隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,們在生產(chǎn)和生活活動過程中產(chǎn)生了大量的污水,且污水成分更加復雜,而針對水環(huán)境的污染現(xiàn)狀,執(zhí)行的污水排放標準更加嚴格,研發(fā)高效低耗、密集緊湊型的污水處理工藝和設備,使污水處理滿足排放標準或回用標準成為目前水處理領域研究的熱點。在新型填料不斷研發(fā)、處理設備不斷改進的基礎上逐漸得以廣泛發(fā)展和應用。其中填料是污水處理系統(tǒng)的重要構成部分, 直接影響污水處理的效果, 而填料的費用在一定程度上增加了污水處理的投資成本,因此,應權衡不同的處理目標和投資預算去選擇合適的填料。
填料在生物膜反應器中的作用主要分為:?①提供微生物附著生長的載體表面,在載體表面形成生物膜,微生物在吸附降解污染物的同時自身得到增殖、生物膜得到生長和更新;②促使污水在填料空隙間曲折流動再分布,起到紊動水流、均化水質(zhì)的作用,同時創(chuàng)造了良好的水力條件,加快生物膜與污染物、溶解氧間的傳質(zhì)速度;③填料還對水中懸浮物有一定的吸附攔截作用,降低出水中的懸浮物濃度。填料的屬性如材質(zhì)、形狀、比表面積、表面潤濕性、生物親和性等影響其在生物膜反應器中的效能,一般認為良好的填料具有下列特性:?①較大的比表面積,以提供充分的掛膜面積和相接觸面積;?②填料表面有足夠的粗糙度、較好的潤濕性及生物活性,易于微生物掛膜生長;?③有較大的空隙率,空隙率大則流體穿透阻力小、壓降小、能耗低;?④質(zhì)量輕,且有一定的機械強度和生物穩(wěn)定性;⑤材料易得,價格便宜且方便運輸和安裝。實際上,很少有一種填料能同時具備上述所有特性, 通常總是根據(jù)工藝設計去選擇較為合適的載體填料。
一般來說,生物濾池以污水在自然界中的土壤自凈原理為依據(jù)并由此發(fā)展成最早的生物膜法污水處理工藝。早期使用較多的濾料是花崗石、安山巖、閃綠石等較硬的巖石制成的碎石, 以及無煙煤或爐渣等無機粒狀濾料;隨后出現(xiàn)了高負荷生物濾池,此時廣泛應用的石英石等無機狀粒濾料。而近些年隨著填料技術研發(fā)技術的不斷提高,當前水處理中較為常見的包括有沸石、陶粒、活性炭、石英砂等填料。
目前根據(jù)相關實驗研究對比,沸石作為水處理填料在除氯、除氨氮、除金屬離子、殺菌抑藻方面效果最佳。并且由于我國沸石儲量最大,且成本相對較低,因此作為水處理填料有著較好的發(fā)展前景,且可用于各類水處理應用。遠期來看甚至可取代當前水處理技術,大大降低了水處理費用。但是值得注意的是,在實際的水處理過程中,還應該綜合考慮各填料吸附能力及其性質(zhì)的差異,進行不同填料組合方式的優(yōu)化配比。