污水处理反应填料和载体的应用现状及发展前景(提纲)

1、.污水深度处理反应填料与载体的应用现状与产业化发展前景序言近年来，随着城市化进程的加快和国民经济的高速发展，人口规模和人口密度以超常规速度增加，城市污水量大幅增加，水环境污染和水资源匮乏越来越严重。 研究开发适合我国国情的简易、高效、低消耗污水处理新技术，是解决我国目前面临的水环境污染和水资源匮乏问题的有效方法。生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池法之间的生物处理技术，兼具两者的优点，可以说是具有活性污泥法特征的生物膜法，具有高处理效率，广泛应用于水处理领域。 填料是生物接触氧化法技术的核心，直接决定着工艺的处理效果和投资效益。本文旨在对污水处理反应填充剂和载体的发展状况、应用现状和技术前

2、景进行初步探讨。1 .我国污水处理反应填料和载体技术的发展概况和应用现状生物接触氧化法、塔式生物滤池及生物流态化床技术是在古典生物滤池墓的基础上化学基发展的新型生物膜法.随着新型合成材料的大量生产，国内外学者对生物接触氧化池塔式生物滤池和生物流态化床的配置及生物载体填充剂进行了多方面研究，并取得了新进展。 特别是近十三年五载，生物载体填料的研究与开发十分活跃，在国内，软纤维填料、半软填料、屏蔽纤维填料、对接填料等相继研究与开发成功，从根本上解决了细菌生物膜堵塞的问题，新型细菌生物膜法废水处理技术迅速普及。 目前常见的污水处理反应填料如下1.1蜂蜜抢先版填料蜂窝抢先版填料一般由超薄型轻质玻璃钢和

3、各种薄型塑料瓶构成，安装时直接堆积在通气系统上。 比表面积为133-360m2/m3，孔隙率高，质量轻，强度大，应用时沉积高度达4-5m，表面光滑，老化生物膜被循环水流和气流冲走脱落。 但在实际应用中，由于填料横向不平滑，布的空气不均匀，容易堵塞，特别不适合高浓度废水处理，成本高，运输困难。1.2软填料软填料一般是用尼龙、尼龙、聚酯类化合物等化纤编织成束，用中心绳连接而成，相对于蜂蜜抢先版填料，空隙率有偏差，因此要避免堵塞。 软填料具有巨大的理论比表面积，微生物附着性好，易挂膜，廉价，加工方便。 但是，使用有会儿时，会发生纤维束捆扎的现象，不仅有效比表面积降低，而且在捆扎中心部会产生厌氧，对细

4、菌生物膜的使用性能有很大影响。 软填料的寿命一般较短。1.3半软填料半柔性填料由改性聚乙烯管塑料填料单位组成，由于具有刚性填料的刚性和柔性填料的柔软性，因此具有特殊的水力性能。 水流通过时发生明显的湍流流态，遗传效率高。 但比表面积小，细菌生物膜量少，表面光滑的挂膜困难，细菌生物膜易剥落，不能广泛用于生物接触氧化法。1.4填料组合组合填料是塑料半柔性填料和纤维半柔性填料的组合，内投射了半柔性填料的优点，中间半柔性部分支撑了周围的半柔性纤维束，其制造成本、理论比表面积均介于半柔性填料和半柔性填料之间，使用效果优于半柔性填料和半柔性填料。1.5弹性立体填料弹性立体填充剂由聚烯烃塑料加强亲水性、稳定

5、性、吸附性加工而成的弹性单丝组成，有毛刺、波纹，易挂膜，生质能源多，氧迁移速度高，价格便宜。 但是，弹性立体填充剂的安装复杂，而且更换有孔堵塞的曝气设备，很难弄清楚堵塞，中心绳索有团结现象，对布、布、水均匀性要求高，比表面积小(20-30 m2/m3 )。 弹性立体填料是现在使用很多的东西。1.6载体生物陶粒生物陶粒是以粘土为主要生产原料，配合一定比例的粘合剂、造孔剂、无机骨料，通过配料、搪瓷造粒造球、高温烧成、筛分等一系列工艺加工而成的类球粒状材料。 其主要成分为甲胺硅酸盐，呈深褐色或灰色，颗粒粒径可按要求生产。 高效的挂膜轻质陶粒在物理微观结构方面表现为粗糙的微孔，这些个的特点特别适合微生

6、物在其表面生长、繁衍生息高效的挂膜生物陶粒。 但由于已建污水处理厂和水头的限制，池形构筑物的重建、泵站的提高和BAF技术的运行都很麻烦，污水处理厂的投标改造受到一定条件的限制。 载体生物陶粒在实际工程运用中需要每年增加10-20%的消耗，营运成本提高。 图1载体生物陶粒1.7悬浮填充剂1.7.1悬浮填充剂的应用现阶段国内悬浮填料主要用于目前污水处理工艺的升级改造。 所用填料规格为直径20-150mm，形状分类主要分为球形和圆柱形两种。 填料的比表面积为每立方50 -500m2。 国内采用悬浮填料改造达到a级工程无锡芦村污水处理厂日处理规模为1.0万吨，青岛团岛污水处理厂日处理1.0万吨烟台湾污

