Biofiltre

Biofiltrele au o tehnologie care foloseste microorganisme, în general bacterii, pentru

tratarea apelor,mirosurilor ,emisiilor de gaze, într-o maniera economica si sigura pentru

mediu. Biofiltrele constau în filtre poroase, prin care este distribuit un curent de apa

reziduala, gaz rezidual. Microorganismele care se hranesc din apa,gazul rezidual sunt atasate

de acest substrat poros.

Procesul de biofiltrare este înrudit cu procesul de tratare a precipitatului obtinut

conventional, în care, în amândoua ipostazele, microorganismele sunt folosite pentru a oxida

complet compusii organici în CO2 si apa. Biofiltrele sunt folosite pentru a controla emisiile de

gaz,de a epura apele uzate, din operatiile de composting, uzine de recuperare, industria

alimentara si a tutunului, prelucrare chimica, turnatorii de fier si otel si alte utilaje

industriale.

Descriere generala a procesului. Biofiltrele(utilizate la controlul emisiilor gazoase) sunt de

tipul bioreactoare cu film fix, care folosesc microorganisme atasate materialelor de substrat,

care pot fi compost, turba, scoarta de copac, sol sau materiale inerte, pentru a converti

produse reziduale organice/anorganice în CO2 si apa. Substratul asigura suportul structural

si nutrimenti elementari pentru microorganisme. Structura lui poroasa asigura o arie

adecvata, la o pierdere de presiune rezonabila a gazului. Pe masura ce gazele reziduale sunt

trecute prin reactor, poluantii se difuzeaza în biofilm. Poluantii sunt apoi descompusi printr-

un proces aerobic natural de biodegradare. Biofiltrele sunt economice când sunt aplicate

unor fluxuri de gaze cu concentrare joasa (< 1000ppm), bogate în oxigen. Eficiente de

distrugere mai mari de 90 % pot fi obtinute din organice solubile în apa cu alcoolul,

aldehidele si aminele. Anorganicele solubile în apa, ca H2S si NH3, pot, de asemenea, suferi

descompuneri aerobe.

Etapele procesului principal de filtrare sunt prezentate în figura de mai jos si sunt

urmatoarele: colectarea si transportul prin reteaua de conducte a gazelor brute din zona de

procesare sau productie spre o zona de pretratare a gazului, ridicarea presiunii într-un

ventilator, pentru a compensa pierderile prin elementele ulterioare ale procesului,

pretratarea gazului rezidual pentru îndepartarea particulelor, ajustarea temperaturii si a

umiditatii pâna la saturatie.

Schema unui sistem deschis de biofiltrare cu un singur strat

Filtrarea particulelor si/sau ajustarea temperaturii sunt combinate adesea cu echipamentul

de ajustare a continutului de umiditate a gazului.

Microorganismele. Microorganismele naturale, folosite în mod normal în biofiltre, sunt

aceleasi bacterii si fungicide care sunt folosite în mod curent în epurarea apei reziduale cu

namol activat. Microbii obtinuti prin inginerie genetica au fost creati pentru a digera

chimicalele create artificial, cum ar fi organicii aromatici, xilenul si stirenul. În cadrul

numeroaselor cercetari aflate în progres, se încearca largirea numarului de chimicale care

pot fi biodegradate. Acest lucru va contribui la scaderea costului si a dimensiunii paturilor de

filtrare, folosite curent, prin reducerea timpului de digestie necesar. Cele mai folosite

microorganisme sunt:

Microorganisme identificate frecvent în biofiltre

Bacterii

Actionomyces globisporus

Micrococcus albus

Micromonospora vulgarus

Bacillus cerreus

Streptomyces spp.

Fungicide

Penicillinum spp.

Cephadosporium spp.

Mucor spp.

Circinella spp.

Ovularia spp.

Stemphilium spp.

Proiectarea si constructia. Capacitatea si eficienta operatiilor de biofiltrare depind direct

proportional de suprafata activa, spatiul de vid al filtrului, eficienta în atingere a tintelor,

tipurile de gaz si încarcarea cu gaz. O proiectare adecvata a componentelor principale ale

biofiltrului este foarte importanta, pentru a asigura o functionare viabila si o eficienta din

punct de vedere al costului.

