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陶粒濾料和火山巖濾料哪個(gè)效果更好？
更新時(shí)間：2018-07-02 15:10 來(lái)源:龍達(dá)水處理 點(diǎn)擊數(shù)：
陶粒濾料和火山巖濾料哪個(gè)效果更好？
火山巖濾料為天然濾料，經(jīng)過(guò)人工燒結(jié)破碎、篩選而成。陶粒濾料一般又分頁(yè)巖陶粒和粘土陶粒，是以煤粉和粘土加少量造孔劑經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成。作為BAF的生物載體，濾料的選擇關(guān)系到生物濾池能否高效運(yùn)行和甚至成功運(yùn)行的關(guān)鍵。
就火山巖濾料和陶粒濾料而言，在我們?cè)O(shè)計(jì)的工程中都有采用，就其比較，通過(guò)目前已經(jīng)運(yùn)行的十余座污水處理廠的綜合情況來(lái)看，以火山巖濾料為好，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在抗板結(jié)能力和孔隙率大兩個(gè)方面：濾料的板結(jié)少由于BAF濾料板結(jié)帶來(lái)諸多的嚴(yán)重問(wèn)題，在運(yùn)行過(guò)程的濾料板結(jié)現(xiàn)象已經(jīng)成為部分污水廠運(yùn)營(yíng)者感為頭痛的問(wèn)題，也是BAF設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意的主要問(wèn)題之一�！ �
根據(jù)現(xiàn)在的使用經(jīng)驗(yàn)看來(lái)，火山巖濾料和陶粒濾料在使用過(guò)程中抗板結(jié)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(yùn)行一直正常，沒(méi)有板結(jié)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(mén)污水處理廠則時(shí)有濾料板結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，到現(xiàn)在為止，四川某4萬(wàn)m3/天的污水處理廠還在被濾料板結(jié)的問(wèn)題所困繞�！ �
在如何防止濾料板結(jié)的問(wèn)題上，在開(kāi)始的工程設(shè)計(jì)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(dǎo)致濾料板結(jié)，相反，相對(duì)于規(guī)則(圓形)的陶粒板結(jié)的可能應(yīng)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(yùn)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(jié)的能力與我們預(yù)計(jì)的恰好相反，經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)兩種濾料的研究、對(duì)比，后發(fā)現(xiàn)應(yīng)該是陶粒顆粒之間重量差異大，造成長(zhǎng)期沖洗不徹底后形成板結(jié)�！ “匆话阋�，陶粒濾料要達(dá)到BAF的要求的比重和孔隙率，在生產(chǎn)過(guò)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中受技術(shù)條件的影響，大多數(shù)廠家按照上述要求生產(chǎn)出來(lái)的濾料強(qiáng)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(jìn)一步加大。在濾池沖洗時(shí)，在同樣的沖洗強(qiáng)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(zhǎng)期沖洗不干凈，終導(dǎo)致板結(jié)，這可以從濾池板結(jié)后清掏濾池時(shí)觀察的情況得到證實(shí)�！ �
火山巖濾料基本無(wú)板結(jié)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(shí)相對(duì)均勻，板結(jié)的可能性也就大大降低�？紫堵蚀螅患纳锪看�，有機(jī)負(fù)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(jī)負(fù)荷�！ �
從目前市場(chǎng)上供應(yīng)的火山巖濾料情況來(lái)看，火山巖的大孔和小孔都較為豐富，孔隙率一般可以達(dá)到50%左右(在保證筒壓強(qiáng)度的前提下，經(jīng)過(guò)燒結(jié)改性后的火山巖濾料可以達(dá)到60%或更高)，這樣大的孔隙率提供的生物生長(zhǎng)繁殖空間更大，相應(yīng)單位體積生物量更大，單位體積濾料有機(jī)負(fù)荷更高，污水處理效果更容易保證。而陶粒濾料空隙濾估計(jì)只有30%左右，況且主要為微孔，孔隙內(nèi)部生物富集量相對(duì)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(dá)，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(dá)50%以上，根據(jù)我們實(shí)測(cè)到的資料，采用火山巖的污水處理廠在原水碳氮比失調(diào)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(dá)，濾料內(nèi)部富集的生物量大，沖洗時(shí)這部分生物更容易保留下來(lái)，使沖洗后的濾料可保持較強(qiáng)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(wèn)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(qiáng)度問(wèn)題�！ ∩餅V料的強(qiáng)度主要通過(guò)筒壓強(qiáng)度和磨損率來(lái)描述。我們?cè)?jīng)認(rèn)為火山巖的強(qiáng)度低，磨損率大，不能適應(yīng)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(yùn)行6年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，火山巖濾料還沒(méi)有因?yàn)V料的強(qiáng)度問(wèn)題補(bǔ)充過(guò)濾料，從四川部分已經(jīng)運(yùn)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(qiáng)度之所以能夠滿足BAF的運(yùn)行要求，經(jīng)過(guò)分析研究，我們認(rèn)為：在實(shí)驗(yàn)條件下的“磨損率”是通過(guò)機(jī)械的方法使濾料在自然條件下相互直接摩擦實(shí)現(xiàn)的，其磨損率自然要高。而在BAF運(yùn)行過(guò)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(shè)計(jì)過(guò)程中我們一般要求的火山巖濾料強(qiáng)度為： 筒壓強(qiáng)度： ≥1MP； 磨損率： 小于3%； 5 采用火山巖的一些設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jí)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(qiáng)度為0.35m3空氣/ m3濾料.min 水沖洗強(qiáng)度為0.13m3水/ m3濾料.min BOD5負(fù)荷為1.8-2.2kg.BOD5/m3濾料/d NH3-N負(fù)荷為0.3-0.4kg.NH3-N/m3濾料。
