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      水處理中的填料簡介和填料歷史

      一、填料簡介
       
          填料在水處理中有著廣泛的應用,無論是好氧、兼性厭氧還是厭氧過程,填料都發揮著 重要的作用。近30年來,隨著新型材料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行 發展起來的生物膜工藝技術得以快速發展,這是因為生物膜細胞固定技術相對于傳統活性污泥法具有很多突出的特點和優勢。
       
      填料作為生物膜法的核心組成部分,影響著污水回用事業的發展。在生物處理技術中, 填料作為生物膜的載體,是影響處理效果的關鍵因素之一。因填料在水處理領域獨特的性能,國內外的水處理工作者不斷地研制、開發、生產和應用各種不同的填料,提高水處理技 術水平,滿足各種需求。20世紀80年代以來,國內陸續開發了許多種類的填料,包括彈性填料、生物填料、纖維填料以及新型填料等,如圖例所示:
       
      各種填料由于自身的特點,有著不同的優勢和劣勢,給了廠家選擇的空間,可以根據所需處理水的水質和水量以及所選處理工藝選擇佳的填料。但是目前我國尚未對填料的使用標準作出明確的規定,對于填料的各種特性也沒有全面的描述,這也增加了選擇的困難性。
       
       
      二、填料的發展歷史
       
      生物濾池是以土壤自凈原理為依據,在污水灌溉的實踐基礎上,經較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發展起來的人工生物處理技術,已有百余年的發展史。
       
      1893年在英國試行將污水在粗濾料上噴灑進行凈化的試驗,取得良好的效果。1900年以后,這種工藝得到公認,命名為生物過濾法,處理構筑物則稱為生物濾池,開始用于污水處理實踐,并迅速地在歐洲一些國家得到應用。
       
      在19世紀末和20世紀初,韋林(Waring),迪特(Ditter)等人就以碎石、爐渣為填料進行了生物接觸氧化法的試驗。其后德國的韋加德(Wejgnad)以燒結渣為填料發明了旋轉生物接觸器20世紀20年代,德國的貝奇(Bach)和美國的布斯維爾(Buswell)又對生物接觸氧化法進行了應用試驗,得出BOD去除率高為69%,低的只有28%,效果非常不理想。

       
      到20世紀50年代以前,生產中采用的生物膜法處理構筑物仍是以碎石為填料。碎石比表面積小,占地面極大,衛生狀況也不好。由于早期生物填料存在的這種缺陷,使生物膜法處理廢水的技術未能進一步推廣應用,逐漸被活性污泥法所代替。20世紀50年代,在原民主德國有人按化學工業中的填料塔方式,建造了直徑與高度比為(1 : 6)?(1 : 8),高度 達8?24m的塔式生物濾池,通風暢行,凈化功能良好。這種填料塔的問世,使占地大的問題,進一步得到解決。
       
      20世紀60年代初,由于新型合成填料的出現,給生物膜法的廣泛應用帶來了轉機。許多新型生物膜反應器如塔式生物濾池、生物接觸氧化池、流動床生物膜反應器、復合式生物反應器和生物流化床等先后問世,大大促進了各種填料的開發和應用,這充分體現了生物膜法在水處理工藝中的優勢,促進了生物膜法在水處理技術中的應用。
       
      之后隨著塑料工業的發展,許多高效率塑料填料在接觸氧化工藝中逐漸被開發利用,典型的是由玻璃鋼或塑料制成的波狀板或蜂窩狀硬性填料,其中以蜂窩填料具代表性。該種填料由日本的小島貞男先研制,并先在受污染原水處理中應用。蜂窩填料具有材料耗費較小、孔隙率大等特點,在水處理行業得到廣泛應用。但在長期的污水處理使用過程中,蜂窩填料逐漸暴露出許多弊端:比表面積較小、生物膜量少;填料表面光滑,不易掛膜;水和氣在填料內橫向不能流通,造成布氣布水不均;易堵塞等。
       
      20世紀80年代開始出現的由尼龍、滌綸、維綸、腈綸等化纖編結成束,并用中心繩連接成纖維束狀的軟性填料,克服了蜂窩填料的不足。組成填料的纖維絲具有很大的比表面積,相對容易掛膜;軟性填料之間的空隙可以隨水和氣的流動而變化,避免了堵塞現象;物理化學性能穩定,加工運輸方便,造價低。上海石化總廠滌綸廠采用裝有這種軟性填料的接觸氧化工藝處理污水,容積負荷達到3.28kg CODCr/m3,CODCr去除率為80條,BOD去除率為80%?90%。但軟性填料在長時間使用后纖維束易于結塊,不僅降低填料的實際使用面積,而且在結塊區的中心易形成厭氧空間,影響處理效果。
       
      針對軟性填料的不足,北京紡織科學研究院開發研制了半軟性填料,半軟性填料的材質 通常為變性聚乙烯、聚氯乙烯等耐酸、耐堿性能較好的有機塑料,它由填料單片、塑料套管和中心繩三部分組成。針刺狀向外放射的圓形單片是半軟性填料的主體,各單片以固定片距 穿套在中心繩上,半軟性填料優點較多:比表面積大(可達130m/m),為微生物的生長提供了充足的空間;孔隙率高(大于96%),流阻??;耐腐蝕、不易堵塞、便于安裝。正常運行表明,相同條件下半軟性填料比軟性纖維填料可提高CODCr去除率達左右。此外,半軟性填料還具有節能、降低運行費用等優點,目前應用較為廣泛。
       
      但是,由于半軟性填料的表面積不如軟性填料,又開發了將兩者組合的填料,即中間為半軟性,邊緣為軟性纖維絲的組合填料經過30多年的研究開發,目前用于污處理的生物填料除半軟性填料、組合填料外品種繁多,如彈性立體填料、懸浮型填料等。
       
      綜上所述,生物膜工藝的演變過程,實際上是一個填料特性不斷完善的過程。從開始的 砂石等天然填料發展到目前人工合成材料填料,人們不斷完善了生物膜法廢水處理技術,并使其優點進一步得到發揮。隨著生物膜法應用范圍的不斷擴大,國內外水處理工作者不斷研制、開發、生產和應用各種填料,為豐富填料類別、促進填料技術的發展方面做了大量工作。據估計我國每年需要消耗的填料已達(15?20)×104m3,隨著我國經濟的持續高速發展和對環保事業的日益重視,各種新型填料在廢水生物膜處理工藝中必將發揮更加廣泛的應用。上www.todaysrandomtopic.com宜興市恒信環保填料有限公司獲取跟多水處理填料信息。
       

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