生物滤池作为高效的水处理技术,其滤料选择直接影响对不同废水的处理效果。焦炭/陶粒:适用于城市污水和有机废水,高去除率,适合高负荷。石英砂:适合微污染水,改性后可增强吸附,处理低浓度有机物或浊度。酶促填料:用于高浓度有机废水,促进生物膜形成,提高处理效率。活性炭:适合染料废水等难降解有机物,但成本较高。
一、常见滤料类型及特性
焦炭/陶粒滤料
特点:比表面积大、孔隙率高,适合生物膜附着。
应用:城市污水、高浓度有机废水。
案例: 处理城市污水(A-BF法)时,焦炭滤料在滤速2m/h、气水比6:1条件下,CODCr去除率90%,BOD5去除率94.7%,SS去除率98.5%。对微污染水源,改性焦炭滤料对浊度去除率超90%。
石英砂滤料
特点:机械强度高,适用于物理截留和生物吸附。
应用:微污染水、低浓度有机废水。
案例: 滴滤式砂滤池中,粒径7-8mm石英砂在滤层40cm时,过水流量稳定在640-650cm³/s,适合大流量处理。改性石英砂(1-2mm)对微污染水CODCr去除率达89.1%。
酶促填料(如新型生物膜载体)
特点:促进微生物酶活性,强化有机物降解。
应用:高浓度工业废水(如染料废水)。
案例: 变速生物滤池中使用酶促填料,深层滤料利用率提高,CODCr去除率增加15%-20%。
活性炭滤料
特点:吸附性能强,适用于难降解有机物。
应用:染料废水、含重金属废水。
案例: 活性炭联合生物滤池处理染料废水,色度去除率95%以上,CODCr去除率提升50%。
二、不同废水类型的最优滤料选择
1. 城市污水
推荐滤料:焦炭或陶粒
处理效果: 焦炭滤料在滤速2m/h时,CODCr从304mg/L降至28.5mg/L,BOD5从80.8mg/L降至4.1mg/L。滤层厚度40cm时,出水可达《污水综合排放标准》一级标准。
2. 微污染水源水
推荐滤料:改性石英砂
处理效果:
改性石英砂(1-2mm)对浊度去除率98%,CODCr去除率89.1%。滤速2m/h时,出水SS≤1.7mg/L,满足饮用水预处理要求。
3. 染料废水
推荐滤料:活性炭+生物膜复合滤料
处理效果: 活性炭吸附结合生物降解,CODCr从1000mg/L降至100mg/L以下,色度去除率超95%。反冲洗周期需缩短至24-48小时,避免滤料堵塞。
4. 高盐分工业废水
推荐滤料:耐盐型陶粒
处理效果: 陶粒滤料在盐度5%条件下,氨氮去除率仍保持80%以上。
三、关键运行参数
滤速:
焦炭/陶粒滤料:2-4m/h(城市污水);
石英砂滤料:1-2m/h(微污染水)。
气水比:6:1-8:1(优化生物膜氧传递)。
滤层厚度:40-60cm(兼顾截污能力与水力负荷)。
反冲洗强度:气冲强度10-15L/(m²·s),水冲强度4-6L/(m²·s)。
四、滤料性能对比
滤料类型 |
适用废水 |
CODCr去除率 |
BOD5去除率 |
SS去除率 |
运行成本 |
焦炭/陶粒 |
城市污水 |
85%-92% |
90%-95% |
95%-98% |
低 |
改性石英砂 |
微污染水 |
80%-89% |
85%-93% |
90%-98% |
中 |
活性炭 |
染料废水 |
70%-85% |
60%-75% |
80%-90% |
高 |
酶促填料 |
高浓度有机废水 |
75%-90% |
80%-95% |
85%-95% |
中高 |
五、结论
焦炭/陶粒适用于高负荷城市污水,经济高效;改性石英砂适合微污染水,需关注改性工艺提升吸附能力;活性炭+生物膜组合是染料废水处理的最优解,但需控制反冲洗频率;未来可探索纳米材料改性滤料(如Fe³⁺负载陶粒)以强化难降解污染物去除。
实际应用中需结合废水特性、滤料成本及运维难度综合选择,并通过小试优化参数(如滤速、曝气量)以确保长期稳定运行。