Filtracja aktywowana biologicznie (BAF) to proces oczyszczania wody i ścieków, który łączy procesy biologiczne i fizyczne w celu usunięcia materii organicznej, składników odżywczych (takich jak azot i fosfor) i innych zanieczyszczeń z wody. W przeciwieństwie do konwencjonalnych systemów filtracji, które działają wyłącznie fizycznie, filtracja aktywowana biologicznie wykorzystuje zdolność mikroorganizmów do rozkładania zanieczyszczeń w wodzie. Mikroorganizmy te są kolonizowane na specjalnym medium filtracyjnym i tworzą biofilm, który skutecznie rozkłada zanieczyszczenia w wodzie.
Spis treści
Zaplecze techniczne
W filtracja aktywowana biologicznie woda przepływa przez medium filtracyjne składające się z porowatego materiału, na którym rosną i rozmnażają się mikroorganizmy. Mikroorganizmy te metabolizują substancje organiczne i składniki odżywcze w wodzie i przekształcają je w nieszkodliwe produkty końcowe, takie jak dwutlenek węgla (CO₂), azot (N₂) i woda. Filtr nie tylko działa jako fizyczna bariera, ale także zapewnia idealną powierzchnię do kolonizacji przez mikroorganizmy.
Filtracja aktywowana biologicznie jest często stosowana w połączeniu z innymi procesami, takimi jak odwrócona osmoza lub filtracja membranowa, aby zminimalizować obciążenie resztkowe przed filtracją dokładną i zmniejszyć ryzyko biofoulingu.
Zdjęcie: System odwróconej osmozy ALMA BHU BiosS-Treat do odzyskiwania wody procesowej ze ścieków
Zasada działania
Centralnym elementem biologicznie aktywowanego systemu filtracji jest medium filtracyjne, które składa się z materiałów syntetycznych, piasku, ziemi okrzemkowej lub gotowych kulek glinianych. Medium filtracyjne służy jako pożywka dla mikroorganizmów, które kolonizują powierzchnię w postaci biofilmu. Uzdatniana woda jest kierowana przez filtr, a mikroorganizmy rozkładają związki organiczne i składniki odżywcze zawarte w wodzie.
Główne procesy biologiczne obejmują
Degradacja węgla: Substancje organiczne rozpuszczone w wodzie są metabolizowane przez mikroorganizmy i przekształcane w dwutlenek węgla i wodę.
Nitryfikacja i denitryfikacja: W dwóch kolejnych procesach biologicznych amon (NH₄⁺) jest najpierw przekształcany w azotan (NO₃-) (nitryfikacja), a następnie redukowany do azotu gazowego (N₂) w warunkach beztlenowych (denitryfikacja). Przyczynia się to do skutecznego usuwania związków azotu z wody.
Zastosowanie filtracji aktywowanej biologicznie
Filtracja aktywowana biologicznie jest wykorzystywana w różnych obszarach i zastosowaniach przemysłowych, w szczególności w oczyszczaniu ścieków i uzdatnianiu wody procesowej. Jest ona zazwyczaj stosowana jako obróbka wstępna dla innych technologii, takich jak systemy odwróconej osmozyw celu zmniejszenia obciążenia resztkowego i zminimalizowania ryzyka zablokowania membrany i biofoulingu.
Przykłady zastosowań:
Recykling i ponowne wykorzystanie wody: W przemysłowym uzdatnianiu wody, biologicznie aktywowana filtracja jest często wykorzystywana do produkcji wody procesowej ze ścieków. Ukierunkowana degradacja pozostałości organicznych znacznie poprawia jakość wody, zanim zostanie ona zawrócona do cyklu produkcyjnego w celu ponownego użycia lub wykorzystana jako wstępne oczyszczanie w systemach filtracji membranowej.
Przemysł spożywczy i napojów: Typowe ścieki, takie jak kondensaty pary z przetwarzania żywności, zawierają resztkowe zanieczyszczenia organiczne, które można skutecznie usunąć za pomocą biologicznie aktywowanej filtracji. Jest to szczególnie istotne dla ekonomicznego działania systemów odwróconej osmozy w procesach uzdatniania wody.
