一、填料简介

 

    填料在水处理中有着广泛的应用，无论是好氧、兼性厌氧还是厌氧过程，填料都发挥着 重要的作用。近30年来，随着新型材料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行 发展起来的生物膜工艺技术得以快速发展，这是因为生物膜细胞固定技术相对于传统活性污泥法具有很多突出的特点和优势。

 

填料作为生物膜法的核心组成部分，影响着污水回用事业的发展。在生物处理技术中， 填料作为生物膜的载体，是影响处理效果的关键因素之一。因填料在水处理领域独特的性能，国内外的水处理工作者不断地研制、开发、生产和应用各种不同的填料，提高水处理技 术水平，满足各种需求。20世纪80年代以来，国内陆续开发了许多种类的填料，包括弹性填料、生物填料、纤维填料以及新型填料等，如图例所示：

 

各种填料由于自身的特点，有着不同的优势和劣势，给了厂家选择的空间，可以根据所需处理水的水质和水量以及所选处理工艺选择佳的填料。但是目前我国尚未对填料的使用标准作出明确的规定，对于填料的各种特性也没有全面的描述，这也增加了选择的困难性。

 

 

二、填料的发展历史

 

生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术，已有百余年的发展史。

 

1893年在英国试行将污水在粗滤料上喷洒进行净化的试验，取得良好的效果。1900年以后，这种工艺得到公认，命名为生物过滤法，处理构筑物则称为生物滤池，开始用于污水处理实践，并迅速地在欧洲一些国家得到应用。

 

在19世纪末和20世纪初，韦林（Waring)，迪特（Ditter)等人就以碎石、炉渣为填料进行了生物接触氧化法的试验。其后德国的韦加德（Wejgnad)以烧结渣为填料发明了旋转生物接触器20世纪20年代，德国的贝奇（Bach)和美国的布斯维尔（Buswell)又对生物接触氧化法进行了应用试验，得出BOD去除率高为69%,低的只有28%,效果非常不理想。

 

到20世纪50年代以前，生产中采用的生物膜法处理构筑物仍是以碎石为填料。碎石比表面积小，占地面极大，卫生状况也不好。由于早期生物填料存在的这种缺陷，使生物膜法处理废水的技术未能进一步推广应用，逐渐被活性污泥法所代替。20世纪50年代，在原民主德国有人按化学工业中的填料塔方式，建造了直径与高度比为（1 : 6）〜（1 : 8)，高度 达8〜24m的塔式生物滤池，通风畅行，净化功能良好。这种填料塔的问世，使占地大的问题，进一步得到解决。

 

20世纪60年代初，由于新型合成填料的出现，给生物膜法的广泛应用带来了转机。许多新型生物膜反应器如塔式生物滤池、生物接触氧化池、流动床生物膜反应器、复合式生物反应器和生物流化床等先后问世，大大促进了各种填料的开发和应用，这充分体现了生物膜法在水处理工艺中的优势，促进了生物膜法在水处理技术中的应用。

 

之后随着塑料工业的发展，许多高效率塑料填料在接触氧化工艺中逐渐被开发利用，典型的是由玻璃钢或塑料制成的波状板或蜂窝状硬性填料，其中以蜂窝填料具代表性。该种填料由日本的小岛贞男先研制，并先在受污染原水处理中应用。蜂窝填料具有材料耗费较小、孔隙率大等特点，在水处理行业得到广泛应用。但在长期的污水处理使用过程中，蜂窝填料逐渐暴露出许多弊端：比表面积较小、生物膜量少；填料表面光滑，不易挂膜；水和气在填料内横向不能流通，造成布气布水不均；易堵塞等。

 

20世纪80年代开始出现的由尼龙、涤纶、维纶、腈纶等化纤编结成束，并用中心绳连接成纤维束状的软性填料，克服了蜂窝填料的不足。组成填料的纤维丝具有很大的比表面积，相对容易挂膜；软性填料之间的空隙可以随水和气的流动而变化，避免了堵塞现象；物理化学性能稳定，加工运输方便，造价低。上海石化总厂涤纶厂采用装有这种软性填料的接触氧化工艺处理污水，容积负荷达到3.28kg CODCr/m3,CODCr去除率为80條，BOD去除率为80%〜90%。但软性填料在长时间使用后纤维束易于结块，不仅降低填料的实际使用面积，而且在结块区的中心易形成厌氧空间，影响处理效果。

 

针对软性填料的不足，北京纺织科学研究院开发研制了半软性填料，半软性填料的材质 通常为变性聚乙烯、聚氯乙烯等耐酸、耐碱性能较好的有机塑料，它由填料单片、塑料套管和中心绳三部分组成。针刺状向外放射的圆形单片是半软性填料的主体，各单片以固定片距 穿套在中心绳上，半软性填料优点较多：比表面积大（可达130m/m),为微生物的生长提供了充足的空间；孔隙率高（大于96%),流阻小；耐腐蚀、不易堵塞、便于安装。正常运行表明，相同条件下半软性填料比软性纤维填料可提高CODCr去除率达左右。此外，半软性填料还具有节能、降低运行费用等优点，目前应用较为广泛。

 

但是，由于半软性填料的表面积不如软性填料，又开发了将两者组合的填料，即中间为半软性，边缘为软性纤维丝的组合填料经过30多年的研究开发，目前用于污处理的生物填料除半软性填料、组合填料外品种繁多，如弹性立体填料、悬浮型填料等。

 

综上所述，生物膜工艺的演变过程，实际上是一个填料特性不断完善的过程。从开始的 砂石等天然填料发展到目前人工合成材料填料，人们不断完善了生物膜法废水处理技术，并使其优点进一步得到发挥。随着生物膜法应用范围的不断扩大，国内外水处理工作者不断研制、开发、生产和应用各种填料，为丰富填料类别、促进填料技术的发展方面做了大量工作。据估计我国每年需要消耗的填料已达（15〜20)×104m3，随着我国经济的持续高速发展和对环保事业的日益重视，各种新型填料在废水生物膜处理工艺中必将发挥更加广泛的应用。上www.yxhxtl.com宜兴市恒信环保填料有限公司获取跟多水处理填料信息。