火山岩生物滤料课件.ppt

火山岩生物滤料,天拓集团,集团简介,“天拓新能源科技发展有限公司”是一家注册资本达5000万元的大型股份制公司。公司目前拥有自主经营矿山两座，分别位于辽宁丹东与辽阳。其中丹东矿山已经正式投产，以生产火山岩生物滤料为主，年生产规模达30万吨。 矿山简介-请看视频,集团产业,一、水处理行业 工业废水处理 生活废水处理 二、建材行业 建筑外保温材料 建筑防火板 空心砖,集团产业,三、火山岩矿泉水 丰富的火山，得天独厚的资源水源地为辽宁丹东大川头火山深层水脉，并且经国家权威部门鉴定，泉水经火山岩天然净化一万多年，并在火山岩长期的作用下富含多种有益于人体健康的微量元素，水质天然甘甜，属国家珍贵天然矿泉水。 四、宝石 丰富的火山岩资源储量，能够确保所有产品的供给供应。主要产品除现有的火山岩浮石、黑耀石、石榴石、橄榄石、辉石、玄武岩等优质矿石外，还拥有于2001年在地质勘察时发现的钻石资源。这些产品在销往国内的同时还远销韩国、日本等国家。,火山岩生物滤料介绍,1、天然滤料，经过选矿、精加工与活化等一系列工艺加工而成。 2、主要成份为硅、铝、钙、钠、镁、钛、锰、铁、镍、钴和钼等几十种矿物质和微量元素，表观为不规则颗粒，颜色为黑褐色或灰褐色，多孔质轻，颗粒的粒径可根据不同要求生产。 3、主要用于处理市政污水、河湖环境水、可生化的有机工业废水、生活杂排水、微污染水源水、石油过滤等，也可在给水处理中取代石英砂、活性炭、无烟煤等用作过滤介质，同时还可对已经过污水处理厂二级处理工艺后的尾水做深度处理，其处理出水达回用水标准后可作中水回用。,火山岩生物滤料介绍,物理结构特点 1、外观形状：无尖粒状，对水流阻力小，不易堵塞，布水布气均匀；表面粗糙，挂膜速度快，反冲洗时微生物膜不易脱落。 2、多孔性：火山岩是天然蜂窝多孔，是菌胶团最佳的生长环境。 3、机械强度：经国家质检部门为5.08Mpa，实践证明可以耐得住不同强度的水力剪切作用，使用寿命远远长于其它滤料。 4、PH值为6.5左右，中性偏弱酸性,火山岩生物滤料介绍,化学结构特点 1、微生物化学稳定性：火山岩生物滤料抗腐蚀，具有惰性，在环境中不参与生物膜的生物化学反应。 2、表面电性与亲水性：火山岩生物滤料表面带有正电荷，有利于微生物固着生长，亲水性强，附着的生物膜量多且速度快。 3、对生物膜活性的影响方面：作为生物膜载体，火山岩生物滤料对所固定的微生物无害、无抑制性作用，实践证明不影响微生物的活性。 4、具有生物活性和离子交换能力，去除氨氮效果好,火山岩生物滤料介绍,水力学方面特点 1、空隙率：内外平均孔隙率在40%左右，对水的阻力小，同时与同类滤料相比，所需滤料量少，同样能达到预期过滤目标。 2、比表面积：比表面积大、开孔率高且惰性，有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物质及代谢产生的废物的传质过程。 3、滤料形状与水的流态：由于火山岩生物滤料是无尖粒状，且孔径大多数比陶粒要均匀，所以在使用时对水流的阻力小，节省能耗。,火山岩生物滤料介绍,火山岩生物滤料主要化学成份,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,1 试验装置和方法 1.1 装 置 试验滤柱为机玻璃柱，直径20 cm，总高度 310cm，填料层高度 180 cm。系统采用向上流方式运行，同时在底部曝气。BAF装置总共 2 套，分别装填陶粒滤料和沸石滤料。陶粒颗粒粒径 36mm，沸石颗粒粒径36 mm。 1.2 进水水质 试验进水为城市污水生物处理出水，其水质的主要特点是 COD 、NH3-N 含量比较高。 1.3 试验方法 将活性污泥导入滤柱，并加入营养液闷曝 4 d，然后挂膜培养。NH3-N去除率稳定时认为启动结束，进入稳定运行阶段。