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1、泡沫陶瓷填料在曝气生物滤池 的应用07生物制药工程 陈萍背景介绍 全球尤其是我国都将面临着水资源短缺的 危机，而水资源的污染却日益加剧。因此 ，通过对废水的处理，既可以缓解我国水 资源紧缺的压力，同时对于减少环境污染 ，保护自然环境方面都具有十分重要的意 义。 生物膜法水处理技术作为一种有效的处理 水污染的一种新型技术受到了广泛关注 曝气生物滤池是一种发展较快的新型生物 处理技术，具有占地面积小、出水水质高 、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗 冲击能力强等特点，可用于受污染水源水 预处理、污水的二级和三级处理等。曝气 生物滤池技术将污水生物处理与深层过滤 集于一身，充分体现了现代水处理工艺的
2、 特点。 主要内容介绍 曝气生物滤池机理与其填料核心要求 泡沫陶瓷填料对曝气生物滤池效能的影响 泡沫陶瓷填料应用于曝气生物滤池存在的 不足 展望与结论一、曝气生物滤池机理与填料核心 要求 1曝气生物滤池生物膜净化机理 2曝气生物滤池的优点 3曝气生物滤池的核心填料 4泡沫陶瓷填料1曝气生物滤池生物膜净化机理 工艺原理为：在滤池中装填一定量的粒状填料， 填料表面生长着生物膜，在滤池内部进行曝气， 污水流经填料层时，利用填料上高浓度生物膜量 的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生 物氧化降解过程； 同时，因污水流经时填料层呈压实状态，利用粒 状填料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用 ，截留污
3、水中的大量悬浮物，并保证脱落的生物 膜不会被水带走，此为截留作用； 运行一定时间后，囚水头损失的增加，需要对滤 池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物 膜，此为反冲洗过程。2曝气生物滤池的优点 (1)占地面积小，基建投资省 (2)高质量的处理出水 (3)工艺流程短，氧的传输效率高 (4)抗冲击负荷能力强，没有污泥膨胀问题 3曝气生物滤池的核心填料 生物滤料是曝气生物滤池的核心组成部分 ，直接影响着工艺的处理效果和运行控制 ，故选择合适的滤料对曝气生物滤池工艺 的推广和应用意义非常大。 填料的主要作用表现在如下几个方面： 填料的主要作用 (1)提供微生物生长的场所 (2)提高布水、布气效率以
4、及溶解氧的利用 率 (3)提高了反应器内的污泥浓度，使微生物 保持较高的活性 (4)截留水中的悬浮物，减少了污泥产量， 可省去污泥回流设备 4泡沫陶瓷填料 泡沫陶瓷复杂的三维网状结构和由表到里 相贯通的微孔结构使其具有比表面积大， 孔隙率高、表面粗糙等特性。这些特性都 有利于微生物的附着与生长。 根据泡沫陶瓷填料的上述特性，将泡沫陶 瓷填料应用于废水生物处理中，这对于进 一步拓宽泡沫陶瓷填料的应用范围，为废 水生物处理提供性能优良的新型材料都具 有十分重要的意义。二、泡沫陶瓷填料对曝气生物滤池 效能的影响 1、泡沫陶瓷填料类型的影响 2、泡沫陶瓷填料粒径的影响 3 、泡沫陶瓷填料的密度 4 、
5、泡沫陶瓷填料层高度1、泡沫陶瓷填料类型的影响 根据具体的实验条件以及实验设备，针对 具体选择的填料，如环形、柱形、弧形泡 沫陶瓷填料，选择与填料对应的曝气生物 滤池形式，以及曝气生物滤池的运行和反 冲洗方式。2、泡沫陶瓷填料粒径的影响 填料粒径也是影响滤池运行周期的重要参数。OTV公司研 究了填料粒径与固体容重的关系，表明粒径越大，滤层的 含污能力就越大，且大颗粒易与水分离，可加快反冲洗过 程，并减少填料损失。 填料粒径对曝气生物滤池的处理效能和运行周期都有重要 影响，填料粒径越小时处理效果越好，但填料粒径较小时 ，滤池容易堵塞，运行周期相对较短，需频繁反冲洗，且 不易发挥填料深层的作用。 因
6、此曝气生物滤池选用填料需要同时考虑滤池的处理效能 和运行周期，根据滤池进水水质和处理要求进行优化选择 。3 、泡沫陶瓷填料的密度 生物滤池填料的密度大小关系到生物滤池 反冲洗强度的大小，密度越大，反冲洗强 度越大，则需要的能量消耗越大；而填料 的密度越小，用于反冲洗所消耗的能量也 随之减小。 因此在选择生物滤池填料时，需测定各种 泡沫陶瓷填料的密度，并根据实际情况选 择最佳密度的填料。4 、泡沫陶瓷填料层高度 滤层高度与出水水质有关，在一定范围内 ，增加滤层高度可提高滤池的处理效果保 证出水水质，但同时增加的污水提升扬程 和反冲洗强度，将导致能耗升高。 因此必须选择合适的泡沫陶瓷填料的高度 ，
7、以达到最佳的效果。三、泡沫陶瓷填料应用于曝气生物 滤池存在的不足 由于生物膜极易附着在填料层表面，且一 旦附着就难以被水冲走，随着运行时间的 延长，填料层容易被生物膜堵塞，从而使 填料层的部分区域出现厌氧状态，进一步 影响处理效果； 泡沫陶瓷填料的密度较大，给反冲洗造成 很大的困难； 泡沫陶瓷填料的尺寸较大，因此在填料颗粒之间 形成较大的空隙，废水体系中的污染物质容易从 填料空隙之间随水流走，而不能与填料表面的生 物膜充分接触， 另外由空压机鼓气产生的气泡 也易于从填料空隙之间流走，影响对体系中溶解 氧的利用效率； 曝气生物滤池的直径较小，而填料的颗粒较大， 滤池壁面与填料之问易于产生边壁效应
8、。结论与展望 填料是曝气生物滤池的关键，为提高曝气 生物滤池的效能须对填料进行选择，对填 料粒径和高度进行优化；研究开发新型填 料和与之相适应的滤池。 根据泡沫陶瓷填料在研究巾存在的不足， 应在以下几个方面进一步研究： (1)减小泡沫陶瓷填料的密度，使其密度与水的密 度接近，略大于1Ogcm3，提高反冲洗效率 ，使多余的生物膜易于随水流走，避免填料层被 生物膜堵塞； (2)减小泡沫陶瓷填料的尺寸大小，使其直径与高 度均不超过lOmm，以减少填料颗粒之间造成的 空隙，提高对污染物质的去除效率与溶解氧的利 用效率： (3)适当加大曝气生物滤池的直径，减小边壁效应 ； (4)提高泡沫陶瓷填料的机械强
9、度，保证填料在运 行时的完整性，避免填料碎屑堵塞填料。 (5)研究泡沫陶瓷填料对污染物去除的影响及污染 物去除机制。 (6)寻求改善泡沫陶瓷填料性能的工艺和方法。填 料加工过程中的工艺非常重要，为了获得优质泡 沫陶瓷填料，生产工艺和方法需要不断改进。 (7)制定适于曝气生物滤池的泡沫陶瓷填料标准。参考文献：【1】郑俊，吴浩汀，程寒飞曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例M 化学工业出版社，2002，5：1-2，1417，29，35 【2】朱乐辉污水处理新工艺曝气生物滤池J】世界环境2000，1： 3437 【3】fi华奉， 周琪曝气生物滤池工艺的现状与展望J西南给排水，2003 ，25(3)：2
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