Temperatura. Temperatura de functionare a unui biofiltru este controlata în primul rând de

temperatura gazului supus tratarii. Temperatura medie de operare recomandata pentru

distrugerea eficienta este între 20 ÷ 40 ºC, cu o temperatura optima de 37 ºC. La temperaturi

scazute, dezvoltarea bacteriilor va fi limitata, iar la temperaturi extrem de scazute, bacteriile

vor fi distruse. La temperaturi peste media recomandata, activitatea bacteriilor va fi, de

asemenea, redusa. Temperaturile extrem de ridicate vor distruge bacteriile din patul filtrului.

Din punct de vedere economic, ajustarea temperaturii gazului este cel mai important factor

de cost care determina utilizarea biofiltrului sau a unui sistem conventional. Daca fluxul de

gaz se afla la o temperatura extrem de înalta ( de peste 100 ºC), costul racirii gazului stocat

poate fi atât de ridicat, încât pot fi mai eficiente unele metode conventionale pentru

controlul mirosului, precum oxidarea termica.

Umidificarea. Microorganismele care digera poluantii vietuiesc într-un strat subtire de apa,

numit biofilm, care încercuieste substratul filtrului. Fara biofilm microorganismele ar muri,

deci mentinerea unei suprafete umede în patul filtrului este cruciala. Umiditatea insuficienta

poate duce la distrugerea filtrului, rezultând o reducere a suprafetei active si scurgeri de gaz

netratat. Umezeala insuficienta poate duce de asemenea la spargerea mediului de filtrare

prin comprimare, ceea ce ar conduce la reducerea suprafetei active si la evacuarea gazelor

netratate. Umidificarea fluxului de gaz este metoda preferata de transport, prin care se

pastreaza patul filtrului umed. Umiditatea este de obicei adaugata curentului de gaz, dupa

etapa de fitrare, pulverizarea cu apa sau cu abur. Nu se recomanda adaugarea umiditatii

direct deasupra patului pentru a mentine umiditatea filtrului, deoarece s-ar putea produce

uscarea locala a substratului. Totodata, adaugarea de apa calda poate reduce activitatea

microorganismelor, pâna când apa atinge temperatura starii finale a patului de filtrare.

Filtrul matrice. Cele mai utilizate paturi biofiltrante astazi sunt din: sol sau compost, frunze,

coaja de copac, aschii de lemn, hârtie sau alte materiale organice. În selectarea filtrului,

trebuie luate în consideratie urmatoarele:

-marimea particulelor si porozitatea mediului filtrului, deoarece functionarea eficienta este

în legatura directa cu aria suprafetei disponibile a biofilmului;

-mediul filtrului trebuie sa fie o sursa de nutrimenti anorganici pentru microorganisme, iar

în cazul unor operatii de durata, acesti nutrimentii anorganici pot fi adaugati periodic în pat;

-compactarea patului filtrului va duce la formarea unor canale de gaz si la cresterea

pierderii de presiune;

-sunt necesare caracteristici bune ale patului drenat, pentru a se asigura ca produsii de

reactie sunt usor eliminati prin mediul filtrului;

-eventualele curgeri sunt în general reciclate prin procesul de umidificare, pentru a reduce

debitul de apa uzata;

-mediul filtrului trebuie sa aiba capacitate de tamponare, pentru a mentine pHul la cel putin

3, în special când este necesara reducerea componentele anorganice;

-mediul filtrului trebuie compus din materiale cu miros neiritant.

Cinetica. Capacitatea si eficienta operatiei de biofiltrare depinde de aria suprafetei active,

spatiul de protectie al filtrului, eficienta de îndepartare, tipurile de gaz, concentratia de gaz,

si rata curgerii gazului. Modelul teoretic simplificat este reprezentat schematic in figura de

mai jos. În figura, Cg, este concentratia în faza gazoasa. Cele doua profile de concentratii

prezentate în biostratul (Cl) se refera la: (1) rata de limitare a reactiei de eliminare si (2) la

limitarea difuziei

.

Modelul biofizic al biostratului

Echilibrul de masa realizat în jurul fazei lichide poate fi descris de:

D(d2C1/dx2)-R=0

unde : D [ m2/s ] - coeficientul de transfer de masa; Cl [kg/m3] - concentratia fazei lichide; x [

m ] - distanta în interiorul biostratului; R [ kg/(m3.s)] - rata de utilizare a substratului (rata de

biodegradare).

Echilibrul masic al biostratului presupune: aplicarea unui model cinetic, biodegradarea are

loc în faza lichida din biofilm, grosimea biofilmului este mica în comparatie cu diametrul

substratului si de aceea biofilmul poate fi privit ca o suprafata plana, introducerea curgerii

gazului prin mediul de filtrare, concentratiile în faza lichida si gazoasa trebuie sa satisfaca

legea lui Henry, nu exista interactiuni între gaze si deci se poate aplica legea gazului ideal,

starea este stabila.

