Биофильтрация в УЗВ. Процессы протекающие в биофильтре. Биозагрузка.

Одним из важнейших узлов системы УЗВ является биофильтр, здесь происходят процессы превращения токсичного аммиака в малотоксичные нитраты.

Стадия первая. Минерализация.
Гетеротрофные бактерии утилизируют органические азотосодержащие компоненты выделений животных и превращают их в аммоний. Примером может служить расщепление мочевины с образованием аммиака (NH3). (Рис.1.)

Стадия вторая. Нитрификация.
После того как органические соединения переведены гетеротрофными бактериями в неорганическую форму, наступает стадия нитрификации. Нитрификация это процесс окисления аммония до нитритов (NO2) и нитратов (NO3). Нитрификация происходит с участием автотрофных бактерий, которые в отличие от гетеротрофных способны усваивать неорганический углерод. Автотрофные бактерии представлены в основном родами Nitrosomonas и Nitrobacter . Первые окисляют аммоний до нитритов, вторые нитриты до нитратов. (Рис.2.)

Эффективность процесса нитрификации зависит от следующих факторов: наличия токсикантов в воде, рН, содержание растворенного в воде кислорода, солености и площади поверхности фильтра.

Рассмотрим подробно фактор площади биофильтра, по поводу других факторов .

Сейчас на рынке много предложений биозагрузки для биофильтра различной модификации. Биофильтры делятся в основном на два типа :
1. Капельный (орошаемый)
2. Погружной

Капельный биофильтр (орошаемый) представляет собой блочную загрузку по которой равномерно разбрызгивается вода. Вода протекает по стенкам блока и на них образуется биоплёнка. Важно чтобы никогда не пересыхали стенки блоков поскольку погибнут бактерии. Орошаемый биофильтр имеет свои преимущества и недостатки:

Преимущества:
1. Не нужно делать емкость для биофильтра
2. Не нужна аэрация для этого биофильтра, поскольку в блоках спокойно гуляет воздух
3. Не нужна специальная промывка, поскольку отмершая бактерия
отслаивается и уносится потоком на механический фильтр.

Недостатки:
1. Маленькая площадь на м.кв. ( как правило 200- 250 м.кв. на м.куб.) Из-за этого такие фильтра занимают много площади.
2. Капельный биофильтр работает как градирня , тем самым сильно охлаждает воду в системе УЗВ
3. На таком биофильтре с удовольствием поселяется дрозофила, ничего опасного в этом нет, но это довольно неприятно.

Погружной биофильтр представляет собой ёмкость в которой производится интенсивная аэрация. Биозагрузка для таких фильтров бывает тонущая и плавающая. В последнее время большей популярностью пользуется плавающая по многим причинам:

1. Плавающая биозагрузка имеет меньшую плотность что существенно снижает её цену в пересчёте на объём.
2. Она интенсивнее перемешивается путём аэрации ( то есть расход воздуха для перемешивания меньше чем для тонущей)
3. При образовании в биофильтре застойных зон она всплывает, а не остается на дне неактивной как тонущая биозагрузка.

Так какую же биозагрузку выбрать?
Биозагрузка должна иметь удачное соотношение цена – активная площадь метров квадратных на метр кубический.
Допустим куб биозагрузки имеет площадь 500 м.кв на м.куб и цену 8000грн. За м.куб, а другая биозагрузка имеет площадь 1000 м.кв на м.куб и цену 13000 грн. за куб. То есть в перерасчете в первой биозагрузке один метр квадратный стоит 16 грн. , а во второй биозагрузке 13 грн. ИЗ этого следует что на одном метре квадратном экономия 3 грн. На тысяче метров квадратных 3000грн. Но это еще не всё, объем ёмкости для биофильтра рассчитывается от объема биозагрузки и количество воздуха для перемешивания тоже рассчитывается от объема биозагрузки и размеров биофильтра. Второй вариант получается гораздо выгоднее за счет меньшей цены на метре квадратном, меньшем объемом биофильтра и меньшей мощностью компрессора.

Но не стоит забывать о таких факторах как исходный материал для производства биозагрузки и прочность самой гранулы. Требуйте от поставщиков сертификат качества, поскольку биозагрузка которая выполнена из вторсырья может обладать токсическим действием на рыбу или на саму бактерию. А биозагрузка низкой прочности через несколько месяцев превратится в стружку которая просто очистится на узлах механической фильтрации и уйдёт в канализацию.