根据回用水水质标准，确定试验的主要去除目标是 COD 和NH3-N,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,结果与讨论 2.1未挂膜前的滤料颗粒表面 滤料表面的粗糙程度对微生物附着影响很大，为了更好地观察这2种滤料的表面状况，用扫描电镜分别在25倍和5 000倍条件下观察沸石颗粒和粘土陶粒这 2 种滤料，结果见图 1 和图 2。,火山岩,陶粒,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,结果与讨论 从图 1 中可以看到，沸石颗粒表面非常粗糙，布满了很多凹陷的小孔穴，直径在130 m。一般来说，球菌个体大小在 0.52 m，杆菌一般长 15m、宽 0.51 m，因此沸石表面这许许多多的孔穴非常适合细菌附着，并且增加了沸石的比表面积，可提高附着的微生物量，有利于提高NH3-N的去除率。 从图 2 可以看到，粘土陶粒表面非常粗糙，密密麻麻的分布有很多孔洞。但是这些孔洞大小不均，有的孔洞非常小，有的孔洞甚至直径达到 200 m 以上。细菌的生长主要依赖直径比较大的孔洞，微孔过多对细菌的生长作用不大，这些大小不均的孔洞也可以使微生物附着在上面生长。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,2.2启动性能比较-火山岩情况 沸石 BAF 启动挂膜过程中对 COD 的去除情况，进水水温在 2225 。 污水厂本身在进行调整，有时候会出现停水状况，所以进水 COD 不均匀，导致出水COD 也不是很均匀。在 40 d 的启动期间，进水COD 平均为 200.11 mgL-1 ，出水 COD 平均值为50.08 mgL-1，COD 平均去除率为 85%。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,2.2启动性能比较-火山岩情况 沸石对 NH3-N 的去除效果比较好。进水NH3-N的平均质量浓度为 33.75 mgL-1，出水NH3-N平均为 2.62 mgL-1，平均去除率高达92.3%。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,2.2启动性能比较-陶粒情况 启动开始，BAF 对 COD 的去除率就不是很高，整个过程平均 COD 去除率为73%，去除效果依赖于进水 COD 的变化，但其出水的 COD 呈现持续下降的趋势。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,2.2启动性能比较-陶粒情况 陶粒对 NH3-N 的去除效果也比较好。进水NH3-N的平均质量浓度为 平均去除率达87.3%。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,比 较 在沸石 BAF 试验中，沸石对 NH3-N 有较大的交换吸附量，因此沸石BAF 启动开始时出水NH3-N 含量就保持在一个较低的水平；启动期间，出水 NH3-N 的质量浓度平均为 2.62 mgL-1，最高为7.54 mgL-1，所以，采用沸石作为滤料填料，在离子交换吸附和生物膜硝化的共同作用下，出水 NH3-N含量会一直保持在比较低的水平。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,比 较 陶粒对 NH3-N没有选择性吸附能力，对 NH3-N 的去处完全是通过滤料表面所附着生长的生物膜来完成，所以在启动挂膜过程中，初期生物膜还没有长成，出水NH3-N含量会很高，随着生物膜的逐渐生长，出水 NH3-N含量才会逐渐降低。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,硝化性能比较 从表 可以看出，沸石颗粒和粘土陶粒的硝化能力差异不大，都对 NH3-N有良好的去除效果,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,出水水质稳定性比较 沸石 BAF 和陶粒 BAF 均有很好的稳定性。