Rata de biodegradare R, poate fi exprimata prin relatia Monod, :

R=Rmax x C1/(C+Km)

unde: Km [ kg/m3 ] este o constanta, iar Rmax [ kg /(m3.s) ] este rata maxima de utilizare a

substratului.

Rmax depinde de concentratia de microorganisme active din biofilm si este definita ca:

Rmax=X xμm/y1

unde: X [ kg/m3 ] - concentratia celulelor de microorganisme active; μm [ 1/s ] – rata maxima

de dezvoltare a speciilor de microorganisme; yi [ - ] - coeficientul de productie al speciilor de

microorganisme.

Exista doua cazuri de rata limita la bilantul de masa, prezentat mai sus:

-Rata de reactie este limitata cinetic de ordinul 0 - în acest caz concentratia biofilmului nu

influenteaza rata de reactie iar curba biodegradarii este lineara;

-Rata de difuzie este limitata cinetic de ordinul 1 - în acest caz concentratia biofilmului este

influentata de rata de difuzie a speciilor poluante din biofilm.

Una dintre ipotezele modelului cinetic este ca nici o interactiune în faza gazoasa nu are loc

între specii chimice diferite (ipoteza gazului ideal). În conditiile de functionare date,

interactiunile în faza gazoasa pot avea un impact negativ sau pozitiv asupra operatie de

biofiltrare.

Aceste interactiuni includ:

-cometabolismul, care creste rata de biodegradare a multiplelor componente

Biofiltrarea

Avantaje:

-utilizarea de procese si materiale biologice naturale;

-relativ simpla si economica;

-eficienta de distrugere înalta pentru fluxurile de gaze bogate în oxigen si cu un continut

scazut de contaminanti;

-deseurile produse sunt CO2 si apa.

Dezavantaje:

-gazul brut nu trebuie sa fie letal pentru microorganisme;

-debitul de gaz trebuie sa fie mentinut la o temperatura si umiditate adecvata;

-particulele grele pot distruge structura fragila a patului de filtrare.

In apa Sistemele de biofiltrare contribuie de asemenea la scaderea concentratiei de oxigen,

din cauza ca bacteriile nitrificatoare sunt mari consumatoare de oxigen. Atentie! Un nivel

scazut de oxigen, sau oprirea pentru o perioada de cateva ore a sistemului de filtrare va

distruge iremediabil colonia de bacterii aerobe nitrificatoare!

Zeolita este un mediu foarte eficient pentru a absoarbe amoniacul toxic. Se recomanda

minim 50 g / m3 in sistemul de filtrare. Zeolita poate fi regenerata cu ajutorul sarii fara iod.

300 g sare dizolvata in 10 litri de apa. Se tine zeolita peste noapte in aceasta saramura si pe

urma se clateste cu apa curata.

Zeolita poate fi presarata si pe fundul iazului, fiind un mediu propice pentru fixarea coloniilor

de bacterii nitrificatoare.

Amoniacul legat de zeolita va fi hrana bacteriilor nitrificatoare.

Pe aceeasi principiu se bazeaza filtrele biologice care contin bacterii nitrosomonas si

nitrobacterii. Acesteste colonii bacteriene, in prezenta oxigenului, transforma amoniacul in

nitriti si mai apoi in nitrati mai putin toxici.

Filtrele biologice au nevoie de o perioada de colonizare de 68 saptamani, pentru a putea

lucra la parametrii optimi.

Utilizand medii bacteriene din comert, acest proces poate fi redus la 12 saptamani.

Prescurtand aceasta perioada apa se va redresa mai repede si nu vom fi obligati la interventii

de echilibrare. Unele substante pot transforma amoniacul in ioni de amoniu netoxici.

Locatia fizica unde se deruleaza nitrificatia este definitia generic a biofiltrelor.