Uzdatnianie wody chłodzącej: Filtracja aktywowana biologicznie może być również stosowana w obiegach wody chłodzącej w celu usunięcia związków organicznych i nieorganicznych, które zwiększają ryzyko biofoulingu lub korozji.
Rozwiązania ALMAWATECH: ALMA BHU BAF i ALMA BioFil Compact
ALMAWATECH oferuje dwa specjalistyczne rozwiązania do biofiltracji, które są wykorzystywane do filtracji aktywowanej biologicznie:
1. ALMA BHU BAF
ALMA BHU BAF (Biologicznie Aktywowana Filtracja) to wielkoskalowe rozwiązanie dla przepływów wody do 1000 m³/h. System ten jest szczególnie odpowiedni do zastosowań przemysłowych o wysokich wymaganiach w zakresie uzdatniania wody i jest realizowany w konstrukcjach betonowych. Oferuje skuteczną biologiczną obróbkę wstępną, która zmniejsza ryzyko biofoulingu i wydłuża żywotność membrany w dalszych procesach membranowych.
Zdjęcie: Biofiltracja ALMA BHU BAF, schemat procesu
2 ALMA BioFil Compact
Filtr ALMA BioFil Compact to kompaktowe rozwiązanie do biofiltracji ścieków o przepływie do 100 m³/h. Idealnie nadaje się do mniejszych systemów i specyficznych zastosowań, w których konieczne jest usunięcie pozostałości organicznych i związków azotu. System ten jest często stosowany jako oczyszczanie wstępne dla systemów odwróconej osmozy i pomaga zapobiegać zanieczyszczeniu membrany oraz zwiększa wydajność procesu recyklingu wody.
Zdjęcie: System biofiltracji ALMA BioFil Compact, projekt 3D
Zalety filtracji aktywowanej biologicznie
Skuteczne usuwanie substancji organicznych i nieorganicznych: Połączenie biodegradacji i filtracji umożliwia skuteczne usuwanie z wody pozostałości organicznych i związków azotu. Prowadzi to do poprawy jakości wody i umożliwia ekonomiczne działanie dalszych systemów, takich jak odwrócona osmoza lub nanofiltracja.
Zapobieganie biofoulingowi: Dzięki specjalnemu rozkładowi substancji organicznych przed filtracją membranową, biologicznie aktywowana filtracja zmniejsza ryzyko biofoulingu. Wydłuża to żywotność membran i zmniejsza koszty czyszczenia.
Niższe koszty operacyjne: Ponieważ biologicznie aktywowana filtracja opiera się w dużej mierze na naturalnych procesach biologicznych, zużycie chemikaliów jest znacznie niższe niż w przypadku czysto chemicznych procesów oczyszczania. Zmniejsza to koszty operacyjne i minimalizuje wpływ na środowisko.
Możliwość łączenia z innymi technologiami: Biologicznie aktywowana filtracja biologicznie aktywowana filtracja może być płynnie zintegrowana z istniejącymi procesami uzdatniania wody i może być stosowana jako obróbka wstępna dla procesów membranowych lub jako niezależny etap oczyszczania.
Zdjęcie: System biofiltracji ALMA BHU BAF
Wnioski
Filtracja biologicznie aktywowana filtracja to sprawdzona i zrównoważona metoda oczyszczania ścieków i uzdatniania wody procesowej. Dzięki ukierunkowanemu wykorzystaniu mikroorganizmów w celu wyeliminowania substancji organicznych i składników odżywczych, technologia ta pomaga poprawić jakość wody i chronić systemy niższego szczebla, takie jak odwrócona osmoza i nanofiltracja, przed biofoulingiem.
Z produktami takimi jak ALMA BHU BAF i ALMA BioFil CompactALMAWATECH oferuje niestandardowe rozwiązania dla różnych zastosowań i przepływów wody. Biologicznie aktywowana filtracja umożliwia ekonomiczne i przyjazne dla środowiska uzdatnianie wody, które spełnia rosnące wymagania w zakresie recyklingu wody i uzdatniania wody procesowej.
