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各種環保水處理填料的特性和應用選型介紹

瀏覽: 發表時間:2020-01-05 17:10:15

      水處理填料是用于廢水處理過程中使用的填料,通常提供表面材料或過濾材料,以及生物膜附著和生長的載體,在水處理行業中發揮著重要的介質作用!

      環保水處理填料是生物膜水處理過程的技術核心。它是微生物庫中微生物生物量,微生物種類,微生物活性和微生物代謝所需物質的傳遞介質。填充物與微生物的棲息地,生長和繁殖有關。填料對生物膜方法的性能特征和工藝發展有重要影響。 因此,填料的質量直接影響生物膜水處理過程的效率。由于填料在水處理領域的性能,國內外水處理工作者一直在不斷研究,開發,生產和應用各種類型的填料。 

市場上填料的類型很多。填料的材料,結構和性能直接影響水處理效果。 

  從生物膜反應器的工藝要求分析來看,理想的生物膜進料應具有下列特性: 

   1良好的水力特性:填料的水力特性包括比表面積,孔隙率,形狀尺寸和填充度。大表面積是反應器保持高濃度生物質的主要條件,而生物質是影響反應器處理效果的主要因素。 

因此,填料的比表面積是影響生物膜法治療效果的主要因素。 

較大的比表面積有利于微生物生長。 

但是,比表面積越大,流經填料的水的阻力越大,并且能量消耗相應地增加。填料的孔隙率決定了廢水的有效停留時間。 

孔隙率越大,廢水的實際停留時間越長,體積利用率越高,水流阻力越小,這減少了反應器堵塞和流量短的可能性。同時,減少了填充物的量,并減少了基礎設施投資。 

但是,孔隙率越高,比表面積和機械強度越小,反應器流出物中懸浮固體的濃度就越高。

 2良好的穩定性:生物膜反應器啟動和運行需要很長時間。如果載體本身不具有一定的機械強度,它將不可避免地造成不同程度的損壞并在反應器運行期間失去其功能,這將使它在生物膜反應器中的生物量發生不規則變化。 在污水處理中,直接導致污水水質的擾動。因此,要求填充物具有足夠的機械強度并且重量輕,能夠抵抗廢水和微生物的侵蝕。

 

不溶解有害物質并造成二次污染,并且不包含影響微生物的物質。 

 3生物膜附著力好:生物膜在填料上的附著力主要取決于關于填料的物理和化學因素。物理因素包括填料的表面粗糙度和表面空隙。 

粗糙度越大,薄膜懸掛的速度越快。填充劑表面的空隙也會影響生物膜的附著力。較小的孔具有毛細孔以保留水,因此對生活在水中的微生物具有更強的保留效果?;瘜W因素包括填料的表面靜電和親水性。通常,細菌表面帶負電。如果填料表面的正電勢較高,則細菌更有可能粘附到填料上并生長以形成生物膜。 僅在填料表面的孔徑大于70的情況下,是反應器中更大微生物尺寸的1至5倍時,只有在該范圍內,才能獲得更大的生物積累。 

此外,細菌是親水性顆粒,因此增加填充劑表面的親水性可以加快生物膜的形成和附著。 

 4輕質材料和高機械強度。 

 5價格低廉,易于取用材料。填充劑的成本通常約占生物膜工藝總投資的30至40。 因此,經濟,合理地選擇填料非常重要。 填料的添加量也會影響反應器的生物質和處理效果,大量研究表明填充劑的劑量比例應為10到40。

生物填充劑的分類 

   1.1無機填充劑 

  常見的無機填料是焦炭,拳頭碎石,石英砂,活性炭和碎鋼渣。 無機填料通常被淹沒。它們是剛性材料,粒徑約為3至8厘米,孔隙率約為45至50,比表面積為65至100 m2 / m3。 

這種類型的濾料的粒徑越小,濾床的附著面積越大,生物膜的面積越大,濾床的工作能力就越大。 但是粒徑越小,間隙越小,濾床更容易被生物膜阻塞,并且濾床的通風性越差。這種類型的填料通常具有機械強度高和性能相對穩定的特點,但比表面積小,孔隙率低并且材料太重。生物濾池的負荷低,且面積大。 

1.2有機填料 

     有機生物膜載體已經從聚烯烴(如聚丙烯和聚乙烯)發展到今天,許多類型的有機生物膜載體已經出現了。 

主要有聚氯乙烯,聚乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯和各種樹脂,塑料,軟或半柔性纖維。聚苯乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯和其他塑料填料具有光滑的表面,較差的生物膜附著力,并且易于老化,在實際使用中,它們在不同程度上容易堵塞填料。 通常,需要對這些材料的生物膜載體進行適當的修改,以實現更高水平的親水性和生物親和力。 近幾十年來,隨著生產和應用的發展在新型有機合成材料中,生物膜系統越來越多地使用各種性能輕質塑料填料,例如波紋板,蜂窩和圓柱狀塑料填料,比表面積為200m2 /m3,達到95。這些新材料通常用于各種新的生物膜工藝,例如生物轉盤,生物接觸氧化池,生物流化床和曝氣生物濾池。

  

