隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,們?cè)谏a(chǎn)和生活活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的污水,且污水成分更加復(fù)雜,而針對(duì)水環(huán)境的污染現(xiàn)狀,執(zhí)行的污水排放標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格,研發(fā)高效低耗、密集緊湊型的污水處理工藝和設(shè)備,使污水處理滿足排放標(biāo)準(zhǔn)或回用標(biāo)準(zhǔn)成為目前水處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在新型填料不斷研發(fā)、處理設(shè)備不斷改進(jìn)的基礎(chǔ)上逐漸得以廣泛發(fā)展和應(yīng)用。其中填料是污水處理系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分, 直接影響污水處理的效果, 而填料的費(fèi)用在一定程度上增加了污水處理的投資成本,因此,應(yīng)權(quán)衡不同的處理目標(biāo)和投資預(yù)算去選擇合適的填料。

填料在生物膜反應(yīng)器中的作用主要分為:?①提供微生物附著生長(zhǎng)的載體表面,在載體表面形成生物膜,微生物在吸附降解污染物的同時(shí)自身得到增殖、生物膜得到生長(zhǎng)和更新;②促使污水在填料空隙間曲折流動(dòng)再分布,起到紊動(dòng)水流、均化水質(zhì)的作用,同時(shí)創(chuàng)造了良好的水力條件,加快生物膜與污染物、溶解氧間的傳質(zhì)速度;③填料還對(duì)水中懸浮物有一定的吸附攔截作用,降低出水中的懸浮物濃度。填料的屬性如材質(zhì)、形狀、比表面積、表面潤(rùn)濕性、生物親和性等影響其在生物膜反應(yīng)器中的效能,一般認(rèn)為良好的填料具有下列特性:?①較大的比表面積,以提供充分的掛膜面積和相接觸面積;?②填料表面有足夠的粗糙度、較好的潤(rùn)濕性及生物活性,易于微生物掛膜生長(zhǎng);?③有較大的空隙率,空隙率大則流體穿透阻力小、壓降小、能耗低;?④質(zhì)量輕,且有一定的機(jī)械強(qiáng)度和生物穩(wěn)定性;⑤材料易得,價(jià)格便宜且方便運(yùn)輸和安裝。實(shí)際上,很少有一種填料能同時(shí)具備上述所有特性, 通常總是根據(jù)工藝設(shè)計(jì)去選擇較為合適的載體填料。

一般來(lái)說(shuō),生物濾池以污水在自然界中的土壤自凈原理為依據(jù)并由此發(fā)展成最早的生物膜法污水處理工藝。早期使用較多的濾料是花崗石、安山巖、閃綠石等較硬的巖石制成的碎石, 以及無(wú)煙煤或爐渣等無(wú)機(jī)粒狀濾料;隨后出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池,此時(shí)廣泛應(yīng)用的石英石等無(wú)機(jī)狀粒濾料。而近些年隨著填料技術(shù)研發(fā)技術(shù)的不斷提高,當(dāng)前水處理中較為常見(jiàn)的包括有沸石、陶粒、活性炭、石英砂等填料。

目前根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比,沸石作為水處理填料在除氯、除氨氮、除金屬離子、殺菌抑藻方面效果最佳。并且由于我國(guó)沸石儲(chǔ)量最大,且成本相對(duì)較低,因此作為水處理填料有著較好的發(fā)展前景,且可用于各類水處理應(yīng)用。遠(yuǎn)期來(lái)看甚至可取代當(dāng)前水處理技術(shù),大大降低了水處理費(fèi)用。但是值得注意的是,在實(shí)際的水處理過(guò)程中,還應(yīng)該綜合考慮各填料吸附能力及其性質(zhì)的差異,進(jìn)行不同填料組合方式的優(yōu)化配比。