Руководство по проектированию капельных фильтров. Как работают капельные фильтры?

3-минутные видеоуроки по водоснабжению и водоотведению от AET

Для получения дополнительной информации или комментариев свяжитесь с нами здесь: https://www.aqua-equip.com/

Оборудование для анализа воды здесь: https://www.aqua-equip.com/parts/

Капельные фильтры — это биологические реакторы на очистных сооружениях, которые используются для удаления органических веществ и/или аммиака из сточных вод. В отличие от процесса с использованием активного ила, микроорганизмы не взвешены в иловой смеси, а прикреплены к неподвижной поверхности слоя. В настоящее время неподвижная поверхность слоя обычно представляет собой структурированную пластиковую загрузку, но ранее также использовались камень, гравий и древесина твердых пород. Сточные воды из первичных отстойников непрерывно просачиваются через первый слой пластиковой загрузки с помощью вращающегося распределителя. По мере того, как сточные воды опускаются на дно капельного фильтра, гофрированная структура пластиковой загрузки обеспечивает хорошее перемешивание воды с воздухом. Капельные фильтры работают в аэробных условиях, но, как правило, без принудительной вентиляции или аэрации. Форма башни капельных фильтров обеспечивает засасывание воздуха внутрь башни через щели в её днище. Этот эффект также называется эффектом дымовой трубы и обусловлен выталкивающей силой воздуха, возникающей из-за разницы в плотности воздуха внутри и снаружи помещения, обусловленной разницей температур и влажности.

Для конструкции капельных фильтров важны три компонента: опорная конструкция, слои пластикового наполнителя и вращающийся распределитель. Опорная конструкция должна выдерживать высокие вертикальные нагрузки до 50 кг/м³ (3 фунта/фут³) от пластикового наполнителя и до 250 кг/м³ (15 фунтов/фут³) от прилипшего ила и воды внутри пакетов с наполнителем. При этом опорная конструкция должна обеспечивать достаточное пространство для сбора и удаления ила, а также для предотвращения засорения каналов пластикового наполнителя. Поэтому опорная конструкция обычно состоит из стоек из ПВХ, решётки из стеклопластика и пластин-корректоров уклона для компенсации уклонов дна. Слои пластикового наполнителя должны обеспечивать достаточную площадь поверхности для роста микроорганизмов, обеспечивать хорошее перемешивание воды и воздуха, а также выдерживать структурные нагрузки. Типичная скорость удаления для капельных фильтров составляет от 5 до 20 мг БПК на м² поверхности пластикового наполнителя в сутки и от 1 до 2 мг аммиака на м² в сутки. Пластиковые наполнители доступны в различных типах с различной удельной площадью поверхности. Чем больше площадь поверхности, тем больше микроорганизмов присутствует и тем выше производительность капельного фильтра, но одновременно тем выше риск засорения.
В течение срока службы капельного фильтра пластиковый наполнитель подвергается различным внешним воздействиям, таким как погодные условия, УФ-излучение, изменение нагрузки, пешеходное движение и процедуры очистки. Вначале эти воздействия едва заметны, но со временем, особенно нижний и верхний слои пластикового наполнителя, начинают разрушаться. По мере увеличения повреждений распределение воздуха и воды в капельном фильтре ухудшается, что приводит к снижению производительности капельного фильтра. Когда нижний слой сжимается, а в верхнем появляются трещины и рваные каналы, пластиковую засыпку необходимо заменить.
Для максимального продления срока службы пластиковой засыпки необходимо правильно спроектировать распределение слоев. Толщина материала фольги пластиковой засыпки может варьироваться в зависимости от требований к нагрузке на конструкцию. Поэтому для длительного срока службы (30 лет) нижний слой должен быть армирован, затем следует наносить слои материала средней или малой толщины, а затем наносить армированный верхний слой с высокой толщиной.
И наконец, роторный распределитель, конечно же, предназначен для равномерного распределения воды, но он также используется для промывки пластиковой засыпки. Для равномерного распыления необходимо определить определённое расстояние между верхней частью пластиковой засыпки и вращающимися рычагами.
Поскольку площадь распыления увеличивается с увеличением расстояния от центрального вала, на концах вращающихся рычагов необходимо размещать больше распылительных форсунок по сравнению с началом вращающихся рычагов.
И наконец, количество воды, протекающей над определённой площадью пластиковой засыпки в минуту, влияет на эффект промывки, также известный как значение Spuelkraft или SK. Чем выше значение SK, тем тоньше слой микроорганизмов, прикрепившихся к поверхности пластиковой насадки. Цель — поддерживать достаточное количество микроорганизмов для удаления БПК и аммиака, но при этом предотвращать чрезмерный рост микроорганизмов и засорение каналов насадки.