生物膜法水處理工藝中填料的作用
在19世紀(jì)末， 就開(kāi)始有人研究利用生物化學(xué)法處理廢水。2O世紀(jì)初， 德國(guó)人韋加德(Weigand)發(fā)現(xiàn)，讓微生物有一個(gè)固著場(chǎng)所形成生物膜后，可以提高廢水生化處理效果。他提出了一種用旋轉(zhuǎn)的生物接觸器處理廢水的生物膜法， 這是世界上最早出現(xiàn)的生物膜法形式。
生物膜法的核心是填料技術(shù) 近百年以來(lái)， 填料技術(shù)經(jīng)歷了盤(pán) 板 砂 石 蜂窩， 硬料 海棉、軟絲等多種形式。廢水處理工作者發(fā)現(xiàn)j生物膜法不僅效率高而且產(chǎn)生泥量較少， 因此對(duì)填料技術(shù)予以高度重視。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外競(jìng)相采用O／A流程，研究少污泥甚至無(wú)污泥排出的工藝，更加推動(dòng)了填料技術(shù)的研究和發(fā)展。
1、填料的功能
在廢水生化處理中，對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行分解的主要功能者是細(xì)菌在細(xì)菌的最外表有一粘層，使細(xì)菌具有結(jié)臺(tái)附著能。廢水處理裝置中采用填料以后，使微生物有了一個(gè)附著場(chǎng)所， 細(xì)菌在填料表面的附著和相互結(jié)合， 就形成了生物膜。
活性污泥法中，細(xì)菌以結(jié)合成菌膠團(tuán)的形式存在并始終處于一種動(dòng)態(tài)狀況， 對(duì)有機(jī)污染物的吸收分解是以形成更多的微生物為主。廢水就相當(dāng)于是微生物的一種培養(yǎng)基，在充氧和水流運(yùn)動(dòng)的作用下，微生物培養(yǎng)繁殖的數(shù)量越來(lái)越多，需要用剩余污泥的形式排出。
細(xì)菌在填料上附著形成生物膜，其功能形式就不同于活性污泥法。生物膜法中，細(xì)菌附著在填料上穩(wěn)定生存，廢水中的污染物是被微生物吸收分解的對(duì)象，微生物以充分發(fā)揮分解功能為主，把有機(jī)污染物分解為不可生他物或者CI-I M c 等，新生繁殖的數(shù)量只與老化脫落的生物膜相平衡。因此，填料不僅使微生物有了一個(gè)固定附著的場(chǎng)所，還使細(xì)菌的分解功能得到加強(qiáng)，新生繁殖的數(shù)量減少。
2、孔隙可變性
從微觀上看，填料微單元與微單元之一間，應(yīng)處于一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)—— 孔隙可變狀’態(tài)。細(xì)菌在填料上附著后，如果是絕對(duì)靜止，則對(duì)有機(jī)污染物的接觸氧化作用、吸收分解作用和自身的新陳代謝作用都會(huì)減弱。如果暑處于一種有一定局限的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)作用的原理， 能夠使填料的諸功能作用都得到加強(qiáng)。
硬填料中，除以砂和細(xì)石為填料的流化床有填料微單元的孔隙可變性以外，其它都不可能存在。轉(zhuǎn)盤(pán)形式也只是使膜整體運(yùn)動(dòng)而不存在孔隙可變性。
“軟”是 變” 的基礎(chǔ)，軟性填料就存在孔隙可變的潛在優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)發(fā)揮是否良好，關(guān)鍵取決于填料微單元—— 軟絲是否能產(chǎn)生良好的運(yùn)動(dòng)性，這就與坎性填料的加工和固定方法有關(guān)。填料微單元有運(yùn)動(dòng)， 孔隙可變就行。運(yùn)動(dòng)程度和可變幅度應(yīng)該是略小和微動(dòng)， 運(yùn)動(dòng)太強(qiáng)烈和孔隙可變幅度太大， 則會(huì)適得其反破壞生物膜的穩(wěn)定性。以細(xì)石為填料的流化床， 微單元運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，孔隙可變幅度太大，生物膜穩(wěn)定性就差。
填料微單元之間有一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不但孔隙可變性良好，還可以避免填料結(jié)死形成發(fā)揮不了生物膜功能的封閉死區(qū)。
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