工業(yè)廢水、生活污水處理中的生物接觸氧化法、上流式曝氣生物濾池及膜生物反應(yīng)器技術(shù)是比較高效的水處理工藝, 而填料是這些工藝的核心部分,無(wú)論是好氧、兼氧還是厭氧過(guò)程中, 生物填料作為微生物的載體影響著生物的生長(zhǎng)、繁殖和脫落的整個(gè)過(guò)程,它的性能直接影響和制約著處理的效果。
一般選用填料時(shí),要綜合考慮以下幾點(diǎn):①微生物掛膜快,老化生物膜易脫落;②穩(wěn)定性,要求填料能抗酸、抗堿、耐氧化,不易生物降解,不易老化等;③充氧效率高;④安裝維修方便;⑤質(zhì)輕,機(jī)械強(qiáng)度大;⑥價(jià)格便宜等。其中,充氧性能是一個(gè)主要指標(biāo),直接關(guān)系著填料類型選擇、處理效果、基建投資和能源消耗等,選擇合適的填料,能夠縮短工藝的反應(yīng)時(shí)間,提高運(yùn)行效果及運(yùn)行穩(wěn)定性等。
我國(guó)目前使用的生物填料大致可以分為三大類:第一類為定型固定式填料,主要是蜂窩類填料;第二類為懸掛式填料,如軟性填料、半軟性填料、彈性立體填料、組合型填料等;第三類為堆積式、懸浮式填料即分散式填料,如鮑爾環(huán)、階環(huán)、空心球、懸浮粒子等。對(duì)于性能更好的親水填料及生物親和(活性)填料,目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚酯等為原材料而制成,填料開(kāi)發(fā)的側(cè)重點(diǎn)在填料的比表面積、填料結(jié)構(gòu)與布水、布?xì)庑阅芗吧锬じ碌确矫妗?
污水處理常用填料
1.軟性組合填料
軟性組合填料是由軟性纖維和中間繩所組成的填料,具有布水布?xì)饩鶆颍浶蕴盍媳缺砻娣e大和掛膜快等優(yōu)點(diǎn) 按照高分子組成的不同,軟性填料的材質(zhì)可分為聚烯烴類,聚酯,有機(jī)玻璃,合成塑料和維綸纖維等。
2.半軟性填料
半軟性填料主要是為了彌補(bǔ)硬性填料的易堵和軟性填料的纏結(jié)和斷絲兩方面不足而提出的。其不足在于比表面積相對(duì)較小,表面光滑,微生物附著性能相對(duì)較差和造價(jià)偏高。
3.組合填料
組合填料是在軟性填料的基礎(chǔ)上改進(jìn)的另一類填料,由纖維束、塑料片、套管與中心繩組成,集軟性和半軟性填料之優(yōu)點(diǎn),克服了兩者的弊端,是污水在生化處理過(guò)程中較為理想的產(chǎn)品。
4.生物填料
生物填料是生物膜水處理技術(shù)的核心之一, 目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的生物填料主要以聚丙烯、 聚乙烯、 聚氯乙烯或聚酯等為原材料而制成,填料開(kāi)發(fā)的側(cè)重點(diǎn)在填料的比表面積、填料結(jié)構(gòu)與布水、布?xì)庑阅芗吧锬じ碌确矫。在?shí)際應(yīng)用中,人們發(fā)現(xiàn)這些填料在掛膜速度、掛膜量及膜與填料的緊密度方面存在不足。如對(duì)材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠H水與生物親和改性,可望大大提高填料的傳質(zhì)、 掛膜和水處理性能。改性懸浮材料聚丙烯填料即為提高表面粗糙性,提高親水性,表面張力,掛膜速度及氨氮去除率。
5.改性親水填料
改性親水填料主要是通過(guò)填料表面處理和在原材料中引入親水基團(tuán)兩種途徑實(shí)現(xiàn)。在填料表面結(jié)構(gòu)改性時(shí), 有研究者將填料浸入含氧酸等化學(xué)腐蝕液中, 從而除去填料表面的弱界面層,糙化表面;有的研究者在填料表面涂抹親水材料,表面接枝帶有親水基團(tuán)的高聚物單體;也有用紫外線輻照塑料填料, 使其表面氧化而形成極性基團(tuán)。這些技術(shù)處理過(guò)的填料表面潤(rùn)濕性能有很大的提高, 但也存在不少缺陷。應(yīng)用溶液浸泡或者表面接枝處理過(guò)的填料在運(yùn)行過(guò)程中由于水流的作用很容易發(fā)生表面消磨和脫落,使用紫外線處理,往往難以均勻輻照填料的內(nèi)外表面, 故使填料的內(nèi)外表面的親水性產(chǎn)生差異,也影響其使用效果。
6.活性磁種生物填料
活性磁種生物填料即同時(shí)將海藻酸鈣、 淀粉等生物親和性物質(zhì)和含親水基團(tuán)的聚乙烯醇等以及經(jīng)修飾的磁粉、活性炭引入普通的高分子材料生物填料中, 適當(dāng)充磁后成為生物親和親水活磁種填料。這種填料一方面由于其生物親和性和親水性得到改善,將大大提高其表面潤(rùn)濕、傳質(zhì)和掛膜啟動(dòng)等性能;另一方面, 填料中的活性磁種周?chē)?相當(dāng)于多個(gè)微型磁場(chǎng)反應(yīng)器,能通過(guò)磁致物理化學(xué)生物效應(yīng)等協(xié)同作用,大幅增加有機(jī)污染物的降解速率。其強(qiáng)化機(jī)理是:反應(yīng)器中的有機(jī)污染物可在弱磁場(chǎng)(由磁微粒本身產(chǎn)生) 的作用下,通過(guò)磁力鍵、磁力、洛侖茲力和磁致膠體效應(yīng)等作用經(jīng)磁聚、吸附、富集到填料表面;氧是順磁性物質(zhì),曝氣時(shí)會(huì)在磁場(chǎng)作用下被吸附到生物親和填料附近,增大填料表面的氧濃度。