轻质滤料在水处理中的应用研究进展

轻质滤料在水处理中的应用研究进展

发表时间：2019-10-09T13:01:37.703Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年12期作者：刘宏亮

[导读] 且可以具备固液分离和絮凝的两种功能，实际使用效果较好，应用方面也因这样的优势得到了一定普及。

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摘要：水处理的关键性价值与意义十分明显，但不同的过滤材料在实际应用过程中也会存在较大的不同之处，尤其轻质滤料在实际应用中具备着较好的实际使用优势。而轻质滤料在司机应用过程中，于不同部分进行实际应用也会存在着一定程度差异，但可以肯定的是，此类材料具备着较强的经济性优势，由于制备简单、来源广泛，所以成本相对较低一些，且可以具备固液分离和絮凝的两种功能，实际使用效果较好，应用方面也因这样的优势得到了一定普及。

关键词：轻质滤料；水处理；应用；研究进展；反硝化滤池；生物滤池

引言：

轻质滤料在实际使用过程中，由于整体质量相对较轻，反冲洗模式下需要与要求的机械性能相对有所降低，且本身比表面面积更大一些，所附着生物膜也就相对更大一些，水力负荷作用下相互挤压的概率也就有所增大，从而有利于旧生物膜脱落。通过这样的机理和作用，其自身起到了一个节能环保、绿色高效的作用，同时也显著提升了生物处理的效率情况。而正因如此，此类滤料得到了广泛应用，水处理应用时不同滤池应用也具备着较为明显的差异。

一、反硝化滤池应用

反硝化生物滤池所起到的净化污水作用十分明显，一般都是利用填料上所附着生物膜进行氧化分解，并利用滤料和生物膜相互吸附截留，进而通过生物膜内部缺氧反硝化作用来实现脱氮的目的[1]。在整体操作过程中，此类净化模式相对较为简单，占地面积较小而脱氮效果也相对较好一些，是目前所应用与研究的重要方向。运行时整个过程都是在无氧状态下进行，从而在滤料表面形成一层反硝化生物膜，在无氧条件下通过碳源如甲醇、乙酸和乙酸钠等提供电子并将二级出水中硝酸盐氧化还原成一氧化氮和一氧化二氮，也可以直接氧化成为无毒无害且无味的氮气。实际操作时，整体效果也是相对较为可观的，整体操作核心就是要让滤料吸附生物膜，这样才可以更好满足实际使用需求，起到一个过滤和水处理的作用。而在这一过程中，主要质量影响因素就是微生物活性高低，在采用石英砂和轻质陶粒滤料下向流反硝化滤池进行实验的过程中则可以明显发现，后者的效果则相对较好一些。而且实际使用过程中，由于前者颗粒相对较小一些，排布较为紧密而空隙较小则很容易导致出现堵塞现象。

由于此类滤池属于一种曝气生物滤池，自身设计和运行也相对较为简单一些，实际使用效果也相对较为显著，操作质量也相对更为客观。在一定条件之下轻质滤料作为填料的滤池最终硝酸盐最大去除率可以达到94%，TN的最大去除率则可以达到90%，而COD的最大去除率则可以达到80%左右。这样看来相关材料应用效果十分可观，整体操作成效也相对较好一些，实际使用质量也可以满足使用需求。但就目前相关研究情况而言，对于滤料在此部分内容中的应用效果差异还有待进一步进行研究和分析，从而更好地确定此类滤料实际应用的综合效果是否具备明显不同之处。由此可见，要对此类滤料在实际应用中的不同部分客观重视，明确在应用过程中关键节点及具体效果等各方面的差异，从而更好优化实际应用效果。

二、曝气生物滤池应用

曝气生物滤池是在水处理中比较常见的一类技术，但作为一种新兴技术，其前身是滴滤池，然而融合了快滤池形式，从而形成一个单元反应器内能够快速完成生物氧化和固液分离功能的一类过滤方法[2]。一般而言，此类滤池性能直接取决于滤料性能，滤料所起到的价值和意义相对较为明显。例如在实际操作过程中，滤料自身的表面积、密度和颗粒直径、强度、孔隙率、电荷、亲水性、粗糙度等，都会对相关操作效果带来一个较大的影响。由此可见，滤料性能决定生物膜长成比面积大小和表面附着生物膜多少，也决定了反应器中动力形态性能。一般在实际使用中，这部分使用的滤料可以分为上浮式填料，而这部分大多数都是轻质滤料，另外一部分则为沉没式填料，则主要为重质滤料。在各类材料应用的过程中，从最小流化速度、磨损率与比表面积等参数角度来考虑，轻质膨胀球形黏土更加适合用作曝气生物滤池填料，整体效果也相对较好，操作成效更为可观一些。而在操作过程中，与活性炭相比，轻质滤料整体的效果相对更好一些，也能达到活性炭进行操作的综合效果，处理水平相对较为相似，但成本方面有着较大的不同之处，此类滤料更加具备着较强的实际使用优势，使用性能、效果和能力等多方面更加可观一些，有助于提升此类滤池的实际过滤与处理的综合效果等各方面的情况，从而在保障各类处理效果、处理质量的同时，也可以将实际处理成本等各方面的情况进行不同程度的降低。

轻质滤料凭借着自身优良的性能得到了一个较为广泛的实际应用，而正因为是这样，也有诸多学术专业领域的研究开始侧重于此类材料的本质，通过一系列实验也可以明显的看得出来，轻质滤料自身比表面积更好的悬浮填料有着更好的有机物去除能力，整体效果相对更加可观一些[3]。通过以生活污水作为对象，进行实际使用的过程中，即便是在流速较快情况下轻质陶粒最终效果也相对较好，且曝气量明显较小，氧利用率相对更高一些。且在实际操作过程中，水头损失增加相对较为缓慢，一定时间内所需反冲洗次数也相对较小，节省了实际使用的经济成本和能源。由此可见，相关操作更加具备着较强的实际性，使用效果等方面值得肯定，性能相对更为优良一些，有助于提升此类滤池的实际使用价值，并且可以一定程度上降低使用成本，效果也相对可观。

三、流化床应用

流化床值得是在运动流体中悬浮大量的固体颗粒，从而令固体颗粒具备着流体某些表现特征，在此部分内相关填料可以像流体意义连续进出，负荷性相对较好一些，且传质效果较好，微生物活性较强[4]。在实际操作过程中，整体的流化床温度和浓度相对较为均匀，颗粒也可以充分混合，整体的操作效果和最终处理效果更加可观一些，凭借这样的特点得到了一个较为广泛的应用。而此部分内容传统操作过程中，都会应用焦炭、砂、陶瓷和矿渣等，这些材料虽然价格低廉，但在实际操作过程中机械强度较低，比表面积相对较小，而形状较为不规则，且容易出现老化，附着能力较低，表面较为光滑。这样一来，工作效果也会受到不同程度的不良影响，最终效果也相对较为局限，不会达到预期的实际使用效果。而使用轻质滤料则可以较好弥补这样的不足之处，提升操作效果。此类滤料在实际使用过程中，整体的比重与废水相对一致，而机械强度较高，表面积相对较大。通过此类材料应用之后，整体的氨氮去除率可以达到95%以上，整体的去除