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各种环保水处理填料的特性和应用选型介绍

浏览:391 发表时间:2020-01-05 17:10:15

      水处理填料是用于废水处理过程中使用的填料,通常提供表面材料或过滤材料,以及生物膜附着和生长的载体,在水处理行业中发挥着重要的介质作用!

      环保水处理填料是生物膜水处理过程的技术核心。它是微生物库中微生物生物量,微生物种类,微生物活性和微生物代谢所需物质的传递介质。填充物与微生物的栖息地,生长和繁殖有关。填料对生物膜方法的性能特征和工艺发展有重要影响。 因此,填料的质量直接影响生物膜水处理过程的效率。由于填料在水处理领域的性能,国内外水处理工作者一直在不断研究,开发,生产和应用各种类型的填料。 

市场上填料的类型很多。填料的材料,结构和性能直接影响水处理效果。 

  从生物膜反应器的工艺要求分析来看,理想的生物膜进料应具有下列特性: 

   1良好的水力特性:填料的水力特性包括比表面积,孔隙率,形状尺寸和填充度。大表面积是反应器保持高浓度生物质的主要条件,而生物质是影响反应器处理效果的主要因素。 

因此,填料的比表面积是影响生物膜法治疗效果的主要因素。 

较大的比表面积有利于微生物生长。 

但是,比表面积越大,流经填料的水的阻力越大,并且能量消耗相应地增加。填料的孔隙率决定了废水的有效停留时间。 

孔隙率越大,废水的实际停留时间越长,体积利用率越高,水流阻力越小,这减少了反应器堵塞和流量短的可能性。同时,减少了填充物的量,并减少了基础设施投资。 

但是,孔隙率越高,比表面积和机械强度越小,反应器流出物中悬浮固体的浓度就越高。

 2良好的稳定性:生物膜反应器启动和运行需要很长时间。如果载体本身不具有一定的机械强度,它将不可避免地造成不同程度的损坏并在反应器运行期间失去其功能,这将使它在生物膜反应器中的生物量发生不规则变化。 在污水处理中,直接导致污水水质的扰动。因此,要求填充物具有足够的机械强度并且重量轻,能够抵抗废水和微生物的侵蚀。

 

不溶解有害物质并造成二次污染,并且不包含影响微生物的物质。 

 3生物膜附着力好:生物膜在填料上的附着力主要取决于关于填料的物理和化学因素。物理因素包括填料的表面粗糙度和表面空隙。 

粗糙度越大,薄膜悬挂的速度越快。填充剂表面的空隙也会影响生物膜的附着力。较小的孔具有毛细孔以保留水,因此对生活在水中的微生物具有更强的保留效果。化学因素包括填料的表面静电和亲水性。通常,细菌表面带负电。如果填料表面的正电势较高,则细菌更有可能粘附到填料上并生长以形成生物膜。 仅在填料表面的孔径大于70的情况下,是反应器中更大微生物尺寸的1至5倍时,只有在该范围内,才能获得更大的生物积累。 

此外,细菌是亲水性颗粒,因此增加填充剂表面的亲水性可以加快生物膜的形成和附着。 

 4轻质材料和高机械强度。 

 5价格低廉,易于取用材料。填充剂的成本通常约占生物膜工艺总投资的30至40。 因此,经济,合理地选择填料非常重要。 填料的添加量也会影响反应器的生物质和处理效果,大量研究表明填充剂的剂量比例应为10到40。

生物填充剂的分类 

   1.1无机填充剂 

  常见的无机填料是焦炭,拳头碎石,石英砂,活性炭和碎钢渣。 无机填料通常被淹没。它们是刚性材料,粒径约为3至8厘米,孔隙率约为45至50,比表面积为65至100 m2 / m3。 

这种类型的滤料的粒径越小,滤床的附着面积越大,生物膜的面积越大,滤床的工作能力就越大。 但是粒径越小,间隙越小,滤床更容易被生物膜阻塞,并且滤床的通风性越差。这种类型的填料通常具有机械强度高和性能相对稳定的特点,但比表面积小,孔隙率低并且材料太重。生物滤池的负荷低,且面积大。 

1.2有机填料 

     有机生物膜载体已经从聚烯烃(如聚丙烯和聚乙烯)发展到今天,许多类型的有机生物膜载体已经出现了。 

主要有聚氯乙烯,聚乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯和各种树脂,塑料,软或半柔性纤维。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,较差的生物膜附着力,并且易于老化,在实际使用中,它们在不同程度上容易堵塞填料。 通常,需要对这些材料的生物膜载体进行适当的修改,以实现更高水平的亲水性和生物亲和力。 近几十年来,随着生产和应用的发展在新型有机合成材料中,生物膜系统越来越多地使用各种性能轻质塑料填料,例如波纹板,蜂窝和圆柱状塑料填料,比表面积为200m2 /m3,达到95。这些新材料通常用于各种新的生物膜工艺,例如生物转盘,生物接触氧化池,生物流化床和曝气生物滤池。

  

