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            專題報道
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            填料的發展

            生物濾池是以土壤自凈原理為依據,在污水灌溉的實踐基礎上,經較原始的間歇砂濾池 和接觸濾池而發展起來的人工生物處理技術,已有百余年的發展史。
             
            1893年在英國試行將污水在粗濾料上噴灑進行凈化的試驗,取得良好的效果。1的0年 以后,這種工藝得到公認,命名為生物過濾法,處理構筑物則稱為生物濾池,開始用于污水 處理實踐,并迅速地在歐洲一些國家得到應用。
             
            在19世紀末和20世紀初,韋林(Waring),迪特(Ditter)等人就以碎石、爐渣為填 料進行了生物接觸氧化法的試驗。其后德國的韋加德(Wejgnad)以燒結渣為填料發明了 旋轉生物接觸器r卻世紀20年代,德國的貝奇(Bach)和美國的布斯維爾(Buswell)又 對生物接觸氧化法進行了應用試驗,得出BOD去除率高為69%,低的只有28%,效果非 常不理想。
             
            到20世紀50年代以前,生產中采用的生物膜法處理構筑物仍是以碎石為填料。碎石比 表面積小,占地面極大,衛生狀況也不好。由于早期生物填料存在的這種缺陷,使生物膜法 處理廢水的技術未能進一步推廣應用,逐漸被活性污泥法所代替。20世紀50年代,在原民 主德國有人按化學工業中的填料塔方式,建造了直徑與高度比為(1 : 6>?(1 : 8),高度 達8?24m的塔式生物濾池,通風暢行,凈化功能良好。這種填料塔的問世,使占地大的問 題,進一步得到解決。
             
            鉍世紀60年代初,由于新型合成填料的出現,給生物膜法的應用帶來了轉機。許 多新型生物膜反應器如塔式生物濾池、生物接觸氧化池、流動床生物膜反應器、復合式生物 反應器和生物流化床等先后問世,大大促進了各種填料的開發和應用,這充分體現了生物膜 法在水處理工藝中的優勢,促進了生物膜法在水處理技術中的應用。
             
            之后隨著塑料工業的發展,許多高效率塑料填料在接觸氧化工藝中逐漸被開發利用, 典型的是由玻璃鋼或塑料制成的波狀板或蜂窩狀硬性填料,其中以蜂窩填料具代表性。該 種填料由日本的小島貞男先研制,并首先在受污染原水處理中應用。蜂窩填料具有材料耗 費較小、孔隙率大等特點,在水處理行業得到應用。但在長期的污水處理使用過程中, 蜂窩填料逐漸暴露出許多弊端:比表面積較小、生物膜量少;填料表面光滑,不易掛膜;水 和氣在填料內橫向不能流通,造成布氣布水不均;易堵塞等。
             
            20世紀80年代開始出現的由尼龍、滌綸、維綸、腈綸等化纖編結成束,并用中心繩連 接成纖維束狀的軟性填料,克服了蜂窩填料的不足。組成填料的纖維絲具有很大的比表面 積,相對容易掛膜;軟性填料之間的空隙可以隨水和氣的流動而變化,避免了堵塞現象;物 理化學性能穩定,加工運輸方便,造價低。上海石化總廠滌綸廠采用裝有這種軟性填料的接 觸氧化工藝處理污水,容積負荷達到3, 28kg CODCr/m3, <^©&去除率為80條,BOD去除 率為80%?90%。但軟性填料在長時間使用后纖維束易于結塊,不僅降低填料的實際使用
             
            面積,而且在結塊區的中心易形成厭氧空間,影響處理效果。
             
            針對軟性填料的不足,北京紡織科學研究院開發研制了半軟性填料,半軟性填料的材質 通常為變性聚乙烯、聚氯乙烯等耐酸、耐堿性能較好的有機塑料,它由填料單片、塑料套管 和中心繩三部分組成。針刺狀向外放射的圓形單片是半軟性填料的主體,各單片以固定片距 穿套在中心繩上,半軟性填料優點較多:比表面積大(可達130m/m),為微生物的生長提 供了充足的空間;孔隙率高(大于96%),流阻??;耐腐蝕、不易堵塞、便于安裝。正常運 行表明,相同條件下半軟性填料比軟性纖維填料可提高CODCr去除率達左右。此外, 半軟性填料還具有節能、降低運行費用等優點,目前應用較為。
             
            但是,由于半軟性填料的表面積不如軟性填料,又開發了將兩者組合的填料,即中間為 半軟性,邊緣為軟性纖維絲的組合填料=經過30多年的研究開發,目前用于污處理的生 物填料除半軟性填料、組合填料外品種繁多,如彈性立體填料、懸浮型填料等。
             
            綜上所述,生物膜工藝的演變過程,實際上是一個填料特性不斷完善的過程。從開始的 砂石等天然填料發展到目前人工合成材料填料,人們不斷完善了生物膜法廢水處理技術,并 使其優點進一步得到發揮。隨著生物膜法應用范圍的不斷擴大,外水處理工作者不斷研 制、開發、生產和應用各種填料,為豐富填料類別、促進填料技術的發展方面做了大量工 作。據估計我國每年需要消耗的填料已達(15?20)乂104013,隨著我國經濟的持續高速發 展和對環保事業的日益重視,各種新型填料在廢水生物膜處理工藝中必將發揮更加的 應用。

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