立體網(wǎng)狀填料的特性與應(yīng)用
鄔象牟
（中煤國(guó)際工程集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院）
- 摘 要：填料是污水處理工藝中常用的生物膜載體，其性能好壞直接關(guān)系到污水處理的效果與成本，本文
- 著重介紹了整體安裝型立體網(wǎng)狀填料的性能，并與其它型填料進(jìn)行比較，列出了試驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，供
- 使用中參考。
-
- 關(guān)鍵詞：立體網(wǎng)狀填料；特性；應(yīng)用
1 概 述
在活性污泥法污水處理中，最大的問(wèn)題是具有良好沉降性的活性污泥之維護(hù)管理問(wèn)題。為了使池內(nèi)水中活性污泥的濃度>2100mg/L以上，大多數(shù)污水處理工藝中都選擇污泥回流方式，回流量為50％～100％，此種方式無(wú)疑都消耗了很大能量。盡管如此，活性污泥的膨脹和流失仍時(shí)有發(fā)生，污泥隨水排出，從而導(dǎo)致處理水質(zhì)惡化。為了解決這一問(wèn)題，長(zhǎng)久以來(lái)人們就試圖把液體中的浮游微生物(活性污泥)固定下來(lái)，固定載體(填料)隨著時(shí)代的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步也在不停地改進(jìn)。從載體的結(jié)構(gòu)特征以及演變過(guò)程，可以分成以下幾類(lèi)：
1.1 固定型填料
這是最早期的載體，在被處理的水體中載體處于固定不動(dòng)狀態(tài)。例如樹(shù)枝、竹條、卵石、爐渣、重質(zhì)陶粒等。有的由于堆積密度大，孔隙率小，易堵塞，清洗不便；有的比表面積小，掛膜量少。此種填料目前用量不多，僅在特殊的生物濾池中尚有使用。
1.2 懸浮型填料
為了使載體的堆積密度小，比表面積大，易于清理，開(kāi)發(fā)出了在被處理的水體中處于懸浮、流化狀態(tài)的填料，以球形和短柱形居多。例如：多面球、齒面球、絲狀球、桑德球、泡沫球、輕質(zhì)陶粒、鮑爾環(huán)等等。這些填料的共同優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比表面積大，填充率一般為70％左右。懸浮球在水中上下左右滾動(dòng)，不易堵塞，能使氣、水和生物膜得到充分的混滲接觸交換，且使生物膜有良好的新陳代謝和不粘連、不結(jié)團(tuán)。但在運(yùn)行中最大的缺點(diǎn)是懸浮球被空氣吹浮的過(guò)程中往往擠成一堆，很難作到填料在池中均勻地懸浮。這樣池內(nèi)形成了許多死角，造成厭氧狀態(tài)，生物膜變黑，不利于污水的硝化反應(yīng)。設(shè)計(jì)中想用繩網(wǎng)將池分成小格，限制懸浮球亂跑，但實(shí)際應(yīng)用中繩網(wǎng)安裝制作均有困難，尚未見(jiàn)到成功范例。
1.3 懸掛型填料
指安裝時(shí)把填料兩端分別拴扎在各種類(lèi)型支架上使用的填料，例如軟性填料、半軟性填料、組合填料、彈性立體填料、自由擺動(dòng)填料等。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、比表面積大，不易堵塞，耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，幾乎占領(lǐng)了目前絕大部分的污水生物處理填料市場(chǎng)。但是這些填料最大的問(wèn)題是填料支架的腐蝕倒塌、填料中心繩的互撓斷裂以及無(wú)法入池維修造成填料報(bào)廢。市場(chǎng)上出售的產(chǎn)品如半軟性填料的模片厚度，由最初的2mm改為現(xiàn)在的0.34mm，強(qiáng)度很弱，掛膜后彎曲下垂。中心繩在掛膜后彈性伸長(zhǎng)，使得串片在鼓風(fēng)吹動(dòng)下擺動(dòng)且纏繞在一起。原生產(chǎn)配套的鋼支架、塑鋼支架由于價(jià)位高，許多廠商改成一根鋼筋或一根尼龍繩拉拽，一旦掛膜后，中心繩的撓曲更大，更促進(jìn)了串片的纏繞直到斷繩。
1.4 整體型填料
指填料已加工成足夠大的棱柱體，安裝和檢修時(shí)只需整體放入或取出的填料。這一類(lèi)有蜂窩斜管、蜂窩直管、波紋板、立體網(wǎng)狀填料等。其共同的優(yōu)點(diǎn)是比表面積大，安裝檢修方便，不易堵塞，使用壽命長(zhǎng)等。對(duì)于斜管、斜板等由于其表面光滑，生物膜易脫落，不易坐床，因此使用很少，多作為給水沉淀或循環(huán)水冷卻降溫用。而立體網(wǎng)狀填料由于其特殊的結(jié)構(gòu)，它的生物膜附著量特別大，且無(wú)短路區(qū)，是處理效果極佳的整體型填料。
2 立體網(wǎng)狀填料的特性
2.1 結(jié)構(gòu)特征
立體網(wǎng)狀填料材質(zhì)以聚丙烯高分子聚合物為主，并添加疏水性、親水性、阻燃性、耐熱性、抗凍性、抗老化性等不同助劑，以適應(yīng)各種性質(zhì)的污水和不同處理工藝的要求。填料的結(jié)構(gòu)是將合成樹(shù)脂加熱溶融后，由噴絲頭噴出，使絲條在不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中重疊堆積，并將其相互交接點(diǎn)在冷卻時(shí)融接成整體型立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于聚丙烯類(lèi)合成樹(shù)脂質(zhì)量輕，且具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，在水中不會(huì)變形。又因其不含可塑劑，故在水中不會(huì)分解或溶出有害物質(zhì)。填料的形狀可為棱柱體、圓柱體或扁平體，視不同需求而定。
2.2 物理特征
根據(jù)纖維密度不同，填料孔隙率為95%～98％，纖維絲徑Ф0.8mm～Ф1.5mm，纖維密度0.9～0.92g/cm3。填料容重隨形狀和空隙率不同而異，一般為9～20kg/m3。填料抗壓強(qiáng)度較高，在水處理?xiàng)l件下一般不會(huì)變形，最大載荷400kg/m2條件下壓縮變形不超過(guò)8％，且為彈性變形。適應(yīng)溫度范圍為5℃～40℃，若溫度在0℃以下時(shí)，填料硬度較大變脆，抗沖擊性能差，必須加入特殊的添加劑，因此一般不用于冷凍水處理中。
2.3 生物處理特征
(1)填料掛膜量：立體網(wǎng)狀填料的結(jié)構(gòu)為一種絲條多重交插的螺旋結(jié)構(gòu)，污水在填料中呈三維流動(dòng)狀態(tài)，它必然成為最適宜微生物附著繁衍的溫床。根據(jù)清華大學(xué)水污染控制實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)水資源與環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室以及工程使用后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，填料的掛膜量為：
點(diǎn)擊排行