Система очистных сооружений в сово­купности с почвенной очисткой сточных вод не может быть применена, если необходимо обеспечить постоянную про­изводительность этих сооружений. Сей­час благодаря развитию канализацион­ной техники наряду с естественными ме­тодами биологической очистки разра­ботаны также так называемые методы искусственной биологической очистки (комбинированные методы). Эти методы основаны на процессах, аналогичных тем, которые происходят в природе.

Однако с помощью соответствующей техники эффективность этих процессов значительно повышается. На основе поч­венной фильтрации разработан метод очистки сточных вод с помощью био­фильтра.

 

Эффективность почвенной фильтрации тем выше, чем выше, пропускная способ­ность грунта. Однако способность грунта пропускать воду зависит от его зернис­тости. Поэтому гравийный грунт лучше пропускает воду, чем песчаный. Это объясняется тем, что в гравийном грун­те между крупными фракциями имеются большие поровые пространства. Если из такого крупнозернистого грунта сделать искусственный фильтрующий слой, то его водопропускная способность будет осо­бенно высокой. В верхней части био­фильтра располагаются слои, состоящие из крупных кусочков шлака, обломочных пород и других аналогичных материалов. Высота такого биофильтра составляет не­сколько метров.

 

Сточная вода с по­мощью специальных разбрызгивателей распределяется по поверхности био­фильтра и через промежутки, имеющие­ся в фильтрующем материале, проса­чивается вниз. Через некоторое время на фильтрующем материале образуется студнеобразная пленка, густо заселенная микроорганизмами. Их очистная работа заключается в том, что они как бы «съеда­ют» загрязнения, приносимые сточной водой. При этом на дно биофильтра стекает очищенная сточная вода. Так как частички пленки, в особенности омертвевшей, уносятся водой, вслед за биофильтром располагают вторичные отстойники. Биологическая пленка в этих отстойниках при медленном тече­нии воды оседает. В некоторых случаях для ускорения смыва пленки часть очи­щенной сточной воды с помощью насосов вновь подается из вторичных отстойников на биофильтры. Это необходимо делать в тех случаях, когда нагрузка на био­фильтр очень сильно возрастает. При этом происходит быстрое обрастание фильтрующего материала вследствие не­прерывного роста микроорганизмов, и в какой-то момент может произойти засо­рение фильтра. В высоконагружаемом фильтре (с рециркуляцией путем обратной перекачки) каждый кубический метр фильтрующего материала очищает в сутки сточные воды от 10 жителей. Биологические процессы разложения про­исходят в биофильтре в результате жиз­недеятельности аэробных микроорганиз­мов. Поэтому внутрь биофильтра должен поступать кислород воздуха. Это лучше всего достигается путем устройства био­фильтров на поверхности земли. Боль­шинство биофильтров имеют круглую в плане форму и снабжены ограждаю­щей стеной из кирпича. Воздух по­ступает в биофильтр естественным путем через открытую поверхность фильтрую­щей загрузки. В днище биофильтра име­ются многочисленные отверстия, благода­ря чему внутри биофильтра происходит постоянное движение воздуха.

    

В круглых биофильтрах сточная вода распределяет­ся по поверхности биофильтра вращаю­щимися разбрызгивателями. Вода выте­кает из дырчатых труб, вращающихся близко к поверхности фильтрующей за­грузки, и стекает вниз. Как правило, биофильтры имеют высоту от 2 до 4 м. Очистные канализационные сооружения с биофильтром состоят из системы со­оружений предварительной механической очистки (решетка, песколовка, отстой­ник) и биологической очистки (биофильт­ры и вторичные отстойники). В большин­стве случаев в состав сооружений входит насосная установка. Однако, мы еще не сказали о том, что происходит с био-пленкой, остающейся в отстойнике. При­мем, что в нашем очистном сооружении имеется двухъярусный отстойник, оборудованный для сбраживания осадка. При этом отстойник состоит из корыто­образного отстойного желоба, в днище которого имеется продольная щель. Под этим желобом расположена большая иловая камера, куда попадает провали­вающийся сквозь продольную щель оса­док и где он накапливается в течение недели или даже месяца. В иловой камере совершаются уже знакомые нам процес­сы разложения, с которыми мы встреча­лись при рассмотрении септиков. Под влиянием гнилостных бактерий осадок по­степенно сбраживается.

Содержимое ило­вой камеры является более концентриро­ванным по сравнению с содержимым сеп­тика, вследствие чего происходит более интенсивное выделение газов. Поэтому еще с давних пор стали собирать обра­зующийся при подобных процессах метан и использовать его высокую теплоту сго­рания. Перегнивший ил постепенно выпускается на иловые площадки, где высу­шивается до такой степени, что не стека­ет с лопаты. После компостирования он используется в качестве удобрения в сельском хозяйстве.