ветствующих основным фазам роста ила и обусловливающих развитие определенных групп микроорганизмов (в периодическом процессе очистки) :

первый трофический уровень (когда на единицу массы ила приходится большая масса загрязнений) характеризуется преобладанием в иле гетеротрофных бактерий и сапрозойных простейших, питающихся растворенными органическими веществами, и незначительным развитием свободно плавающих ресничных;

второй трофический уровень (при меньшем количестве загрязнений) отличается развитием в иле голозойных свободно плавающих инфузорий и коловраток, питающихся бактериями и сапрозойными простейшими;

третий трофический уровень (с очень малым количеством загрязнений) характеризуется максимальным развитием прикрепленных и хищных инфузорий, коловраток и червей, питающихся голозойными инфузориями и иловыми частицами.

Если процесс очистки включает все указанные трофические уровни, то в ходе его в биоценозе активного ила наблюдается последовательное развитие популяций от организмов с сапрозойным способом питания до организмов-хищников. Если процесс очистки ограничен вторым и третьим или только третьим уровнем питания, то значительных изменений в микробном составе ила не происходит.

Многолетние наблюдения за работой очистных сооружений биологической очистки, а также результаты исследований показали, что микронаселение ила может служить индикатором процесса очистки.

В нормально работающем иле обычно наблюдается большое разнообразие простейших, при этом нет количественного преобладания какого-либо одного из видов, все организмы подвижны, находятся в оживленном состоянии; ил хорошо флокулирует и легко оседает.

Если питания для ила недостаточно, то наблюдается измельчение простейших, они становятся прозрачными; инфузории инцистируются. Вслед за инфузориями инцистируются коловратки. Вода над илом имеет мелкую, плохо оседающую муть.

Ил с избытком питания имеет малое количественное разнообразие видов при количественном преобладании одного из них. Появляются саркодовые, могут в большом числе развиваться нитчатые бактерии. Вода над илом имеет опалесценцию.

Отклонения в составе ила появляются при поступлении сточной воды другого состава или при недостатке кислорода в сооружении.

Количественная оценка организмов в иле производится путем подсчета числа особей каждого вида в определенном объеме капли (под микроскопом) с переводом затем полученного результата на 1 мл смеси. Число организмов в 1 мл изменяется от единиц до нескольких сотен тысяч. Ориентировочно можно считать, что «мало» организмов соответствует 1 -10 тыс. в 1 мл, «нормально», «заметно», «удовлетворительно»- 10-100 тыс. и «много» - более 100 тыс.

§ 110. БИОФИЛЬТРЫ

Биологический фильтр - сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов. Биофильтр состоит из следующих основных частей:

а) фильтрующей загрузки (тело фильтра) из шлака, гравия, керамзита, щебня, пластмасс, асбестоцемента, помещенной обычно в резервуаре с водопроницаемыми или водонепроницаемыми стенками;

б) водораспределительного устройства, обеспечивающего равномерное с небольшими интервалами орошение сточной водой поверхности загрузки биофильтра;

в) дренажного устройства для удаления профильтровавшейся воды;

г) воздухораспределительного устройства, с помощью которого поступает необходимый для окислительного процесса воздух.

Процессы окисления, происходящие в биофильтре, аналогичны процессам, происходящим в других сооружениях биологической очистки, и в первую очередь на полях орошения и полях фильтрации. Однако в биофильтре эти процессы протекают значительно интенсивнее.

Проходя через загрузку биофильтра, загрязненная вода оставляет в ней нерастворенные примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и растворенные органические вещества, сорбируемые биологической пленкой. Густо заселяющие биопленку микроорганизмы окисляют органические вещества и отсюда черпают энергию, необходимую для своей жизнедеятельности. Часть органических веществ микроорганизмы используют как пластический материал для увеличения своей массы. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества и в то же время увеличивается масса активной биологической пленки в теле биофильтра. Отработанная и омертвевшая пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из тела биофильтра. Необходимый для биохимического процесса кислород воздуха поступает в толщу загрузки путем естественной и искусственной вентиляции фильтра.

Классификация биофильтров

Биофильтры классифицируются по различным признакам.

1. По степени очистки - на биофильтры, работающие на полную и неполную биологическую очистку. Высокопроизводительные биофильтры могут работать на полную или неполную очистку в зависимости от необходимой степени очистки. Малопроизводительные биофильтры работают только на полную очистку.

2. По способу подачи воздуха - на биофильтры с естественной и искусственной подачей воздуха. Во втором случае они часто носят название аэрофильтров. Наибольшее применение в настоящее время имеют биофильтры с искусственной подачей воздуха.

3. По режиму работы - на биофильтры, работающие с рециркуляцией и без нее. Если концентрация загрязнений в поступающих на биофильтр сточных водах невысока и они могут быть поданы на биофильтр в таком объеме, который достаточен для самопроизвольной его промывки, то рециркуляция стока не обязательна. При очистке концентрированных сточных вод рециркуляция желательна, а в некоторых случаях обязательна. Рециркуляция позволяет понизить концентрацию сточных вод до необходимой величины, так же как и предварительная их обработка в аэротенках - на неполную очистку.

4. По технологической схеме - на биофильтры одноступенчатые и двухступенчатые. Схемы работы одноступенчатых биофильтров с ре-

Рис. 4.91. Схема работы биофильтров

/ - подача сточной жидкости; 2 -первичный от-fQ стойник; 3- биофильтр; 4 - вторичный отстойник;

5 - подача ила из вторичного отстойника; 6 - выпуск осветленной сточной воды; 7 н 5 - биофилы-г I S ры соответственно I и II ступени; 5 -третичный

f XI 17 I »*Г~ИтрУтТ отстойник; ~ рециркуляционная вода

циркуляцией и без нее приведены на рис. 4.91, а, а двухступенчатых с рециркуляцией - на рис. 4.91,6. Двухступенчатые биофильтры применяются при неблагоприятных климатических условиях, при отсутствии возможности увеличивать высоту биофильтров и при необходимости более высокой степени очистки.

Иногда предусматривается переключение фильтров, т. е. периодическая эксплуатация каждого из них в качестве фильтра первой и второй ступени.

5. По пропускной способности - на биофильтры малой пропускной способности (капельные) и большой пропускной способности (высоко-пагружаемые).

6. По конструктивным особенностям загрузочного материала - на

биофильтры с объемной загрузкой и с плоскостной загрузкой. Биофильтры с объемной загрузкой можно подразделить на: капельные биофильтры (малой пропускной способности), имеющие

крупность фракций загрузочного материала 20-30 мм и высоту слоя

загрузки 1-2 м;

высоконагружаемые биофильтры, имеющие крупность загрузочного материала 40-60 мм и высоту слоя загрузки 2-4 м;

биофильтры большой высоты (башенные), имеющие крупность загрузочного материала 60-80 мм и высоту слоя загрузки 8-16 м.

Биофильтры с плоскостной загрузкой подразделяются на:

биофильтры с жесткой загрузкой в виде колец, обрезков труб и других элементов. В качестве загрузки могут быть использованы керамические, пластмассовые и металлические засыпные элементы. В зависимо-

Рис. 4 92. Экспериментальный биофильтр с загрузкой из гофрированных листов полиэтилена размером 500X500 мм

/ - лоток площадью сечения 200X200 мм; 2 - подвод воздуха; 3 - переход 150X200 «м, 4-«загрузка; цифрами в кружках обозначены номера слоев загрузки-типа «сложна»* волна»

22-И