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陶粒濾料和火山巖濾料哪個效果更好？
更新時間：2016-12-30 13:10 來源:龍達水處理 點擊數(shù)：
陶粒濾料和火山巖濾料哪個效果更好？
火山巖濾料為天然濾料，經(jīng)過人工燒結破碎、篩選而成。陶粒濾料一般又分頁巖陶粒和粘土陶粒，是以煤粉和粘土加少量造孔劑經(jīng)過高溫燒結而成。作為BAF的生物載體，濾料的選擇關系到生物濾池能否高效運行和甚至成功運行的關鍵。
就火山巖濾料和陶粒濾料而言，在我們設計的工程中都有采用，就其比較，通過目前已經(jīng)運行的十余座污水處理廠的綜合情況來看，以火山巖濾料為好，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在抗板結能力和孔隙率大兩個方面：濾料的板結少由于BAF濾料板結帶來諸多的嚴重問題，在運行過程的濾料板結現(xiàn)象已經(jīng)成為部分污水廠運營者感為頭痛的問題，也是BAF設計過程中要注意的主要問題之一�！ �
根據(jù)現(xiàn)在的使用經(jīng)驗看來，火山巖濾料和陶粒濾料在使用過程中抗板結的能力方面是有差異的。在采用火山巖濾料的的污水處理廠中，如四川西昌市瓊海污水處理廠、四川自貢貢井污水和大連馬欄河污水處理廠運行一直正常，沒有板結現(xiàn)象發(fā)生，而采用陶粒濾料的四川眉山市污水處理廠、廣東江門污水處理廠則時有濾料板結現(xiàn)象發(fā)生，到現(xiàn)在為止，四川某4萬m3/天的污水處理廠還在被濾料板結的問題所困繞�！ �
在如何防止濾料板結的問題上，在開始的工程設計中我們也傾向于采用規(guī)則的陶粒(主要考慮的是火山巖不規(guī)則，處于堆積狀態(tài)的濾料由于外表面突起更多咬合面積增加，更容易導致濾料板結，相反，相對于規(guī)則(圓形)的陶粒板結的可能應該小些)但是，由于大連馬欄河污水處理廠采用的火山巖濾料運行一直正常，在有些工程中我們也采用了火山巖濾料。在工程陸續(xù)投產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)兩種濾料抗板結的能力與我們預計的恰好相反，經(jīng)過反復對兩種濾料的研究、對比，后發(fā)現(xiàn)應該是陶粒顆粒之間重量差異大，造成長期沖洗不徹底后形成板結�！ “匆话阋�，陶粒濾料要達到BAF的要求的比重和孔隙率，在生產(chǎn)過程中要大量加粉煤灰和造孔劑(根據(jù)資料，一般是粉煤灰50%左右，粘土45% 左右，造孔劑5%)，但是在實際生產(chǎn)過程中受技術條件的影響，大多數(shù)廠家按照上述要求生產(chǎn)出來的濾料強度可能不夠，于是少加粉煤灰和造孔劑，終造成陶粒比重大和孔隙率低，再加上粒徑差異(BAF一般要求為3-6mm)，顆粒之間的重量差異進一步加大。在濾池沖洗時，在同樣的沖洗強度下，濾料(特別是下層顆粒直徑大的濾料)由于重量大，流化速度小，相互摩擦的程度不夠，長期沖洗不干凈，終導致板結，這可以從濾池板結后清掏濾池時觀察的情況得到證實�！ �
火山巖濾料基本無板結現(xiàn)象產(chǎn)生，是由于其孔隙率大，比重輕、同樣的粒徑分布濾料顆粒之間重量差異小，沖洗時相對均勻，板結的可能性也就大大降低�？紫堵蚀�，富集的生物量大，有機負荷高火山巖孔隙率大不但可以減輕其比重，還可以使其固定更多的生物量，提高單位濾料有機負荷�！ �
從目前市場上供應的火山巖濾料情況來看，火山巖的大孔和小孔都較為豐富，孔隙率一般可以達到50%左右(在保證筒壓強度的前提下，經(jīng)過燒結改性后的火山巖濾料可以達到60%或更高)，這樣大的孔隙率提供的生物生長繁殖空間更大，相應單位體積生物量更大，單位體積濾料有機負荷更高，污水處理效果更容易保證。而陶粒濾料空隙濾估計只有30%左右，況且主要為微孔，孔隙內(nèi)部生物富集量相對要小得多�！ �
孔隙率大，同步脫氮效果好火山巖內(nèi)部貫通性的孔隙發(fā)達，濾料內(nèi)部更容易形成厭(缺)氧環(huán)境，具有同步脫氮效果。根據(jù)資料，反硝化效率可達50%以上，根據(jù)我們實測到的資料，采用火山巖的污水處理廠在原水碳氮比失調的情況下，反硝化濾也接近30%。
