今天带大家了解一下沸石、陶粒和活性炭等分散型填料

分散性填料包括队基石、悬浮式填料，其种类众多，这种填料的优点食物语填料的安装工作，应用时只需放置处理装置中即可，使用方便，且更换简单因此减少了安装和运行操作的管理工作量，是今后填料的发展趋势。表面积较大，微生物挂膜快、生物膜易脱落。抗酸碱、耐老化、不受水流影响。

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分散堆积式填料

目前在水处理中，应用最广泛的是分散堆积式填料，主要包括：沸石、生物陶粒、活性炭等。

 1.天然沸石  

天然沸石如图所示，天然沸石是沸石族矿物的总称，在地壳中分布广泛。是一种含水的碱金属或碱土金属的含水架状结构的多孔硅铝酸盐，由于其巨大的比表面积(400~800m°/g 沸石)、较高的化学和生物稳定性、良好的吸附性能和交换性能,是一种极性吸附剂,可吸附有极性的分子和细菌，并对细菌有富集作用，因此天然沸石是一种理想的生物载体沸石具有成本低、易开发、无毒副作用、再生方法简单、水处理效果好、无二次污染等特点。

（主要性能参数）

（主要用途）

李德生等研究表明，利用生物沸石作为填料，对沸石在一定条件下进行微生物培养，般 2~3 周即可实现其生物膜功能，沸石生物膜是一种催化生物膜，它可以改进沸石的水处理特性，使生物、沸石共同起作用，用它与混凝沉淀相结合，即可用于去除水中 NO-N、NO-N、有机物、臭味，改善色度，又可用于去除水中重金属离子等。

 2.陶粒填料 

我国对厌氧生物滤池填料的研究以陶粒为最多，因为陶粒作为填料的一种，不仅材料低廉易得，而且显示出的优良特性，特别适合我国的国情。陶粒是由粘土或泥岩、页岩、煤研石、粉煤灰等主要原料，经加工成粒或粉磨成球，再烧成的人造轻骨料。陶粒的外部是铁褐色或棕色的坚硬外壳，表面有一层隔水饱气的釉层，内部具有封闭式微孔结构的多孔陶质粒状物。陶粒比表面积较大，化学和热稳定性好，具有较好的吸附性能，而且易于再生，是一种廉价的吸附剂。由于陶粒内部的微孔多孔结构，使陶粒具有容重小、强度高、保温隔音效果好、防火、抗冻、耐化学腐蚀、耐细菌腐蚀、抗震性好及施工适应性强等优良性能。

近年来，陶粒作为废水生物处理填料得到广泛应用。填料表面的粗糙度和内部孔隙率会影响细菌增殖的速度，粗糙多孔的表面有利于启动阶段生物膜的形成，同时也使布水均匀流态稳定。生物陶粒比表面积较大，对废水处理效果较好，氨氮去除率最高可达 90%以上通过扫描电镜对陶粒微观结构观察可知，新鲜陶粒表面孔隙多、粗糙度高，有利于水流的重新分布，减少水流对生物膜的剪切力，促进微生物在填料表面的固着繁殖。有人采用纳米材料改进内部具有多孔结构的陶粒，获得高粗糙度和高比表面积的填料，从而提高细菌的增殖速度和生物膜的形成速度。因此，纳米改性陶粒解决了废水生物处理中反应器挂膜启动时间长的困难。

陶粒按形状分为:普通型、圆球型、碎石型;按主要原料不同分为:粘土陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒、泥岩陶粒、煤研石陶粒、垃圾陶粒、污泥陶粒等。

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1）粉煤灰陶粒

粉煤灰陶粒如下图所示，它是以优质黏土、粉煤灰为主要原料，掺加适量粘结剂或外加剂成球，经陪烧或养护而制得的一种人造轻骨料。它一般呈球状，内部呈蜂窝状结构具有轻质、强度大、导热系数低、吸水率小等特点。堆积密度不大于 1100kg/m，粒径在520mm 之间，表皮粗糙坚硬。粉煤灰陶粒具有体轻、高强、导热系数低、节能环保和吸水率低等优点，因此成为保温隔热、抗震、防火、防潮、吸音降噪的优良材料。陶粒作为滤料具有孔隙率高、比面积大、化学性能稳定、机械强度高、过滤水质好(低于 3 度)、不含有害物质、渗透能力强、率速高(15~20 米/小时)、产水量高等特点，可用于自来水过滤城镇污水处理以及石油、化工行业作为过滤介质。