火山巖濾料為天然濾料，經(jīng)過(guò)人工燒結(jié)破碎、篩選而成。陶粒濾料一般又分頁(yè)巖陶粒和粘土陶粒，是以煤粉和粘土加少量造孔劑經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成。作為BAF的生物載體，濾料的選擇關(guān)系到生物濾池能否高效運(yùn)行和甚至成功運(yùn)行的關(guān)鍵。
就火山巖濾料和陶粒濾料而言，在我們?cè)O(shè)計(jì)的工程中都有采用，就其比較，通過(guò)目前已經(jīng)運(yùn)行的十余座污水處理廠的綜合情況來(lái)看，以火山巖濾料為好，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在抗板結(jié)能力和孔隙率大兩個(gè)方面：濾料的板結(jié)少由于BAF濾料板結(jié)帶來(lái)諸多的嚴(yán)重問(wèn)題，在運(yùn)行過(guò)程的濾料板結(jié)現(xiàn)象已經(jīng)成為部分污水廠運(yùn)營(yíng)者感為頭痛的問(wèn)題，也是BAF設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意的主要問(wèn)題之一�！ �
根據(jù)現(xiàn)在的使用經(jīng)驗(yàn)看來(lái)，火山巖濾料和陶粒濾料在使用過(guò)程中抗板結(jié)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(yùn)行一直正常，沒(méi)有板結(jié)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(mén)污水處理廠則時(shí)有濾料板結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，到現(xiàn)在為止，四川某4萬(wàn)m3/天的污水處理廠還在被濾料板結(jié)的問(wèn)題所困繞�！ �
在如何防止濾料板結(jié)的問(wèn)題上，在開(kāi)始的工程設(shè)計(jì)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(dǎo)致濾料板結(jié)，相反，相對(duì)于規(guī)則(圓形)的陶粒板結(jié)的可能應(yīng)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(yùn)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(jié)的能力與我們預(yù)計(jì)的恰好相反，經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)兩種濾料的研究、對(duì)比，后發(fā)現(xiàn)應(yīng)該是陶粒顆粒之間重量差異大，造成長(zhǎng)期沖洗不徹底后形成板結(jié)�！ “匆话阋�，陶粒濾料要達(dá)到BAF的要求的比重和孔隙率，在生產(chǎn)過(guò)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中受技術(shù)條件的影響，大多數(shù)廠家按照上述要求生產(chǎn)出來(lái)的濾料強(qiáng)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(jìn)一步加大。在濾池沖洗時(shí)，在同樣的沖洗強(qiáng)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(zhǎng)期沖洗不干凈，終導(dǎo)致板結(jié)，這可以從濾池板結(jié)后清掏濾池時(shí)觀察的情況得到證實(shí)�！ �
火山巖濾料基本無(wú)板結(jié)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(shí)相對(duì)均勻，板結(jié)的可能性也就大大降低�？紫堵蚀螅患纳锪看�，有機(jī)負(fù)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(jī)負(fù)荷�！ �
從目前市場(chǎng)上供應(yīng)的火山巖濾料情況來(lái)看，火山巖的大孔和小孔都較為豐富，孔隙率一般可以達(dá)到50%左右(在保證筒壓強(qiáng)度的前提下，經(jīng)過(guò)燒結(jié)改性后的火山巖濾料可以達(dá)到60%或更高)，這樣大的孔隙率提供的生物生長(zhǎng)繁殖空間更大，相應(yīng)單位體積生物量更大，單位體積濾料有機(jī)負(fù)荷更高，污水處理效果更容易保證。而陶粒濾料空隙濾估計(jì)只有30%左右，況且主要為微孔，孔隙內(nèi)部生物富集量相對(duì)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(dá)，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(dá)50%以上，根據(jù)我們實(shí)測(cè)到的資料，采用火山巖的污水處理廠在原水碳氮比失調(diào)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(dá)，濾料內(nèi)部富集的生物量大，沖洗時(shí)這部分生物更容易保留下來(lái)，使沖洗后的濾料可保持較強(qiáng)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(wèn)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(qiáng)度問(wèn)題�！ ∩餅V料的強(qiáng)度主要通過(guò)筒壓強(qiáng)度和磨損率來(lái)描述。我們?cè)?jīng)認(rèn)為火山巖的強(qiáng)度低，磨損率大，不能適應(yīng)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(yùn)行6年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，火山巖濾料還沒(méi)有因?yàn)V料的強(qiáng)度問(wèn)題補(bǔ)充過(guò)濾料，從四川部分已經(jīng)運(yùn)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(qiáng)度之所以能夠滿足BAF的運(yùn)行要求，經(jīng)過(guò)分析研究，我們認(rèn)為：在實(shí)驗(yàn)條件下的“磨損率”是通過(guò)機(jī)械的方法使濾料在自然條件下相互直接摩擦實(shí)現(xiàn)的，其磨損率自然要高。而在BAF運(yùn)行過(guò)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(shè)計(jì)過(guò)程中我們一般要求的火山巖濾料強(qiáng)度為： 筒壓強(qiáng)度： ≥1MP； 磨損率： 小于3%； 5 采用火山巖的一些設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jí)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(qiáng)度為0.35m3空氣/ m3濾料.min 水沖洗強(qiáng)度為0.13m3水/ m3濾料.min BOD5負(fù)荷為1.8-2.2kg.BOD5/m3濾料/d NH3-N負(fù)荷為0.3-0.4kg.NH3-N/m3濾料。
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