  2生物填料的结构类型 

  国内外生物填料的类型很多,具有不同的形状和孔隙率。根据安装方法的不同,它们可以分为: 

  1固定式生物填充物:是指整体上固定且在其各个部分不移动的填充物。反应堆。 国内外常用的固定式生物填充剂主要是蜂窝状生物填充剂和波纹板式生物填充剂。 

  2悬挂式生物填充剂:可分为软质,半软质和半软质。组合生物填料。三种填料的结构特征相似。全部都在中心绳上等间隔地悬挂着薄膜物件,中心绳的两端固定在水池的底部和顶部。 

  3悬浮生物填料:与以前不同两种类型的填充物,无需修复,只需直接添加到池中,您需要在出水口处设置网格以防止填充物丢失。这种填充物的比重通常接近水的比重,在挂膜后可以与水体一起在池塘中流化。 

填料体积小,运输和计量都很方便。 


悬浮填料在反应器中流化时可以更充分,更频繁地与废水接触,增强了传质效果,并具有消除气泡的能力。 

由于其特殊的结构,悬浮的填料在填料单体上的微生物总厚度比其他填料大,可以形成厌氧,缺氧和好氧区域,并且对氮和磷的去除效果良好。在流化过程中,填料可以促进生物膜的老化以使其自身脱落,促进新膜的形成,并确保生物膜的活性。圆柱形生物填充剂,球形生物填充剂和多孔生物填充剂是常见的悬浮生物填充剂。

 

3填料的应用 

  3.1过滤器 

    填料对结构有重要影响曝气生物滤池的形式,成本和效率。生物过滤器滤床的高度与填料的密度和孔隙率密切相关。 

由石拳过滤器组成的滤床高度通常为1.0-2.5m。 

一方面,由于孔隙率低,过高的滤床会影响通风;另一方面,由于过重的石材过滤材料的重量为1.1至1.4 t / m3,过高的滤床会影响排水系统和过滤基础的结构。 

塑料过滤器仅约100kg / m3,孔隙率高达93-95。不仅可以增加滤床的高度,而且可以采用双层或多层结构。 双层滤床一般在国外使用,高度约7m。通常使用家用多层塔结构,高度通常在10m以上。 生物滤池是生物膜反应器的原始形式,已有100多年的历史。 早期的生物滤池负荷低。尽管具有操作简单,节能,净化效果好等优点,但占地面积大,易堵塞,卫生条件差,使用范围有限。 

借助包装的创新和流程的运作方式改进后的产品发展为中高负荷和高负荷生物滤池,并进一步建立了塔式生物滤池。 这些高负荷生物滤池的滤床高度大大增加,对滤料的水力冲刷效果和通风效果大大提高,反应器中的生物膜不断脱落并不断更新,使低负荷的生物滤池占地大。 易堵塞问题已得到有效改善。 目前,它主要用作高级处理和循环水处理工艺,还广泛用于生活污水和工业废水处理,还用于微污染水源的水处理。 

3.2生物接触氧化池 

     生物接触氧化池与生物滤池的区别主要在于工艺形式。生物接触氧化池相当于在曝气池中填充微生物栖息地填料,是活性污泥法与生物膜法之间的处理过程。在早期,塑料填料被广泛用于接触氧化罐中。典型的是以蜂窝状填料为代表的硬质填料。然而,在长期使用过程中,蜂窝填料逐渐泄漏出许多缺点:比表面积小和生物膜数量少。 

水和气体不能在填充物中横向流动,从而导致气体分布不均。 

在1980年代,软填料似乎克服了蜂窝填料的缺点。但是,软质填料长期使用后容易结块,减小了填料的实际使用面积,并且容易在结块区域的中心形成

较大的厌氧区会影响处理效果。为了克服软填料的缺点,随后出现了半柔性填料,组合填料和悬浮型填料。 

目前,常用的填料是蜂窝状和波纹状板状填料以及由聚氯乙烯填料,聚丙烯填料,环氧玻璃纤维增强塑料等制成的纤维状填料。 


 

 3.3流化床 

    生物流化床技术是一种生物膜处理技术,它将表面上微生物的固体颗粒固化成流化状态,并有效去除和降解有机污染物。它具有大的比表面积,良好的传质效果,强大的微生物活性和生物质浓度。 

它具有高电阻和抗冲击负荷的优点,因此引起了广泛的关注。 

    目前,普遍的研究和应用是三相好氧生物流化床。在传统的废水生物处理中,微生物的生存环境是气体和液体两个阶段。然而,在生物流化床反应器中,由于添加了介质载体,微生物的生存环境被转化为气相,液相和固相。 这种转化影响微生物的生长,繁殖,脱落和种群分布。从定量的角度来看,系统中微生物的数量和类型已大大增加。从定性的角度来看,在系统中添加载剂为硝化细菌和亚硝化细菌的繁殖和增殖提供了有利的条件,从而可以长久产生硝化细菌和亚硝化细菌,从而提高了系统的脱氮能力。 采用以多孔聚合物为载体的三相内循环好氧流化床反应器处理石油化工废水,发现该反应器在启动时和实际处理效果上均很明显。


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