Un filtru biologic este pur si simplu un pat de materialul organic( mediu), o mixtura de

compost ,nisip,pietris, si aschii de lemn sau bucatele, de 25 la 45 cm marime. Pe mãsura ce

aerul trece prin filmul filtrului biologic transforma gazele mirositoare,apele uzate la bioxidul

de carbon si apa. Eficacitate filtrului biologic este în primul rând in functie de cantitatea de

aer trecuta prin biofiltru si timpul de trecere,timpul de contact si continutul de umiditate al

filtrului .Timpul de contact este in corelare cu constructia filtrului biologic în timp ce

continutul de umiditate este o functie de ceea ce vrem sa obtinem. Dimensiunea filtrului

biologic depinde de cantitate de aer,apa uzata,etc. care are nevoie de tratament.Biofiltrele

normale,tipice vor necesita o suprafata de la 4,5 la 8 mp. pentru 28 metri cubi perminut de

debite de aer.

Biofiltrarea este o tehnologie in care vapori contaminati organic intrun curent de aer sunt

trecuti printrun pat poros ,mediu si cu ajutorul unui strat fin de apa sunt degradati de

microorganisme.Microorganisme specifice pot fi introduse care pot degrada acesti

compusi.Biofiltrele ofera avantaje suplimentare daca folosim carbune activ.

Mai intai bioregenerarea isi pastreaza la maximun capaciatatea de adsorbtie astfel masa de

transfer ramane imobila si relativ scurta.Filtru nu necesita regenerare si lungimea patului de

filtrare ramane relativ scurta.Aceste caracteristici reduc cheltuielile de exploatare.Aditional

contaminarea este distrusa nu doar izolata cum este la carbune activ granular (CAG)

Biofilme fixate

Trickle Filter

Filtrele de picurare

In aer

Rotating Biological Contactor

RBC

Filtre rotative cu film atasat

la caile de sprijin

In aer

Fluidized Bed Contactor

Filtre in pat fluidizat

scufundat

Bead Filter

Filtre Margele

scufundat

Biofilme nefixate

Sand Filter

Filtre de nisip

scufundat

Undergravel Filter

Filtru acoperit cu pietris

scufundat

Plenum Filter

Filtre Plenum

scufundat

Aplicabilitate:Ca si alte procedee de tratamente biologice,biofiltrarea este mult dependenta

de biodegrabilitatea contaminantului. Biofiltrarea este utilizata in principal pentru tratarea

COV-urilor nehalogenate si a hidrocarburilor folosite ca si carburant.In bune conditii aceste

biofiltre sunt capabile sa absoarba si sa degradeze o fractiune importanta din acestea si sa le

transforme in produsi nenocivi.COV-urile halogenate pot fi partial tratate dar fara acelasi

efect,eficenta.Biofiltrele pot deasemenea sa controleze mirosul din compostul utilizat

produceriii de energie.

Telulurile unui biofilter ideal sunt:

-de asigurarea unei suprafete cat mai mari pe unitatea de volum pt bacteriile nitrificante.

-mentinerea unui biofilm nitrifiant subtire,fin

-de a nu bloca sufoca nitrificarea

-mentenata scazuta

-costuri scazute de operare

Biofiltre Tipuri si Clasificare

Filtrele de picurare(Trickling filters)

Filtrele de picurare, Trickling filters , au fost si sunt folosite de aproape doua secole pentru

filtrarea apelor de diferite folosinte.Tratamentul biologic a fost folosit in Europa pentru a

filtra apele de suprafata in scopuri de consum inca din 1900 si in prezent prezinta un

interes crescut. Tratamentul biologic prin Trickling filters este deasemenea comun pentru

tratarea apelor menajere, apelor din aquacultura si a apelor rezultate din depozitele de

deseuri.

Filtrele de picurare,prelingere Trickling Filter,TF(trickling filter, percolating filter)

constau dintr-un bazin sau turnuri umplute cu pietris, aschii de lemn sau aschii de plastic.

Apele uzate sunt introduse intermitent sau continuu, iar microorganismele incep sa se

ataseze la acesta umplutura intermitent sau continuu si formeaza un starat biologic sau

film. Materia organica din apele uzate difuzeaza in acest strat unde este metabolizata.

Oxigenul este normal furnizat filmului de catre miscarea naturala a aerului in sus sau in jos

depinzand de temperatura apelor uzate cat si de aerul ambiental. Excesul de aer se poate

asigura prin infiltrare de aer dar este rareori nevoie. Grosimea biofilmului creste pe masura

ce noi microorganisme cresc.

