国产火山岩滤料和进口火山岩滤料的性能研究.docx

国产火山岩滤料和进口火山岩滤料的性能研究二污厂曝气生物滤池设计采用进口火山岩滤料，运行中采用国产、进口火山岩滤料对两组滤池进行比照，主要从技术参数、经济本钱、运行效果等方面来考察两种滤料对滤池处理效能的影响。1、滤料技术参数火山岩滤料的主要化学成分为SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、FeO、Al2O3、K2O、Na2O等，其水浸出液不含有任何有毒有害物质。抗腐蚀，具有惰性，在环境中不参与生物膜的生物化学反响，长期浸泡不会向水体释放任何物质，无二次污染1。以下是两种滤料技术参数比照，见表1表1两种滤料主要参数able1Themainperformanceoftwofiltermedia特性名称进口火山岩滤料粒径/mm2.5535有效粒径/mm2.73.4堆积密度/(g/cm3)0.80.75颗粒密度/(g/cm3)1.551.66孔隙率/%48.454.8摩擦损失率/%51从表中我们可以一一比照：1)国产火山岩滤料有效筛孔直径比进口有效粒径偏大，国产滤料在滤池运行中滤层的含污能力大；滤池不会容易堵塞，运行周期相对会较长。2)进口火山岩滤料堆积密度偏大，反冲洗时不易膨胀疏松，易导致滤料清洗难以到达要求，并使反冲洗耗水、耗气加大；3)国产火山岩滤料开孔率高于进口滤料，对滤料层的水流阻力相对偏小，节省能耗；4)从机械强度来看，国产火山岩滤料易碎性损失明显低于进口滤料，这使得滤料在反冲过程中磨损率降至最低，有效的保证了使用寿命。图1两种滤料实物图Fig.1Thephyicalmapoftwofiltermedia左侧国产火山岩滤料色泽发黑、开孔较多，外表比较粗糙；右侧进口火山岩滤料色泽灰白、孔眼密实、偏少，外表粗糙度小。2、滤料的经济性生物滤料在整个曝气生物滤池的造价占有较大的比例，所以在选用生物滤料时，除了要重视其物理特性、化学、水力特性外，其价格因素也应在考虑的范围内。以下取两组滤池所需滤料测算经济本钱。见表2表2两种滤料经济本钱Table2Theeconomiccotoftwofiltermedia名称数量/m3单价/元总价/万32081026进口火山岩滤料3205000160不难看出，两种滤料价格悬殊之大。在比照滤料的性能及价格后，一致认同选用价格相对低廉国产火山岩滤料更可靠可行。在满足设计要求和保证出水稳定达标的前提下，选用国产火山岩滤料更能表达出比选用进口火山岩滤料经济合理化。3、运行效果3.1挂膜比照本试验曝气生物滤池生物膜培养采用直接挂膜，连续进水、供氧方式。2#滤池选用国产火山岩滤料，4#滤池选用进口火山岩滤料。进水量由设计水量的1/4水力负荷1.09m3/m2h逐步增加至设计水量10万吨水力负荷4.34m3/m2h。一周后观察滤料上微生物膜，发现2#滤池国产滤料外表形成污泥絮体比4#滤池进口滤料偏多，说明2#滤池初期挂膜快，好氧微生物在2#滤料外表生长较快。从感观上来判断，出水清澈度优于4#滤池，由最初浑浊变为较清澈。为了保证滤料上的生物膜活性，在第10天对两组滤池进行反冲洗，冲刷老化生物膜。数日后监测DO数据，两组滤池维持在4.245.36mg/L，并趋于稳定。本次试验以出水COD低于60mg/L为培养成功的指标。结果说明：国产火山岩滤料所用时间14d，进口火山岩滤料所用时间为16d。3.2反冲洗恢复期的比照滤料反冲洗效果的好坏直接关系滤池工艺运行的好坏。好的滤料反冲洗容易进行，且在反冲过程中不因反冲强度过大造成滤料流失，相应的微生物活性恢复较快，对出水指标影响甚微2。为弄清国产火山岩、进口火山岩两种滤料对反冲洗运行效果的影响，故对两种滤料反冲洗出水COD、NH3-N指标连续4h内进行采样分析3，以下是反冲洗前后滤池出水水质变化，见表3表3两种滤料的恢复期出水水质mg/LTable3Therecoveryperiodofeffluentqualityoftwofiltermediamg/L恢复时间CODNH3-N恢复时间CODNH3-N国产滤料反冲前0.5h48.26.68进口滤料反冲前0.5h48.26.68反冲后0.5h78.512.4反冲后0.5h62.311.2反冲后1h42.36.01反冲后1h46.27.58反冲后2h35.55.39反冲后2h38.26.89反冲后4h24.24.99反冲后4h32.15.28从表中可以得知，两种滤料COD、NH3-N指标在反冲洗后0.5h出水效果均较差。由于反冲洗刚洗去老化生物膜及滤料间截留的杂质，出水未及时恢复，故监测指标数据较高。在反冲洗后0.5h中，国产滤料出水指标略高于进口滤料。由于国产滤料孔隙率高，外表比进口火山岩粗糙，微生物生长较快，附着的生物膜量多，从而导致脱落的老化生物膜较多。随着时间的推移，反冲洗过后1h左右两种滤料出水指标根本恢复，但国产滤料整体出水水质较进口滤料恢复的快，4h两种滤料完全恢复，到达城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的一级B标准。4、结论通过两种滤料性能比照，国产火山岩滤料对滤池处理效能发挥作用较大；从滤料经济本钱考虑，廉价的国产火山岩滤料更能节省投资，因此，选择填料可以兼顾价格，优化选择；从滤料挂膜效果分析，国产火山岩滤料挂膜时间短，耐冲击负荷能力强，运行效果较稳定；从反冲洗后恢复期分析，国产火山岩滤料恢复较快，明显优于进口火山岩滤料。整体来看，国产火山岩滤料到达处理效果较好。参考文献：1郑俊，吴浩汀.曝气生物滤池工艺的理论与工程应M.北京:化学工业出版社,2022.2杨兴华，董海燕，崔超等曝气生物滤池设计、施工和运行情况调研J中国给水排水，2022，22(12)：94