7、水处理厂日处理5万吨青岛柳村河污水处理厂日处理1.5万吨保定营地污水处理厂日处理1.6万吨由于填料的结构不同，除去阿摩尼亚性氮、总氮的运转所需的运转条件各不相同。 其中较好的填料结构可实现低碳源时的同步硝化反硝化，一些填料结构形式需要通过外包碳源获得较好的反硝化效果。 由于已经建成的污水处理厂池型结构形式不同，在运行中填料的规格形式也有不同的要求，道路推进式池型在希望选择5.0为50-150mm的悬浮填料的道路上增加了网格、网格段，在部分道路段上悬浮填料保持均匀对于酸化槽等循环式池型，将选择20-40mm的浮游填充剂，通过增加水栅的出出进进量，保证浮游填充剂在道路上良好循环。 悬浮填料的投入比

8、例由水质水量和工艺运转状况决定，有效池容积的30-50%填充率一般进行选择。 也就是说，根据当地污水处理厂的实际运行效果，决定填充材料的规格型号和填充率。1.7.2悬浮填充剂的分类(一)国外引进的悬浮填料；悬浮载体用于MBBR，工艺原理通过在反应器中投入一定量，提高反应器中的生物量和生物种类，提高反应器的处理效率。 由于填料的密度接近水，曝气时与水完全混合，微生物生长的环境为气液固三相。 载体在水中的碰撞和剪切作用使气泡更加细小，提高了氧利用率。 由于各载体内外有不同的生物种类，内部有厌氧菌或兼氧菌生长，外部为嗜养菌，故各载体均为微反应器，使硝化和反硝化反应存在于云同步，提高了处理效果。MBB

9、R工艺兼具传统的流态化床和生物接触氧化法优点，是一种新型高效的污水处理方法，通过曝气槽内曝气与水流上升作用使载体流化态，进而形成浮游生长的活性污泥与附着生长的生物膜，使移动床生物膜利用整个反应器空间，发挥附着相和浮游相生物的优势与以往的填料不同，悬浮填料能够与污水频繁接触，因此被称为“移动生物膜”。 其典型产品如图2所示。但是，国外引进的悬浮填充剂价格昂贵，一般的中小型污水厂无法承受。 另外，由于填料孔径小，在处理污水，特别是含有工业网污水的生活污水时，毛纤维容易堵塞填料，填料沉入底部，影响处理效果。 国内外许多工程实力证明，为了在污水处理中达到全氮的去除效果，需要在该填充剂中加入碳源。 图2

10、向国外导入悬浮填充剂(2)国内有悬浮填充剂悬浮填料的表面经过特殊处理，增加了其表面的粗糙度和亲水性，克服了挂膜比较容易，一般塑料填料表面光滑挂膜困难的弊端。 产品耐磨，极限拉伸强度高，使用寿命长。填料的比表面积为100/m3，是弹性丝状填料4倍的生物膜成熟后，可以形成厚度为28mm的生物膜，而且生物膜生长状况良好，膜上微生物种类丰富，活性高，处理效果显着提高。图3国内有悬浮填充剂该填料在曝气池中呈流化态，碰撞频繁，大大提高了生物处理三要素间的遗传效率。 传统的生物载体填料和挂膜容易，脱膜困难，或者脱膜容易，挂膜困难，工艺不稳定。 悬浮填料经过特殊的表面粗化处理，挂膜比较容易。 没有必要设置排泥

11、系统。(3)国内新开发的云同步反硝化素悬浊填充剂新一代齿轮式流动生物载体填料具有生物量大、比表面积大、生物膜分布更合理、年轻动植物不易附着、不易破碎、运行管理简单、寿命长的特点。填充物结构独特，比表面积大，挂膜方便，一般投入12周后，填充物表面可形成厚度315mm的生物膜，且生物膜生长状况良好，膜上微生物种类丰富，活性高，容积负荷显着提高。 填料内外角的受气水冲击强度不同，形成不同厚度的生物膜，生物膜厚度的变化对膜内的好氧、缺氧和厌氧产生了不同的划分，在低碳源条件下，该填料可满足同步硝化、反硝化的要求，反硝化效果很好，这已得到许多工程实例的证明。 由于1立方填充剂可以生长9-10公里的细菌生物

12、膜，因此通过投入不同比例的填充剂，可以将污泥浓度提高到6000-10000 mg/L。填料在曝气池中呈流化态，碰撞频繁，大大提高了生物处理三要素(微生物、溶解氧、有机污染物)间的传递效率. 填料经过特殊的表面粗糙化处理和结构形式，挂膜比较容易。 由于特殊的比重结构，生物膜可随水流连续通过曝气区和非曝气区，交替完成生物膜的生长和脱落过程，保证了生物膜的稳定性和活性，保证了工艺的稳定运行。 填料在水中处于流化态，气泡在上升过程中被截断，改变气泡的上升途径和速度，使填料表面的微生物和水中的空气能够接触一盏茶，提高了氧的利用率，节约了能源消费。填充剂可直接投入生物反应池，无需安装填充剂支架。 更换填充