Filtre Trickle ude / uscate

Avantaje

Schimbul de aer foarte bun

Simplu de construit

Aproape orice material poate fi folosit

Dezavantaje

Suprafata umeda neregulata ,neegala

Poate promova retinerea solida si sunt greu de curatat

Filtre rotative cu film atasat la caile de sprijin ,Rotating Biological Contactors(RBCs)

Filtre rotative cu film atasat la caile de sprijin ,Rotating Biological Contactors(RBCs):Rotatia

contactorului biologic sunt reactoare de fixat filme biologice similare cu biofiltrele dar unde

suportul sunt discuri partial sumersibile in apele uzate si unde oxigenul este adus partial de

in care sunt cufundate si partial de portiunea de film bilogic aflata afara, deunde oxigenul

este transferat la apele uzate prin rotatia discurilor.

Filtre rotative cu film atasat la caile de sprijin ,Rotating Biological Contactors(RBCs)este o

refacere a tehnologiei folosite în tratarea secundară a apelor uzate. Această tehnologie se

aplica apelor uzate care permite să vină în contact cu un mediu biologic în scopul de a

facilita eliminarea de contaminanţi. Există mai multe desene sau modele diferite care sunt

disponibile acum, dar în forma sa cea mai simplă o rotative biologice CONTACTOR (RBC)

constă dintr-o serie de discuri montate pe un ax care este stimulată, astfel încât discurile se

pot roti în unghiuri drepte pentru a decanta debitul de apa uzata. Aceste discuri sunt de

obicei realizate din

material plastic

(polietilenă, PVC, polistiren

expandat) şi sunt

construite astfel incat

circa 40 la sută din

suprafaţa lor este scufundata. Aceste discuri sunt aranjate în grupuri între fiecare grup

existind spatii, pentru a minimiza scurt-circuiting. RBC unităţi sunt, de obicei, instalat într-un

rezervor din beton, astfel încât suprafaţa apei reziduale care trece prin rezervor aproape

ajunge la ax. Acest lucru înseamnă că aproximativ 40% din suprafaţa totală de discuri sunt

întotdeauna scufundate. Axele au o rotatie la 1 la 2 rot / min, si un strat de creştere

biologică de 2 la 4 mm grosime .Filmele Biologice de crestere care devine ataşat de discuri

asimileaza materia organica ce exista in apele uzate. Aerare este asigurat de rotatia

discurilor, care expune discurile la aer după ce intra in contact cu apele uzate. În cele din

urmă, fluxul de ape uzate care poartă aceste substanţe solide din sistem şi într-o clarifier, în

cazul în care acestea sunt separate. Prin organizarea de mai multe seturi de discuri în serie,

este posibil să se atingă un grad înalt de eliminare şi de nitrificare biologică.

Unul dintre sistemele de rotaţie biologice CONTACTOR disponibile comercial este BIO-Surf

proces. Fundamental modul de a BIO-Surf este un proces de 25-ft-lungime, ax din oţel, un

ansamblu de sprijinire a 12-ft-discuri de polietilenă. Modulul BIO-Surf ‚constă din mass-

media alternative plate şi foi ondulate din polietilenă. Un astfel de aranjament oferă o

suprafata mult mai mare decât un simplu disc plat. Decalaje între grupurile de discuri de-a

lungul unui singur ax poate oferi selectiv o serie de etape de tratament pentru fluxurile mai

mici. Cu toate acestea, în instalaţii mari, un 25-ft modul este utilizat ca o singură etapă în

sine. În general, un 25-ft de 12-ft-diametru modul conţine aproximativ 104000 ft2 din

suprafaţa totală. Fiecare din aceste module este condusă de un motor cu 5 cp. BIO-de surf

proces poate fi proiectat pentru a produce un CBO5 a apelor reziduale de 10 mg / l.

Componenţa efluenţilor între 10 şi 20 mg / l, CBO5 în general, este format din aproximativ 1

/ 3 solubil şi 2 / 3 insolubile CBO5. Performanta sistemelor de RBC depinde de temperatură,

concentraţia de poluanţi, şi rata la care tratamentul este de aşteptat să se produca. De

asemenea, se arată că, pe măsură ce încărcarea organică aplicată creşte, rata de

aproximativ 5 de mai sus, de o abaterea de la 100 la sută din eficienţă. Caracteristicile de

performanţă ale RBCs sunt exprimate în mod frecvent, aşa cum se aplică de încărcare / rata

de eliminare a curbelor. Această cifră arată geometrice folosite pentru relaţii de 70, 80 şi