因为沸石的离子交换吸附作用，当进水中 NH3-N含量较高时，沸石可以富集 NH3-N；当进水 NH3-N含量降低时，NH3-N从沸石中解析出来，被其它滤料上的硝化细菌通过硝化作用而去除。因此沸石 BAF 有很好的抗冲击负荷的能力，能够保证处理过程中出水的稳定性。而陶粒滤料上附着的大量的微生物也保证了当受到冲击负荷时出水的稳定性。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,反冲洗比较 从表 5 可以看出，沸石 BAF 的反冲周期相对比较短，这主要是因为沸石滤料粒径比较小，比较容易截流水中的SS 等悬浮杂质。另外，粘土陶粒的堆积密度比较小，质轻，反冲洗所需要的水量较小,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,投资成本分析 天然沸石在我国分布广泛、储量巨大、品质优良、价格便宜。目前粘土陶粒的价格往往都在 1 000-1700元/立方，而天然沸石的价格在 700-1500 元/立方，远远低于粘土陶粒的价格。从工艺上来说，沸石和陶粒作为 BAF 的滤料都可以达到良好的处理效果。 以建造 1 个中水回用 4万吨/天的 BAF 为例，所需要的填为 3000立方米。如果选择陶粒滤料，按陶粒价格 1 000 元/立方 计算，所需要的填料的初期成本为 300 万元；而如果选择沸石滤料，按照沸石价格 700元/立方计算，所需填料的初期成本为 210万元。可以看到，如果采用沸石填料，在填料方面的初期投资成本就可以降低很多。,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,结论 结果表明，2 种滤料 BAF 均可以有效地去除有机物和 NH3-N。在气水体积比 3:1、水力负荷为 1 m3m-2h-1，温度分别为 2025 和 1519 情况下，沸石 BAF 和陶粒 BAF 对 COD 去除率分别为 85%和 73%，出水 COD 分别为50.08 和 60.11 mgL-1；NH3-N 去除率分别为 92.3%和87.3%。 沸石BAF和陶粒BAF在同样条件下处理污水厂沸石滤料和陶粒滤料比陶粒滤料处理效果更优、投资成本更低，火山岩生物滤料是今后水处理厂曝气滤池工艺生物填料的趋势,火山岩生物滤料与陶粒滤料的对比研究,实际应用总结-生活污水 1、滤料板结情况 在采用火山岩滤料的的污水处理厂中，如四川西昌市琼海污水处理厂、四川自贡贡井污水和大连马栏河污水处理厂运行一直正常，没有板结现象发生 采用陶粒滤料的四川眉山市污水处理厂、广东江门污水处理厂则时有滤料板结现象发生，到现在为止，四川某4万m3/天的污水处理厂还在被滤料板结的问题所困绕。 2、火山岩强度分析 从大连马栏河污水厂运行10年的经验来看，火山岩滤料还没有因滤料的强度问题补充过滤料，从四川部分已经运行的污水处理厂的情况也是如此，火山岩强度之所以能够满足BAF的运行要求，经过分析研究，我们认为：在实验条件下的“磨损率”是通过机械的方法使滤料在自然条件下相互直接摩擦实现的，其磨损率自然要高。而在BAF运行过程中，滤料浸泡在水中处于分散状态并且在有生物膜的包裹，滤料相互之间直接磨损几率小，磨损率自然也低。,天拓火山岩生物滤料介绍,物理性能测试平均参数,天拓火山岩生物滤料工业废水实验数据,实际应用总结-工业废水 3、杭州-氨纶废水采用（天拓）火山岩试验效果数据 氨纶高浓度原水三项数据： COD 18000mg/L，氨氮 800mg/L，浊度600 经火山岩处理后三项数据： COD 200mg/L，氨氮20mg/L，浊度8 经生化处理后氨纶低度原水氨氮数据： 氨氮35mg/L 经火山岩处理后氨氮数据： 氨氮5.4mg/L,国产火山岩和进口火山岩的对比研究,国产火山岩和进口火山岩的对比研究,国产火山岩和进口火山岩的对比研究,结论 通过两种滤料性能比较，国产火山岩滤料对滤 池处理效能发挥作用更大； 从滤料经济成本考虑，廉价的国产火山岩滤料可节省投资，降低成本，因此，选择滤料可以兼顾价