Mga Fixed Film (Sand o Iba Pang Media) Filter
Ang mga media filter ay aerobic, fixed-film na wastewater treatment system. Ang buhangin ang pinakakaraniwang ginagamit na daluyan para sa parehong tubig at wastewater. Ang mga solong pass na filter ng buhangin ay ginamit nang higit sa 100 ) taon at ang makasaysayang paggamit ng system na ito ay nagmula noong huling bahagi 1890's. Ang paggamit ng iba pang media gaya ng graba, peat fiber, durog na salamin, tela, foam, atbp., ay nagiging popular sa onsite na industriya habang nakakakuha tayo ng kaalaman kung paano mapapabuti ang performance ng media filter system para sa onsite wastewater treatment.
Kasama sa mga mekanismo sa paggamot ng wastewater na nangyayari sa isang sand filter ang pisikal, kemikal, at biyolohikal na proseso. Ang mga pisikal na proseso tulad ng straining at sedimentation ay nag-aalis ng mga suspendido na solids (sinusukat bilang TSS) sa loob ng mga pores ng media. Ang kemikal na adsorption ng ilang mga pollutant tulad ng phosphorus o mabibigat na metal ay gumaganap ng isang limitadong papel at ito ay depende sa mga katangian ng medium na ginamit sa filter. Sa ibabaw ng media, ang biofilm ay nabuo mula sa paglaki ng mga mikroorganismo habang gumagalaw ang wastewater sa media. Ang mga microorganism na aktibo sa biofilm ay sumisipsip ng mga natutunaw at colloidal na basurang materyales (sinusukat bilang BOD5 o COD) habang ang wastewater ay tumatagos sa ibabaw ng buhangin. Bilang resulta ng mga proseso ng biochemical at pisikal na paggamot, ang mga pollutant gaya ng BOD5 at TSS ay makabuluhang nababawasan at karamihan sa ammonia nitrogen ay na-convert sa nitrate nitrogen (nitrification). Ang antas ng dissolved oxygen sa wastewater ay tumataas at ang ginagamot na effluent ay mukhang malinaw at hindi amoy tulad ng septic tank effluent.
Ang isang media filter treatment unit ay may mga sumusunod na pangunahing bahagi:
- Isang lalagyan, karaniwang isang kongkretong tangke;
- Isang under drain system para sa pag-alis ng ginagamot na effluent, karaniwang isang slotted PVC pipe;
- Daluyan ng paggamot, karaniwang buhangin;
- Isang dosing at distribution system para maglagay ng wastewater sa ibabaw ng media, karaniwang isang PVC pipe na may mga orifice o spray nozzle; at
- Dosing tank na naglalaman ng pump at control system.
Ang mga nais na layunin sa paggamot para sa isang partikular na uri ng wastewater ay maaaring makamit sa pamamagitan ng maingat na pagpili ng media para sa paggamot at naaangkop na pagdidisenyo ng sistema ng paggamot.
Ang mga pangunahing parameter ng disenyo para sa isang solong pass media filter ay:
- Rate ng paglo-load (hydraulic at organic)
- Sistema ng pamamahagi ng effluent, at
- Mga katangian ng media.
Ang mga pangunahing parameter ng disenyo para sa isang recalculating (tinatawag ding multi-pass) media filter system ay:
- Rate ng paglo-load – haydroliko at organiko,
- Recirculation ratio,
- Sistema ng pamamahagi ng effluent,
- Dami ng likido ng tangke ng recirculation, at
- Mga katangian ng media
Sa isang solong pass media filter system, ang pangunahing effluent (septic tank effluent) ay inilapat (dosed) sa ibabaw ng filter sa partikular na agwat ng oras. Gaya ng ipinapakita sa animation, kapag ang network ng pamamahagi (pipe) ay napuno ng wastewater, ang mga spray nozzle ay ilalapat ang wastewater nang pantay-pantay sa ibabaw ng media (buhangin). Tandaan na ang effluent ay maaari ding ilapat sa ibabaw ng filter gamit ang isang network ng mga butas-butas na tubo na inilalagay sa itaas o ilang pulgada sa loob ng media. Ang pag-spray ng effluent sa ibabaw ng media ay nag-aalok ng kalamangan sa mga tuntunin ng pagpapahintulot sa hangin na makihalubilo sa effluent. Gayunpaman, ang pag-spray ng pangunahing effluent ay magpapataas ng potensyal para sa amoy at sapat na sistema ng pagkontrol ng amoy ay dapat na isama sa disenyo. Ang paggamit ng mga spray nozzle sa isang sapat na dinisenyo at pinaandar na recalculating media filter ay napakaliit o walang potensyal para sa amoy dahil ang effluent na na-spray ay ang pinaghalong pangunahing effluent at ang ginagamot na effluent.