100 la sută eficiente. Acestea arată că de obicei gradul de performanţă este de 80 la

sută .Deasemenea gradul de oxidare a amoniacului este, de asemenea, o caracteristică

importantă în evaluarea performanţelor oricarui reactor biologic. Gradul de nitrificare, care

este realizat de către RBCs depinde de mai mulţi factori. Studiile au arătat că eliminarea

amoniacului de azot este legata de rata de încărcare, hidraulice, şi a fost semnalat faptul ca

completă nitrificare poate fi realizată numai în momentul în care rata de încărcare biologică

este mai mică de 5 g BOD/m2/d. (Biological Oxygen Demand,consumul de oxigen )

Avantaje oferite de rotaţie, contactoare biologice Rotating Biological Contactors(RBCs):

- sunt necesare perioade scurte de contact din cauza suprafetei active mari. Schimbul

de aer foarte bun .Cel mai eficent biofiltru

- Ele sunt capabile de a manipula o mare varietate de fluxuri

-Sloughed biomasă în general, are o bună soluţionare a caracteristicilor şi pot fi uşor

separate din fluxul de deşeuri

-Mentine automat un biofilm subtire

-Costurile de operare sunt mici. Cea mai scazuta mentenanta dintre toate biofiltrele

- Scurt timp de retenţie

Dezavantaje

Nu are indepartare solida

Trebuie mentinuta rotatia

Necesita spatiu mare

Acoperirea RBC în climatele nordice pentru a proteja împotriva inghetului

Filtre in pat fluidizat

Filtre in pat fluidizat , sunt probabil cele mai eficente filtre biologice disponibile având în

incredibila suma de suprafaţa pe care le oferă granat sau nisip de siliciu ca si mediu de

contact, de dimensiune variind de la 0,45 mm la 2 mm.

Filtre in pat fluidizat sunt rapide devenind principala sursă de filtrare biologice, în multe

sisteme moderne de acvacultură, care tind să înlocuiască mai puţin eficientele "trickle" filtre

de acum. În timp ce pentru trickle filter si filtre in pat fluidizat se bazează pe aceeaşi specie

de bacterii de eliminare pentru amoniac şi nitrit, diferit este modul în care cele două seturi

de filtre care operează în afara ei.Filtrele in pat fluidizat, pe de altă parte, sunt butelii sau

cisterne inundate; parţial completate cu o mass-media granulara, cum ar fi cuarţ alb.

Numărul mare de bacterii care colonizeaza servesc pentru a elimina elemente nutritive, care

sunt prezente în apă curgătoare. Filtru pat care are rezultate deosebite este un filtru

dinamnic . În timp ce pentru un filtru trickle suprafata putea să fie relativ mare (până la 200

de metri pătraţi pe picior cub de mass-media), este practic imposibil pentru bacterii pentru

a coloniza toata suprafata.

O altă problemă serioasă cu aceste filtre este numita "bio-acţiune". Acest lucru apare

pentru ca particule de materii organice se depun în filtru pat. Odată ce sa blocat, nu aveti

nici o alegerea, ci doar sa curatam filtrul

Avantaje

Miscarea constanta a margelelor promoveaza filmul subtire

Mare suprafata de nitrificare

Dezavantaje

Greu de mentinut miscarea margelelor constanta

Margele tind sa stea impreuna

Pierdere de margele

Poate promova cresterea bacteriilor heterotrofice

Filtre Margele(Bead Filters)

Filtrele in pat fluidizat,Fluidized bed filters , sunt cilindrii inundati sau rezervoare, partial

umplute cu un mediu granular, ca de exemplu cuart alb. Apã trece, curge prin acest pat,

mediu facandul sa se extinda si sa se fluidizeze. Multimea de bacterii care colonizeazã acest

mediu serveste ca sa extraga nutrienti prezenti în aceasta scurgere de apa. Ca rezultat este

acest strat eficient filtrant care este în miscare dinamicã. El este cunosut ca si Quiksand

Filter's.

Filtrele in pat fluidizat,Fluidized bed filters , au beneficiul ca ofera o suprafatã mare la

dispozitie pentru cresterea bacteriologicã. Cu mai mult de 1800 metri patrati de suprafatã

pentru un metru cub de biomediu, astfel putem repede sã întelegem de ce filtrele in pat

fluidizat nu au nevoie sã fie pe mãsura filtrelor de picurare. Aceste filtre sunt aproape

imposibil de colmatat, infundat datoritã miscari constante. Stratul filtrant este moderat de

abraziv care curãtã în mod constant si se reînnoieste pe el însusi, el miscandu-se linistit

înãuntrul cilindrului.

"Clepsidră" sau "bubble-spălate" bead filtre folosesc un pat de margele de plastic

plutitoare, pentru biofiltrare.