主要性能参数：

粒 径范围:8-24 毫米，8-16 毫米，4-8 毫米

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主要用途:

采用电厂的粉煤灰为主要原料制备多孔陶粒,分别将其用作水处理中的微生物载体和吸附剂，实验结果表明: 用粉煤灰多孔陶粒作载体时，大约一个月的时候，COD、氨氮这两项指标的出水基本稳定，它们的值分别为 50.6mg/L，0.516mg/L;去除率为 94.6%，98.9%,挂膜已经稳定。

2）纳米改性陶粒

纳米改性陶粒如下图所示，目前使用的填料大多数表面能较低，在使用过程中，当液体流经其表面时不容易铺展形成薄膜，而是形成分散的液珠或细小沟流，使得填料个体下部难以被有效地润湿，从而在很大程度上影响了传质效率。纳米粉末的制备、纳米复合体的合成是纳米技术的重要发展领域，具有广泛的发展前景，对高性能填料的研制具有重要的指导意义。合成新型的纳米陶粒是水处理填料用陶粒的一个新的尝试，它对传统陶粒比表面积小，难挂膜，生物亲和力低、易堵塞等缺点有革命性的改变。在今后的研制中，通过对原料配比、比表面积、孔隙尺寸及内部结构的综合考虑，不断优化制备工艺,使其朝增大孔隙率、减少压降，增大比表面积、改善润湿性能，功能多样化的方向发展，不断提高填料的性能.并促进水处理工艺特别是生物膜法处理工艺的发展。

对纳米改性陶粒进行理化性能检测和电镜微观结构观察，并在 BAF 中进行了试验，发现其与国内的其他填料相比，具有挂膜快，生物亲和性好，耐冲击负荷等优点，适合做微生物载体。

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3.活性炭

活性炭如图上所示,它是以果壳和木屑为原料,经特殊生产工艺精制而成，具有比表面积大，吸附能力强、纯度高、滤速快、质量稳定等特点。

活性炭-生物法是将活性炭吸附和生物氧化结合的一种活性污泥工艺，活性炭投加曝池后能强化活性污泥的净化功能，提高有机物的去除效果，改善出水水质。汪艳霞等人研分表明具有吸附能力的活性炭表面比一般填料表面更容易生成生物膜,活性炭极大的改善了料表面生物学性能。练建军等人等选取了 5 种含活性炭比例不同的填料以及一种不含活性发的参照填料,分别从亲水性、COD与 NHN的去除微生物量以及微生物种类方面对各填料相同的运行条件下进行了比较研究。实验结果表明,含活性炭的填料在亲水性能、挂膜速度生物量浓度等方面比不含有活性炭的填料有明显的优势。在含活性炭的填料中,25 %的填料挂膜快,处理效果稳定,受外界环境影响较小。

性能参数：

煤质柱状活性炭主要技术参数:碘值mg/g>850，强度%>90,比表面积m/g500~900水份% ≤10，充填密度 g/cm0.45~0.55。

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主要用途:

废水生物处理中难以去除的有机物，可以采用活性炭的强吸附性去除，吸附有利于延长被吸附有机物生物降解反应的时间。活性炭-生物法处理废水能提高废水的综合处理效果而且运行成本低。

活性炭-生物法可用于农药废水、合成化工废水、医药中间体废水的处理，能有效去除废水中的有机物、NH3-N等有害物质。Chitra 等发现在二次生物废水处理中使用活性炭可大大提高废水中溶解性有机物的去除效果，其净化机理为:(1)活性炭的巨大表面积和吸附作用将有机物和溶解氧浓缩在活性炭的表面和周围,为微生物的代谢活动营造了良好的微环境加快了有机物的降解过程;(2)通常情况下不能被生物降解的有机物被活性炭吸附后，增长了与微生物的接触时间，在传统的活性污泥法中接触时间即为水力停留时间，而在活性污泥法中，一旦被吸附，其接触时间就相当于系统的泥龄，接触时间长，必然提供了更多的生物降解机会。