13、剂时，可以停止曝气，填充剂浮在表面，可以用网袋捞取，避免了更换其他种类的填充剂时排出生物氧化池的麻烦。 工程运用实例与活性污泥法相比，由于有较长的泥龄，因此能够大幅降低污泥产量，降低污泥的处理成本。三国内新研制的同步反硝化素悬浮填充剂(四)其他类型的漂浮填料除了上述几种市场上常见的填充剂外，还有用特殊技术加工的填充剂。 陶红等人以13X分子筛为基本原料，以三碱式氯化铝和硅酸铝为粘合剂，聚乙烯醇粉末和可溶性淀粉为增孔剂，硅藻泥为优选剂，在100110下干燥后，在260300下烧结，制成直径为11.5cm的球形悬浮填充剂，该悬浮填充剂对生物膜的生长非常有用汪晓军等人在普通塑料中添加水溶性高分子物，

14、改善亲水性，制造了亲水性塑料悬浮填充剂。 陈月芳等人将传统的悬浮填充剂和沸石有机组合制备了一种新的沸石组合填充剂，该填充剂的比表面积是普通填充剂的23倍，而且容易挂膜。 田刚等人提出了以密度为0.951.05g/cm3的非织造布为材料，用热熔法加固成圆、正多边形或圆筒状制成的新填料。2、我国污水处理反应填充剂和载体技术与国际先进水平的差距、存在的主要问题及其解决途径近十年来，悬浮填料细菌生物膜技术发展迅速，在生活污水、工业废水、微污染源水等处理领域几乎没有悬浮填料的身影，可以说所有的污水生物处理技术都可以引入悬浮填料。 悬浮填料的应用越来越广泛。悬浮填充剂目前存在的主要问题是挂膜问题。 挂膜难

15、还是挂膜不牢固是一个非常难解决的问题，这主要是由于国内市场的漂浮填充剂主要由聚乙烯管、聚甲基乙烯等材料制成，这两种材质的表面有电负性的倾向，但由于微生物表面通常带负电，因此填充剂表面不利于微生物附着。此外，目前市场上内置型填料存在膜堵塞问题，填料膜堵塞降低了生物膜的活性，影响了整个系统的处理效率。再次，价格问题仍然是影响浮游填料应用的主要因素，特别是性能好的填料产品，价格昂贵，在一般中小型污水处理厂无法承受。 因此，开发产品符合性价比的填料是推动悬浮填料技术的关键。最后，由于悬浮填料的广阔市场前景，悬浮填料的开发一直很活跃，各种新型悬浮填料应运而生。 为了规范漂浮填料产品市场的有序发展，国家于

16、2006年公布了漂浮填料产品的技术标准，规定了产品的定义、命名、分类及一些物理特性。 但是，由于没有悬浮填料制品性能的重要技术指标，例如表面膜性能的直接技术规定，填料的选择缺乏技术指导，目前迫切需要一种能够测定填料生物性能的评价指标和快速的测定方法。3、国内外污水处理反应填料和载体技术发展趋势未来悬浮填料的开发和填料技术的发展主要集中在以下方面(1)关于填料的研究。 现在使用的填料强度低，容易磨损，需要频繁更换。 今后，应该开发更廉价、寿命更长、更容易涂抹薄膜的材质来制作填充剂。 此外，填料的化学性质、生物膜的脱落反应历程等方面，也必须对填料设计不同的结构区域，使其适应不同的微生物群的生长，实

17、现硝化反硝化的高效运行进行更深入的研究。(2)减少电功耗。 填充剂的完全流动需要增加曝气量，因此必须对填充剂的最佳配合率、气水比等进行试验性优化，尽量满足使用要求时，对辅助装置进行优化，以减少云同步的动力费用投入。(3)悬浮填料生物系统生物区系丰富，生物量大，在实际工艺中应多采用其他工艺，实现最佳组合，达到最佳处理效果。(4)反应动力学的研究。 悬浮填料兼具生物膜和悬浮生物的特点，必须通过小、中、大等多种试验收集数据测定动力学常数，建立动力学公式，为系统的设计运行提供依据。(5)形成生物系统规模化生产能力。 经城市污水处理厂大规模升级改造研制的全新产品和技术应用污水处理总规模达到400万m3/d。4 .我国污水处理反应填充剂和载体技术中的优势技术我国在一些高等院校、科研机构和企业的积极努力下，在污水处理反应填充剂和载体领域也取得了很大的成就。1991年，北京牌市环境保护科学研究院田刚发明了用于生物流态化床处理废水的新生物载体专利。 上世纪9.0年代中期，北京牌粉磨机环境技术发展公司研制的SNP悬浮生物载体是典型的悬浮生物载体。 这种独特的立体结构，使尤针织面料的生物载体具有好氧、缺氧和厌氧三种微环境，除了可以进行有机物的好氧分解、氮化物的硝化、磷的吸收外，还可以进行厌氧水解作用、氧化、反硝化以及磷的释