Margele utilizate în filtre sunt sferice, în forma, de aproximativ 1 / 8 inci în diametru,

şi sunt de polietilenă de plastic cu o anumită gravitate de 0,91. Ele plutesc şi ser

completeaza atunci când camera de filtrare, filtrul este în funcţiune. Margele conţine

aproximativ 400 de metri pătraţi de suprafaţa pentru fiecare 0.03 metri cubi de margele

care este utilizată pentru înmulţirea bacteriilor. De regula margelele sunt foarte durabile şi

niciodată nu trebuie să fie înlocuite

Avantaje

Mentine in biofilm subtire

Puteti face filtrare mecanica

Dezavantaje

Trebuie inversat des jetul de apa

Circulatie constanta in si in afara jetului de apa

Filtre de nisip

Pentru apa de baut, tratarea apelor prin metoda biologica implica folosirea

microrganismelor pentru a imbunatatii calitatea apei. In conditii optime, incluzand

turbiditatea scazuta si oxigen crescut, microrganismele sedimenteaza materia imbunatatind

calitatea apei. Filtrele de nisip lent sau carbonul sunt folosite deoarece pune la dispozitie

mediul pe care microrganismele se formeaza cresc si actioneaza. Aceste sisteme de

tratament biologic reduc vectorii infectiosi purtati de apa, dizolva carbonul organic, reduc

turbiditate si culoarea în apa de suprafatã, îmbunãtãtind calitatea apei.

Filtrele de nisip lente au o seamã de o calitãti unice:

1. Spre deosebire de alte metode de filtrare, filtrele de nisip lente folosesc procesele

biologice pentru a curãta apa, si sunt sisteme nepresurizate. Filtrele de nisip lente nu

necesitã chimicale sau electricitate pentru a functiona.

2. Curãtarea este în mod traditional facuta cu folosire unor rãzãtoare mecanice, care este

dirijata in mediul filtrant de unde odatã o sa fie eliminat afara. Oricum, câtiva operatori ai

acestor filtre folosesc metoda metode numita "razuire, grapare umedã ","wet harrowing"

unde nisipul este rãzuit în timp ce încã se afla sub apa, si apa folosit pentru curãtare sã fie

drenatã spre depozit de deseuri etc.;

3. Pentru sistemele municipale acolo de obicei este un grad sigur de redundantã. Ele sunt

dorite pentru un consum maxim de apã si pentru a fi realizabil sunt unul sau mai multe filtre

de nisip functie de debite.

4. Filtrele de nisip lente necesitã nivele relativ scazute de turbiditate pentru a functiona

eficient. În perioada de varã când apa este tulbure, infundarea filtrelor se produce mult mai

repede si pre-tratamentul este recomandat.

5. Spre deosebire de altã tehnologii de filtrãre a apei, filtrele de nisip lente creeaza apa la un

debit constant si sunt de obicei folosite în conjunctie cu un rezervor de depozitare pentru

întrebuintarea de vârf. Acest ritmul lent este necesar pentru dezvoltarea sãnãtoasã a

proceselor biologice în filtru (mediu).

În timp ce tratarea apelor uzate municipale va avea 12 sau mai multe paturi în folosintã

odatã, comunitãtile mai mici sau unele gospodãrii pot sã sã aibã una sau doua filtre de nisip

filtrante.

La baza oricarui pat filtrant sunt o serie de canale de scurgere care sunt acoperite cu un

strat de pietricele iar spre varf sunt acoperite cu pietrisul grosier. În plus straturile de nisip

sunt plasate in varf urmate de un strat gros de nisip fin. Adâncimea întreagã a stratului

filtrant poate fi mai mare de un metru si de obicei fiind din nisip fin. În partea de sus a

patului de nisip este un precipitat al apei nefiltrate..

Filtrele de nisip lente prelucreazã complet stratul gelatinos( sau bio film) sau hypogel , în

partea de sus a patului de nisip pe o adancime de cativa milimetri. Acest strat se compune

din bacterii, ciuperci, protozoare, rotifere un si de larvele insectelor de apã. Cand biofilmul

îmbãtrâneste, mai mult alge tind sa se dezvolte si mai multe organisme avatice tind sa fie

prezente: bryozoa, melcii si viermi Annelid. Biofilmul este stratul care asigura curãtirea

eficace a apei potabile, nisipul furnizând mediul suportul pentru acest biofilm. Pe mãsura ce

apã uzata trece prin biofilm, particulele , corpurile strãine sunt prinse in mucilagiul format

de biofilm si materia organica este adsorbita si metabolizata de bacterii, fungi si protozoare.