孔隙率大，沖洗殘留的生物量有保證火山巖內(nèi)部貫通性的孔隙發(fā)達，濾料內(nèi)部富集的生物量大，沖洗時這部分生物更容易保留下來，使沖洗后的濾料可保持較強的生物活性，可有效解決沖洗后BOD降解效果差、SS容易穿透的問題，使得處理系統(tǒng)整體出水效果更佳�！ �
另外提及一下火山巖的強度問題�！ ∩餅V料的強度主要通過筒壓強度和磨損率來描述。我們曾經(jīng)認為火山巖的強度低，磨損率大，不能適應BAF沖洗條件，使用壽命低，濾料消耗大，增加污水處理成本。但是從大連馬欄河污水廠運行6年的經(jīng)驗來看，火山巖濾料還沒有因濾料的強度問題補充過濾料，從四川部分已經(jīng)運行的污水處理廠的情況也是如此，因此我們已經(jīng)改變了看法�！ �
火山巖強度之所以能夠滿足BAF的運行要求，經(jīng)過分析研究，我們認為：在實驗條件下的“磨損率”是通過機械的方法使濾料在自然條件下相互直接摩擦實現(xiàn)的，其磨損率自然要高。而在BAF運行過程中，濾料浸泡在水中處于分散狀態(tài)并且在有生物膜的包裹，濾料相互之間直接磨損幾率小，磨損率自然也低�！ �
在設計過程中我們一般要求的火山巖濾料強度為： 筒壓強度： ≥1MP； 磨損率： 小于3%； 5 采用火山巖的一些設計控制參數(shù) 濾料綜合特性要求 外形：球形或不定形 干容重：0.5～0.9噸/m3； 濕容重：0.8～1.0噸/m3； 孔隙率：35～50%； 筒壓強度：≥1MP； 磨損率：≤3%； 濾料粒徑：d＝4～6mm； 濾料承托層(墊層) 承托層一般選用卵石作為承托層分3層，級配為： 第一層(底)d＝30～45mm，h＝150mm； 第二層(中間)d＝20～30mm，h＝100mm； 第三層(上層)d＝ 8～15mm，h＝100mm； 濾池反沖洗要求 濾層厚度一般為4m 氣沖洗強度為0.35m3空氣/ m3濾料.min 水沖洗強度為0.13m3水/ m3濾料.min BOD5負荷為1.8-2.2kg.BOD5/m3濾料/d NH3-N負荷為0.3-0.4kg.NH3-N/m3濾料。
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火山巖濾料為天然濾料，經(jīng)過人工燒結破碎、篩選而成。陶粒濾料一般又分頁巖陶粒和粘土陶粒，是以煤粉和粘土加少量造孔劑經(jīng)過高溫燒結而成。作為BAF的生物載體，濾料的選擇關系到生物濾池能否高效運行和甚至成功運行的關鍵。
就火山巖濾料和陶粒濾料而言，在我們設計的工程中都有采用，就其比較，通過目前已經(jīng)運行的十余座污水處理廠的綜合情況來看，以火山巖濾料為好，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在抗板結能力和孔隙率大兩個方面：濾料的板結少由于BAF濾料板結帶來諸多的嚴重問題，在運行過程的濾料板結現(xiàn)象已經(jīng)成為部分污水廠運營者感為頭痛的問題，也是BAF設計過程中要注意的主要問題之一�！ �
根據(jù)現(xiàn)在的使用經(jīng)驗看來，火山巖濾料和陶粒濾料在使用過程中抗板結的能力方面是有差異的。在采用火山巖濾料的的污水處理廠中，如四川西昌市瓊海污水處理廠、四川自貢貢井污水和大連馬欄河污水處理廠運行一直正常，沒有板結現(xiàn)象發(fā)生，而采用陶粒濾料的四川眉山市污水處理廠、廣東江門污水處理廠則時有濾料板結現(xiàn)象發(fā)生，到現(xiàn)在為止，四川某4萬m3/天的污水處理廠還在被濾料板結的問題所困繞�！ �
在如何防止濾料板結的問題上，在開始的工程設計中我們也傾向于采用規(guī)則的陶粒(主要考慮的是火山巖不規(guī)則，處于堆積狀態(tài)的濾料由于外表面突起更多咬合面積增加，更容易導致濾料板結，相反，相對于規(guī)則(圓形)的陶粒板結的可能應該小些)但是，由于大連馬欄河污水處理廠采用的火山巖濾料運行一直正常，在有些工程中我們也采用了火山巖濾料。在工程陸續(xù)投產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)兩種濾料抗板結的能力與我們預計的恰好相反，經(jīng)過反復對兩種濾料的研究、對比，后發(fā)現(xiàn)應該是陶粒顆粒之間重量差異大，造成長期沖洗不徹底后形成板結�！ “匆话阋�，陶粒濾料要達到BAF的要求的比重和孔隙率，在生產(chǎn)過程中要大量加粉煤灰和造孔劑(根據(jù)資料，一般是粉煤灰50%左右，粘土45% 左右，造孔劑5%)，但是在實際生產(chǎn)過程中受技術條件的影響，大多數(shù)廠家按照上述要求生產(chǎn)出來的濾料強度可能不夠，于是少加粉煤灰和造孔劑，終造成陶粒比重大和孔隙率低，再加上粒徑差異(BAF一般要求為3-6mm)，顆粒之間的重量差異進一步加大。在濾池沖洗時，在同樣的沖洗強度下，濾料(特別是下層顆粒直徑大的濾料)由于重量大，流化速度小，相互摩擦的程度不夠，長期沖洗不干凈，終導致板結，這可以從濾池板結后清掏濾池時觀察的情況得到證實�！ �
火山巖濾料基本無板結現(xiàn)象產(chǎn)生，是由于其孔隙率大，比重輕、同樣的粒徑分布濾料顆粒之間重量差異小，沖洗時相對均勻，板結的可能性也就大大降低�？紫堵蚀�，富集的生物量大，有機負荷高火山巖孔隙率大不但可以減輕其比重，還可以使其固定更多的生物量，提高單位濾料有機負荷�！ �
從目前市場上供應的火山巖濾料情況來看，火山巖的大孔和小孔都較為豐富，孔隙率一般可以達到50%左右(在保證筒壓強度的前提下，經(jīng)過燒結改性后的火山巖濾料可以達到60%或更高)，這樣大的孔隙率提供的生物生長繁殖空間更大，相應單位體積生物量更大，單位體積濾料有機負荷更高，污水處理效果更容易保證。而陶粒濾料空隙濾估計只有30%左右，況且主要為微孔，孔隙內(nèi)部生物富集量相對要小得多�！ �
孔隙率大，同步脫氮效果好火山巖內(nèi)部貫通性的孔隙發(fā)達，濾料內(nèi)部更容易形成厭(缺)氧環(huán)境，具有同步脫氮效果。根據(jù)資料，反硝化效率可達50%以上，根據(jù)我們實測到的資料，采用火山巖的污水處理廠在原水碳氮比失調的情況下，反硝化濾也接近30%。
孔隙率大，沖洗殘留的生物量有保證火山巖內(nèi)部貫通性的孔隙發(fā)達，濾料內(nèi)部富集的生物量大，沖洗時這部分生物更容易保留下來，使沖洗后的濾料可保持較強的生物活性，可有效解決沖洗后BOD降解效果差、SS容易穿透的問題，使得處理系統(tǒng)整體出水效果更佳�！ �
另外提及一下火山巖的強度問題�！ ∩餅V料的強度主要通過筒壓強度和磨損率來描述。我們曾經(jīng)認為火山巖的強度低，磨損率大，不能適應BAF沖洗條件，使用壽命低，濾料消耗大，增加污水處理成本。但是從大連馬欄河污水廠運行6年的經(jīng)驗來看，火山巖濾料還沒有因濾料的強度問題補充過濾料，從四川部分已經(jīng)運行的污水處理廠的情況也是如此，因此我們已經(jīng)改變了看法�！ �
火山巖強度之所以能夠滿足BAF的運行要求，經(jīng)過分析研究，我們認為：在實驗條件下的“磨損率”是通過機械的方法使濾料在自然條件下相互直接摩擦實現(xiàn)的，其磨損率自然要高。而在BAF運行過程中，濾料浸泡在水中處于分散狀態(tài)并且在有生物膜的包裹，濾料相互之間直接磨損幾率小，磨損率自然也低�！ �
在設計過程中我們一般要求的火山巖濾料強度為： 筒壓強度： ≥1MP； 磨損率： 小于3%； 5 采用火山巖的一些設計控制參數(shù) 濾料綜合特性要求 外形：球形或不定形 干容重：0.5～0.9噸/m3； 濕容重：0.8～1.0噸/m3； 孔隙率：35～50%； 筒壓強度：≥1MP； 磨損率：≤3%； 濾料粒徑：d＝4～6mm； 濾料承托層(墊層) 承托層一般選用卵石作為承托層分3層，級配為： 第一層(底)d＝30～45mm，h＝150mm； 第二層(中間)d＝20～30mm，h＝100mm； 第三層(上層)d＝ 8～15mm，h＝100mm； 濾池反沖洗要求 濾層厚度一般為4m 氣沖洗強度為0.35m3空氣/ m3濾料.min 水沖洗強度為0.13m3水/ m3濾料.min BOD5負荷為1.8-2.2kg.BOD5/m3濾料/d NH3-N負荷為0.3-0.4kg.NH3-N/m3濾料。
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