污水生化处理填料的选择与应用

北极星环保网讯:污水生化处理工艺多采用接触氧化法工艺进行处理,而生物膜载体—填料是接触氧化法工艺的核心部分,它直接影响着处理效果、充氧性能、基建投资、运行周期和费用。因此填料的选择对污水处理工艺尤为重要,填料的种类、规格及材质、制品的性能、成型工艺和成本等几方面因素均是制约因素。

1、概述

凡有机污染的废水、污水,几乎均可采用接触氧化法工艺进行处理。多年来,该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等独特优点而被设计部门广泛采用,深受用户的欢迎和青睐。生物膜载体—填料是接触氧化法工艺的核心部分,它直接影响着处理效果、充氧性能、基建投资、运行周期和费用。

污水处理工艺对填料的选择主要包括确定填料的种类、规格及材质、制品的性能、成型工艺和成本等几方面因素。所选填料既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用最低。

2、填料的选择

2.1 填料种类的选择

填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑以下几个方面:

(1)传质效率要高。一般而主言,规整填料的传质效率高于散装填料。

(2)通量要大。在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。

(3)填料层的压降要低。

(4)填料抗污堵性能强,拆装、检修方便。

2.2 填料规格的选择

填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。

2.2.1 散装填料规格的选择

工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。同类填料,尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中,又会产生液体分不良及严重的壁流,使塔的分离效率降低。因此,对塔径与填料尺寸的比值要有一规定,一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。

2.2.2 规整填料规格的选择

工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多,国内习惯用比表面积表示,主要有125、150、250、350、500、700等几种规格,同种类型的规整填料,其表面积越大,传质效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑,使所选填料既能满足技术要求,又具有经济合理性。

2.3 填料材质的选择

填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。

(1)陶瓷填料。陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性,陶瓷填料价格便宜,具有很好的表面润湿性能,质脆、易碎是其最大缺点。在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。

(2)金属填料。金属填料可用多种材质制成,选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价低,且具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用;不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐除Cl-以外常见物系腐蚀,但其造价较高,且表面润湿性能较差。

(3)塑料填料。塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好,可长期在100℃以下使用。

3、从填料的性能方面考虑

填料的性能方面主要为填料的颗粒度大小和分布、吸油值、填充量、相对密度、触变性、填料价格等,这些方面都会影响到填料的选择。

3.1 颗粒度大小和分布

对于填料颗粒度的要求有两项:一是平均颗粒度;二是颗粒度分布。—般,平均颗粒度以5um左右为好,最大颗粒度不宜超20um,颗粒表面应光滑。超过20um的颗粒会给制品性能造成不良影响。

3.2 吸油值

吸油值也称树脂吸附量,表示填充剂对树脂吸收量的一种指数。在实际应用中,大多数填料用吸油值这个指标来大致预测填料对树脂的需求量。颗粒相同的填料,带空隙的比不带空隙的填料颗粒吸油值要高。

3.3 填充量

填充量即指填料的加入量,可按下式进行计算:

填充量=填料体积/(填料体积+树脂体积)×100%

填料是很便宜的原料,它可以大幅度降低模塑料及其制品的成本,因此人们经常希望尽可能向模塑料中多加填料,使填料的填充率高些。

3.4 触变性

触变是一种物理现象,即当一种物料受到振荡时,其黏度显著下降,而当振荡停止时,物料又恢复到原来的黏度。触变性敏感的物料,在模塑压力的作用下会造成整个物料黏度过低,物料流失大,甚至使树脂与增强材料分离。在填料含量髙时,应产生中等程度的触变性。

3.5 特殊性能

有些填料的加入可以改善模塑料的物理性能。如水合氧化铝可以赋予模塑料自熄性和抗漏电件;硫酸钡可以改善模塑料的耐腐蚀性;滑石粉能提高模塑料的耐电弧性等。

3.6 填料的搭配

在使用过程中还可以将两种或多种填料相混合,取长补短,以获得比较理想的效果。这种搭配可以是不同品种填料的搭配,也可以是以不同品种、细度上的搭配或者不同吸油值的搭配等。

4、从污水处理工艺方面考虑

填料的选择主要根据污水的性质、构筑物或设备种类以及去除对象选择。主要以比表面积大、质量轻、造价低、容易取材、使用时间长、可重复利用的填料作为选择对象。大致可按如下规律选择:

(1)沉淀池内填料:一般选择波纹板(管)、蜂窝状填料。这类填料有利于污泥的附着及沉淀,使沉淀效果更佳。

(2)厌氧池内填料:多用半软性填料、软性填料、组合填料、改型软性填料、多孔球形填料。有时也选择无规则填料比如卵石、砾石等。

(3)好氧池内填料:一般选择比表面积大、生物膜容易附着的填料:半软性填料、软性填料、组合填料、改型软性填料、多孔球形填料、活性炭等都有使用。

(4)过滤器内滤料:过滤器内使用的滤料也属于填料的一种,截留污水内的悬浮物,主要使用不规则矿物填料、活性炭填料、纤维滤料等。

5、结语

污水处理工艺复杂多变,但主要还是从使用寿命长、充电性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击,处理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等方面综合考虑。在不同的工艺水质条件应用时,可以通过调节填料的密度及不同的组装形式,则方可适用各种废水的厌氧、兼氧、好氧等处理工艺。

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