильтры используются для поддержки роста этих микроорганизмов. Эти системы биологической очистки эффективно снижают количество передаваемых через воду заболеваний, растворенного органического углерода, мутности и цвета поверхностных вод, тем самым улучшая общее качество воды.

Биофильтрация используется для очистки сточных вод из широкого диапазона источников с различным органическим составом и концентрацией. Многие примеры применения биофильтрации описаны в литературе. Изготовленные на заказ биофильтры были разработаны и внедрены в производство для обработки отходов животноводства, свалок сточных вод.

Этот процесс универсален, поскольку может быть адаптированным к небольшим потокам сточных вод, а также к потокам, создаваемым муниципалитетом. Для децентрализованного производства бытовых сточных вод, например, для изолированных жилищ, было продемонстрировано, что существуют важные ежедневные, еженедельные и ежегодные колебания производительности гидравлической и органической продукции, связанные с образом жизни современных семей. В этом контексте биофильтр, расположенный после септика, представляет собой надежный процесс, способный выдержать наблюдаемую изменчивость без ущерба для эффективности очистки.

Применение биофильтров

Модернизация биофильтров

Проблемы, связанные с окружающей средой и здоровьем, из-за обилия сточных вод, приводят к разработке новых и усовершенствованных систем очистки. Значение интегрированных систем может быть прояснено, когда отдельные процедуры не могут очищать сточные воды так же идеально, как интегрированные методы из-за дополнительных опций. Во-первых, в отдельных секциях представлены различные системы и методы окисления, а также мембранные реакторы и биореакторы. В качестве рассматриваемой цели обсуждаются комбинации передовых подходов к окислению в роли предварительной обработки, последующей обработки и одновременной обработки с использованием биологических и простых мембранных реакторов.

Биофильтрация сточных вод - это особый процесс по сравнению с другими видами биологической очистки, поскольку микроорганизмы закреплены на опоре, и сточные воды проходят через нее для обработки. Технологию процесса биофильтрации можно условно разделить на две категории - самоприкрепляющиеся естественные системы (обычные) и искусственная фиксация микроорганизмов на полимерных материалах (последние достижения в исследованиях).

В современных системах биофильтрации микроорганизмы либо иммобилизуются на подложке, либо захватываются мембранами, либо инкапсулируются и часто обеспечивают повышенную биохимическую потребность в кислороде (БПК) и удаление взвешенных твердых частиц по сравнению с традиционными технологиями фиксированной пленки. Далее улучшение БПК, удаление взвешенных твердых частиц из сточных вод возможно благодаря контролю механизмов и параметров, которые усиливают связывание биопленок с искусственными поверхностями.

Эта статья представляет собой попытку изучить достижения, достигнутые в области биофильтрации для очистки сточных вод. Обсуждаются преимущества и ограничения каждого процесса с фиксированной пленкой, указывая на различные аспекты процесса обработки.

Если на вашем промышленном или муниципальном предприятии образуются отходы, содержащие органические вещества, биологическая очистка сточных вод может быть подходящим выбором для вашего предприятия. Эти системы могут быть эффективными и экономичными технологиями для разрушения и удаления органических загрязнителей из отходов, например, производимых в пищевой, химической, нефтегазовой и коммунальной промышленности.

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП на очистные сооружения и гарантированную скидку

Система очистки сточных вод биофильтрацией

Эти системы, в основном используемые для контроля запахов, могут биоразлагать соединения в их паровой или газовой фазе, но они также используются для очистки сточных вод, на которых мы сосредоточимся здесь.

Как упоминалось ранее, биофильтрация использует бактерии для разложения загрязняющих веществ из промышленных сточных вод. Эти бактерии иммобилизуются на среде, которая обеспечивает бактериям большую площадь поверхности для размножения. Эти среды с большой площадью поверхности бывают разных форм. Например, когда в конце 1800-х годов была разработана биофильтрация сточных вод, они использовали различный гравий и щебень. Затем, после того, как мы начали использовать пластик, появились пластиковые кольца и гофрированный пластик.

Эти блоки и материалы устанавливаются в биореактор.

Биофильтрация, как правило, действительно хороша для любых более мелких органических соединений, таких как водород, сахара, спирты и алифатические соединения.

Некоторые из этих соединений разлагаются быстро, некоторые - медленно, а другие - очень, очень медленно, как, например, галогенированные углеводороды или сложные ароматические соединения. В этих случаях следует учитывать при проектировании системы биофильтрации. Потребуются биофильтры большего размера с более длительным временем пребывания, чтобы бактерии разлагали более твердые и сложные соединения.

Конструкция системы биофильтрации довольно проста. Например, капельные фильтры состоят из трех основных компонентов:

система распределения воды, в которой сточные воды равномерно распределяются по поверхности биофильтра сам фильтрующий материал система поддержки под стоком, который содержит фильтрующий материал и обеспечивает щелевые каналы, где вода будет вытекать под действием силы тяжести

Системы, требующие аэрации, обычно должны нагнетать воздух в систему с помощью нагнетателя или вентилятора, который может включаться автоматически, когда датчики обнаруживают необходимость. Обычно это делается через сеть распределительных трубопроводов и регуляторов потока.

Конструкция системы должна гарантировать, что у бактерий есть все необходимое для уничтожения загрязняющих веществ: у них достаточно кислорода; они работают в пределах правильного pH; в них содержится нужное количество азота, фосфора, углерода и т. д. Система запроектирована таким образом, чтобы контролировать окружающую среду, чтобы бактерии росли естественным образом и должным образом заботились о загрязнениях, то в систему поступает грязная вода, и выходит очищенная вода.

Блоки биологической загрузки как элемент биофильтра

Это обеспечивает более высокую концентрацию и, в особенности, активность биомассы, чем активный ил. По сравнению с активным илом этот метод имеет следующие основные преимущества:

экономия места засчет исключения стадии осветления. Благодаря компактности системы, ее структуры легче покрыть, что позволяет контролировать обонятельные и шумовые помехи и создавать эстетически приемлемые растения
отсутствие опасности выщелачивания, поскольку биомасса прикреплена к опоре, которая используется для адаптации к изменениям скорости потока
подходит для использования с разбавленными сточными водами, так как скорость воды может быть очень высокой (см. ниже) без неблагоприятного воздействия на очистку;
модульная конструкцияи простота автоматизации (сопоставима с батареями фильтров для установок питьевой воды).

Специфика установки изготавливаемых нами блоков предусматривает их размещение над системой аэрации. Мы используем мелкопузырчатую аэрацию, что также способствует быстрому нарастанию микроорганизмов. Технологией предусмотрена очистка установленных блоков ББЗ в результате усиления тока воздуха из аэратора.

В начале 80-х разработали реакторы, в которых кислород переносился внутри реактора. В этом случае чрезвычайно важны соответствующие направления потока воздуха и воды. Практика фильтрации питьевой воды привела к первоначальному подходу, при котором реакторы были спроектированы с нисходящим потоком, движущимся против воздушного потока. Этот метод вызывает ряд проблем:

Читайте также: