污水处理用生物陶粒滤料的研究进展

刘冬学

污水处理用生物陶粒滤料的研究进展

刘冬学

近些年来，人们在污水处理方面的研究得到了长足的发展，生物陶粒滤料由于自身性能的原因被广泛使用在污水处理上，但是由于生物陶粒滤料其性能的具体指标并没有相应的国家标准。文章就生物陶粒的滤料进行研究，并且给出今后其发展的时候应该克服那些问题给予一定的意见。

污水处理；生物陶粒；研究

随着时代的变迁以及社会的发展，环境污染问题日趋严重，而我们赖以生存的生活用水存在严重污染的问题。就目前而言，我们使用水质的水体正在发生变化，我们人类将会面临水资源短缺以及严重的水污染问题。根据实际的资料表明，40%的人类都将面临水资源短缺的现象；与此同时，地球50%的水质都遭受到了不同程度的污染，这就意味着将会有十亿人喝不到干净的水。现阶段，几乎所有的国家都在面临着水污染治理的难题，而对于污水的回收利用以及处理与节约水资源是当今的重要问题。其中，陶粒是一种处理污水的填料，这种填料的物理与化学的稳定性能都特别适合我国的国情。下面笔者就其种类与特性和在污水中如何处理以及发展对其详细的描述。

1　生物陶粒的性能和种类

1.1生物污泥的陶粒

生物污泥是污水处理厂处理完污水后才产生的，它具有能够炼制成农业用肥，还可以用于绿化等优点。但是，若将其焚烧或放到海里对社会将造成再次生态污染。就目前而言，把生物污泥作为原材料可以通过磨碎、烘干、炼制等手段做成陶粒，将其代替一部分黏土用于烧成陶粒不但能保护环境还能节省黏土。

1.2页岩类陶粒

页岩的陶粒其经过筛选分离、破碎或者磨损成粉末，烧制而成。通过实验，把天然的页岩作为原料，采取了成球法和破碎法所制成的滤料，最终制成了陶粒滤料。用这些方法所制造出的陶粒滤料的孔径以及酸碱的可溶性能等有效地为指标进行了较为细致的对比。结果显示，这两种方法均能够治理出优秀的淘绿滤料。

1.3黏土的陶粒

用亚黏土、黏土等作为主要原料，经过加工的制造颗粒，烧制而成黏土陶粒。以贝岩为主要原料并且混入一定量的化工原料，采取含有红黏土粉的煤灰，烧制多孔球形轻质的陶粒滤料。这类的陶粒强度好、化学稳定性能好，比表面积大，所有的孔隙率也大。与其他的规则滤料相比较，它具有水流的流态性能好，截留污垢的能力也很强等优点。

1.4煤矸石类的陶粒

煤矸石是我国固体废弃物当中最大的，它所堆积和排放的面积不但给大气与地表造成了破坏污染，还占用了很多可以耕种的土地。煤矸石所有的化学组分和黏土比较接近，它所含有碳和煤的比重偏高，在烧制过程中流失比较大。以煤矸石作为原料分别采取成球法以及破碎法进行烧制，经过慢速升温或者快速升温进行焙烧从而得到陶粒滤料。对其所制造出来的陶粒滤料的酸碱度、气孔率、可溶解率等相关指标进行了比较分析。试验结果显示：其陶粒滤料的气孔率随着焙烧的温度提升由小向大转变，然后又慢慢下降，其中破碎法制品的气孔率一般都要低于气球法的气孔率；慢速烧制气孔的孔径所分布的部位比快速烧制所形成的气孔孔径要宽很多。但是，这两种焙烧的方式所得到的气孔数都会随着焙烧产生温度的加强而加大；它们的酸碱性和可溶解率都会随着焙烧的温度提升而减小。在实际的生产过程中，会根据其特性、生产的成本以及产品性能的要求等确保其陶粒滤料的制造工艺。

1.5海底泥类生物陶粒

海底泥类的生物陶粒是由湖河江流沉积而形成的沙泥为原料，其中所具有的孔隙率大、材料的采购成本低和比表面积较大等特点。以湖泊底部的泥沙为原料进行试验，得出的试验结果表明，当东湖的淤泥和发泡组分的比值为4∶1，600 ℃预留烧制15 min，1 100 ℃左右进行焙烧12 min的时候，可以制造出性能较好的超轻生物的陶粒。

1.6粉煤灰类生物陶粒

粉煤灰类的生物陶粒是由固体的废弃物为原料，具有化学稳定性较好、比表面积较大、其吸附性能较为良好等特点。我们以电厂粉煤灰为重要原料制造出表面较为粗糙、强度较高和比表的面积较大的生物陶粒。根据试验结果显示，在废水的pH 5.5、含有钡和铬的粉煤灰陶粒的重量比重为1 000∶1，可以让Cr6+的去除率达到了99%以上，并且出水符合国家所要求的排放标准。

1.7赤泥陶粒的滤料

氧化铝生产出的废渣是赤泥。这些赤泥堆积占用了大量的农田，还要消耗许多管理费用。对它进行水处理，进行过滤试验。经过研究得出：只要填补一定量的硅石粉，制造出结构多孔的陶粒滤料，除去油污的效果能够达到60%以上。

1.8硅藻土类的陶粒滤料

硅藻土是由硅藻壳与化学生物沉积所形成的沉积岩。其自身具有较强的吸附与吸水能力，具有多孔的结构，熔点较高。目前硅藻土陶粒具有两种生产方法：免烧与焙烧法。免烧法就是把已经粉碎的硅藻土，配上氧化钙含量多于80%的石灰以及模数是二点八的硅酸钠中搅拌混合，经过一定的时间后成为硅藻土陶粒；如果硅藻土的成岩程度较高时就可以直接用焙烧法。以硅藻土作为原料，制造生物陶粒滤料，研究出了焙烧的温度对于滤料的比表面积、孔隙的分布以及气孔率等特性的影响。经过试验结果得出，温度在1 000 ℃左右时，可以制造出化学、物理性更为稳定的表面粗糙的陶粒滤料。

2　污水处理中生物陶粒的应用

2.1深度污水的处理

对于饮用水的深度处理大多数采用了生物活性炭的处理技术，这种活性炭有较好的吸附性，但是使用的寿命比较短，价格较为昂贵。然而，以页岩矿石作为原料的陶粒其孔隙率较高、价格比较低廉等特征得到了广大用户的青睐。用生物陶粒处理自来水的滤后试验结果显示，这种陶粒对锌、镍、磷等有害物质具有较大的去除能力，并且具有良好的稳定性能，并且可以替换活性炭作为一种吸附剂。

2.2污水的预处理

现在生物的预处理是原有水处理工艺的一种创新，主要包含了生物的滤池、流化床、接触的氧化等。在填料的表面附着生长的生物膜所吸收的有机物等物质经新陈代谢，从而让水质得到应有的净化。通过试验得出，运用生物陶粒的预处理污水可以有效地除去细菌、浑浊度等大量的污染物质，并且也改进了处理后续的工艺技术。

3　对生物陶粒在污水处理当中的展望

尽管生物陶粒的滤料得到发展较快，但是为了更好地挖掘出其自身优势，还要面临着以下的几个问题：①使生物陶粒的每一项性能都具有科学的依据，定制生物陶粒的滤料国家标准；②降低天然黏土以及矿物质的采集，主要以固体的废弃物作为生物陶粒滤料的原料；③完善生物陶粒滤料的制造工艺，并且改进其各项性能数据；④对生物陶粒滤料进行较为系统的研究。

4　结语

由以上描述可知，生物陶粒的表面非常粗糙，孔隙的间隔率比较高，比表面积很大，并且自身具有的强度能够经得起水的切剪盈利以及水流的冲洗。由于内部与表面的中孔与微孔较多，大的孔隙较少，可以让微生物轻易地依附，同时还具有稳定的化学性等特点，使它在污水处理当中有了较为广泛的应用。所以，要尽快对其进行更为深入的研究，改进其缺点，尽早地摆脱缺水现象，能够尽早地使用干净的水资源来改变现有的生活。

［1］ 冯敏，刘永德，赵继红. 污水处理用生物陶粒滤料的研究进展［J］. 河北化工，2009（1）：64-66.

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辽宁建筑职业学院 辽宁辽阳 111000

Research progress of bio- ceramic filter for sewage treatment

Liu Dongxue

In recent years，research on sewage treatment has been carried out，and bio-ceramic filter has been widely used in wastewater treatment. However，as there are few specific indicators in national standard of biological ceramic filter material，this paper studies the biological ceramic filter material，and gives some suggestions on the problems which may occur in the future.

sewage treatment；bio-ceramic；research

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