Ang dami ng effluent na inilapat sa ibabaw ng media sa bawat dosis ay dapat na sa dulo ng dosing cycle, ang effluent ay hindi dapat umabot sa ilalim ng filter, kaya maiwasan ang pagbaha ng media. Gaya ng ipinapakita sa animation, habang ang mga spray nozzle ay huminto sa pag-spray ng effluent, ang basang harapan ay umabot sa halos kalahating daan sa filter at ito ay patuloy na gumagalaw pababa patungo sa ilalim ng drain system. Mahalaga na ang media filter ay sapat na maaliwalas at ang airflow sa pamamagitan ng media ay nakakamit. Sa ilang filter ng media, ang sapilitang bentilasyon gamit ang isang bentilador o isang blower ay isinasama sa disenyo upang matiyak na ang sapat na supply ng hangin ay magagamit upang makamit ang aerobic na paggamot.
Kapag itinigil na ang dosing ng effluent sa ibabaw ng media, makalipas ang ilang minuto, magsisimulang maubos ang filter. Kinokolekta ang effluent sa ilalim ng media gamit ang under drain at inaalis sa media filter.
Sa isang solong pass system, ang paggamot ay nakumpleto pagkatapos ng isang pass at handa na para sa dispersal sa isang subsurface effluent dispersal system. Gayunpaman sa isang recalculating system, ang effluent ay kinokolekta sa isang recirculation tank at ibinabalik sa media filter.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang solong pass media filter at isang recalculating media filter ay ang laki ng system. Karaniwan, ang isang solong pass system ay mas malaki sa laki kaysa sa isang recalculating system. Gayunpaman, ang isang recalculating system ay karaniwang mas kumplikado sa mga tuntunin ng pumps at control system. Ang recirculation ng effluent sa isang recalculating media filter ay nakakamit gamit ang split flow method (distribution box) kung saan ang bahagi ng drain back flow ay ibinalik sa recirculation tank at ang iba ay ilalabas. Sa isang split flow method, ang kabuuang bilang ng beses na na-dose ang filter sa isang araw ay depende sa dami ng wastewater na nabuo sa araw na iyon. Ang recirculation ng effluent ay maaari ding makamit gamit ang ball float valve na naka-install sa recirculation tank. Depende sa antas ng tubig sa recirculation tank, ang ball float valve ay magbibigay-daan sa drain back flow na bumalik sa recirculation tank o ilihis ito sa discharge tank. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-daan sa nakapirming bilang ng mga dosis sa filter araw-araw anuman ang dami ng wastewater na nabuo. Ang pagganap ng isang recalculating media filter na dosed fixed number of times everyday ay karaniwang mas mahusay kaysa sa isa na hindi dosed fixed number of times.
Sa Virginia Tech Kentland Research Farm, sinuri ni Prof. Ray Reneau ang pagganap ng isang pre-engineered pre-packaged recalculating media filter system sa loob ng tatlong taon. Higit pang impormasyon sa proyektong ito ay matatagpuan sa http://filebox.vt.edu/cals/cses/reneau/projects/rmfsum.html. Ang muling pagkalkula ng media filter evaluation sa Virginia Tech ay ginawa sa ilalim ng lubos na "kontrolado" na kondisyon kung saan ang eksaktong dami ng septic tank effluent (designed flow) ay idinagdag sa proseso ng paggamot araw-araw sa panahon ng proseso ng pagsusuri at ang mga sample ng ginagamot na effluent ay kinokolekta para sa pagsusuri.
Ang Division of Onsite Sewage and Water Services ay kasangkot sa isang field evaluation ng isang solong pass peat filter system mula 1996 hanggang 2000. Sa panahong ito, daan-daang peat filter ang na-install upang magsilbi sa mga solong tahanan sa Virginia at ang 24 na mga site ay pinili para sa pagsusuri ng pagganap ng filter at para sa pagtukoy ng epekto sa mababaw na kalidad ng tubig sa lupa mula sa paglabas ng filter na effluent. Isang teknikal na papel ang ipinakita sa panahon ng kumperensya ng ASAE sa 2000 paglalahad ng mga resulta ng pag-aaral na ito (link sa file).
Noong Mayo ng 2000, apat na iba't ibang uri ng muling pagkalkula ng mga filter ng media ang na-install sa isang subdivision upang ayusin ang bagsak na septic tank effluent drain field. Ang media na ginamit sa bawat isa sa mga filter na ito ay magkakaiba at gayundin ang laki ng filter at ang recalculating method. Gayunpaman, ang kalidad ng effluent ay lumilitaw na medyo magkatulad at may mataas na kalidad na sapat na mabuti upang pasiglahin ang mga drainfield na maagang nabibigo. Ang mga detalye sa proyekto ng Genito West ay nakapaloob sa file (Gentio West Project.doc).
Ang lahat ng uri ng media filter system ay mangangailangan ng maintenance at isang propesyonal na may sapat na pagsasanay sa pagpapatakbo at pagpapanatili ng ganitong uri ng system ay dapat na naroroon sa lugar kung saan ang paggamit ng media filter ay dapat na naroroon.