Apa produsa printr-o conducere corecta a procesului de biofiltrare prin filtrele de nisip pot

fi de o buna calitate si fara nici un continut de bacterii detectabil.

Filtrele de nisip lente isi pierd încet performantele pe masura ce biofilmul si în felul acesta

se reduce viteza de curgere prin filtru. În cele din urmã este necesar refacerea filtrului.

Douã metode sunt obisnuite in acest caz. În prima, stratul de sus de nisip fin este inlocuit cu

grija. Apã este dupã aceea decantatã în filtru si recirculata pentru câteva ore pentru a

permite dezvoltarea unui nou biofilm. Filtrul este dupã aceea redat procesului de biofiltrare.

Metoda a doua, uneori numita curatare, grapare umeda, implicã sã lase în jos nivelul de apa

pana deasupra biofilmului, agitam nisipul si în felul acesta particulele solide din acel strat se

desprind in apa dupã care apa se duce catre deseuri. Filtrul este dupã aceea umplut la

adâncimea normala si e înapoiat procesului. Curatarea, graparea umeda conservã filtrul si

permite reluarea procesului mult mai repede.

Filtrele de nisip lente pot sã creeze apa de înaltã calitate fãrã patogenii, gust si

miros fãrã a avea nevoie de substante chimice.

Filtre de nisip au fost folosite în Statele Unite de peste 100 de ani. Designul a fost

îmbunătăţit în mod semnificativ în anii 1990. Ele sunt un tip de sistem de aerobic, sensul în

care sunt bogate de oxigen. În plus faţă de filtrarea apei fizic, aceste filtre are propietati pe

care acestea le exercită ca un filtru biologic.

Microorganisme, foarte adaptate pentru curatarea apelor uzate descompun, în direct pe

boabe de nisip. Aceste organisme fac conversia carbonului din materia organică sau din

ape uzate la dioxid de carbon (CO2). Ele de asemenea fac conversia amoniacului (NH3) şi

materiilor organice N la nitraţi (NO3-). Aceasta permite de denitrificare, sau transformarea

de la nitraţi (NO3) de azot gaz (N2 (g)). Nitratii pote fi redusi parţial sau total la nitrit de

azot gaz. Pentru o reducere completa necesită o sursă de carbon organic, care este, de

obicei, abundenta în fosă septică a apelor reziduale. Filtrele de nisip au avantajul de a fi o

tehnologie capabilă de reduceri semnificative de azot.

Filtre de nisip au fost utilizate în cazul în care convenţionalele fose septice sistemelor de

absorbţie nu au reuşit. Ele sunt de o bună opţiune pentru site-urile cu un grad ridicat de

ape subterane, shallow bedrock, soluri sărace, sau alte restricţii. Filtre de nisip au fost, de

asemenea, utilizat în cazul în care tratamentul nu este disponibil centralizat sau prea scump

pentru locuinţe, întreprinderi, instituţii, si comunitati micii .

Filtru de nisip avantaje şi dezavantaje

Filtre de nisip au mai multe avantaje:

← Tratamentul proceselor sunt bine înţelese

← Mai multe modele disponibile

← Sunt relativ compacte

← Utile pentru comunitati

Ele au, de asemenea, din considerente:

← Intretinere profesionala necesara la fiecare 6-12 luni

← Recomandările curente de design, nevoie de nisip (sau sticla pisata) de o anumita

dimensiune. Acest lucru poate fi dificil de gasit în anumite zone.

← Este absolut necesar un rezervor septic pentru apa strânsă

← Sistemul necesită atât energie electrică cat şi un sistem de alarmă

Filtre Plenum

Sunt filtre pentru curatarea aerului ambiental din institutii, la filtrarea aerului necesar

combustiei la autoturisme, motociclete dar si la filtrarea apelor incarcate.

Comparatia Biofiltrelor

Tipul Filtrului MentenantaPotential de

blocare

Oxigen

limitat

Abilitate

mecanica

Sand Filter

Filtru nisipmare mare da buna

Undergravel Filter

Filtru acoperit cu

pietris

mare mare da buna

Plenum

Filtru Plenumscazuta medium da deloc

Trickle Filter

Filtrele de picuraremedium medium nu deloc

RBC scazuta scazuta nu deloc

Fluidized Bed Mediu-mare medium da buna

Bead Filter mare mare da buna