  2生物填料的結構類型 

  國內外生物填料的類型很多,具有不同的形狀和孔隙率。根據安裝方法的不同,它們可以分為: 

  1固定式生物填充物:是指整體上固定且在其各個部分不移動的填充物。反應堆。 國內外常用的固定式生物填充劑主要是蜂窩狀生物填充劑和波紋板式生物填充劑。 

  2懸掛式生物填充劑:可分為軟質,半軟質和半軟質。組合生物填料。三種填料的結構特征相似。全部都在中心繩上等間隔地懸掛著薄膜物件,中心繩的兩端固定在水池的底部和頂部。 

  3懸浮生物填料:與以前不同兩種類型的填充物,無需修復,只需直接添加到池中,您需要在出水口處設置網格以防止填充物丟失。這種填充物的比重通常接近水的比重,在掛膜后可以與水體一起在池塘中流化。 

填料體積小,運輸和計量都很方便。 


懸浮填料在反應器中流化時可以更充分,更頻繁地與廢水接觸,增強了傳質效果,并具有消除氣泡的能力。 

由于其特殊的結構,懸浮的填料在填料單體上的微生物總厚度比其他填料大,可以形成厭氧,缺氧和好氧區域,并且對氮和磷的去除效果良好。在流化過程中,填料可以促進生物膜的老化以使其自身脫落,促進新膜的形成,并確保生物膜的活性。圓柱形生物填充劑,球形生物填充劑和多孔生物填充劑是常見的懸浮生物填充劑。

 

3填料的應用 

  3.1過濾器 

    填料對結構有重要影響曝氣生物濾池的形式,成本和效率。生物過濾器濾床的高度與填料的密度和孔隙率密切相關。 

由石拳過濾器組成的濾床高度通常為1.0-2.5m。 

一方面,由于孔隙率低,過高的濾床會影響通風;另一方面,由于過重的石材過濾材料的重量為1.1至1.4 t / m3,過高的濾床會影響排水系統和過濾基礎的結構。 

塑料過濾器僅約100kg / m3,孔隙率高達93-95。不僅可以增加濾床的高度,而且可以采用雙層或多層結構。 雙層濾床一般在國外使用,高度約7m。通常使用家用多層塔結構,高度通常在10m以上。 生物濾池是生物膜反應器的原始形式,已有100多年的歷史。 早期的生物濾池負荷低。盡管具有操作簡單,節能,凈化效果好等優點,但占地面積大,易堵塞,衛生條件差,使用范圍有限。 

借助包裝的創新和流程的運作方式改進后的產品發展為中高負荷和高負荷生物濾池,并進一步建立了塔式生物濾池。 這些高負荷生物濾池的濾床高度大大增加,對濾料的水力沖刷效果和通風效果大大提高,反應器中的生物膜不斷脫落并不斷更新,使低負荷的生物濾池占地大。 易堵塞問題已得到有效改善。 目前,它主要用作高級處理和循環水處理工藝,還廣泛用于生活污水和工業廢水處理,還用于微污染水源的水處理。 

3.2生物接觸氧化池 

     生物接觸氧化池與生物濾池的區別主要在于工藝形式。生物接觸氧化池相當于在曝氣池中填充微生物棲息地填料,是活性污泥法與生物膜法之間的處理過程。在早期,塑料填料被廣泛用于接觸氧化罐中。典型的是以蜂窩狀填料為代表的硬質填料。然而,在長期使用過程中,蜂窩填料逐漸泄漏出許多缺點:比表面積小和生物膜數量少。 

水和氣體不能在填充物中橫向流動,從而導致氣體分布不均。 

在1980年代,軟填料似乎克服了蜂窩填料的缺點。但是,軟質填料長期使用后容易結塊,減小了填料的實際使用面積,并且容易在結塊區域的中心形成

較大的厭氧區會影響處理效果。為了克服軟填料的缺點,隨后出現了半柔性填料,組合填料和懸浮型填料。 

目前,常用的填料是蜂窩狀和波紋狀板狀填料以及由聚氯乙烯填料,聚丙烯填料,環氧玻璃纖維增強塑料等制成的纖維狀填料。 


 

 3.3流化床 

    生物流化床技術是一種生物膜處理技術,它將表面上微生物的固體顆粒固化成流化狀態,并有效去除和降解有機污染物。它具有大的比表面積,良好的傳質效果,強大的微生物活性和生物質濃度。 

它具有高電阻和抗沖擊負荷的優點,因此引起了廣泛的關注。 

    目前,普遍的研究和應用是三相好氧生物流化床。在傳統的廢水生物處理中,微生物的生存環境是氣體和液體兩個階段。然而,在生物流化床反應器中,由于添加了介質載體,微生物的生存環境被轉化為氣相,液相和固相。 這種轉化影響微生物的生長,繁殖,脫落和種群分布。從定量的角度來看,系統中微生物的數量和類型已大大增加。從定性的角度來看,在系統中添加載劑為硝化細菌和亞硝化細菌的繁殖和增殖提供了有利的條件,從而可以長久產生硝化細菌和亞硝化細菌,從而提高了系統的脫氮能力。 采用以多孔聚合物為載體的三相內循環好氧流化床反應器處理石油化工廢水,發現該反應器在啟動時和實際處理效果上均很明顯。


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