实验室生物滤池滤料的改造与选取

王长昊　郭洋　虞政　林锦鸿

【摘要】本文详细阐述了根据实验室原有生物滤池滤料的效果分析对其进行改造与选取。通过对多种不同滤池滤料过滤效果的试验与对比，进行效果分析，最后对多种滤料的多种组合方式进行过滤效果分析，从而得出最适合实验室生物滤池实验的滤料组合。

【关键词】生物滤池 滤料组合 过滤效果 经济成本

一、概述

实验室生物滤池过滤试验是多个环境类专业（如给排水科学与工程、环境工程、水利工程等）学习过程中的重要实验，理论与实验相结合是最有效的学习方式，但是通过研究我国高校生物滤池中使用的滤料还是多年未更换的活性炭或者使用单一过滤材料进行试验，为使学生得到最好的学习效果，同时由于滤料属于消耗品，还要做到节约成本，减少开支的效果，本项目对市面上最为常见的几种滤料进行了过滤效果的对比和研究分析。

在项目初期，通过对活性炭，石英砂，BAF滤料等多种滤料进行了单一过滤试验，通过这些实验我们得到数组数据，通过这些数据，我们发现进行单一滤料过滤时，每种滤料都有过滤效果不好，悬浮物过滤不干净等某种单一性的缺陷，之后通过使用组合滤料进行分级过滤，同时对更换滤料的方式进行了形式上的改变，使其更容易做到滤料的更换，能使学生更容易做到对比实验。

项目中后期，我们采用两种滤料分层使用的方式，后改为四层滤料，第一层为用来截留大颗粒污染物的塑料蜂窝管状滤料，第二层为用来吸附、脱色、除臭的活性炭，第三层为截留与吸附胶体泥沙，金属离子以及有机物，微生物，胶质颗粒的石英砂，最后一层为将生物氧化，生物絮凝，生物吸附结合在一起的BAF滤料。

二、选用单一滤料实验效果

项目初期我们分别对采用活性炭，石英砂和BAF滤料进行单一过滤进行了实验，得到的效果都存在着或多或少的缺陷，但通过这些实验使我们对每一项滤料的使用效果得到了详尽的了解，具体如下：

（一）仅使用活性炭进行过滤实验

实验的过程有以下三个部分：8cm粒径活性炭过滤实验，5cm粒径活性炭过滤实验与3cm粒径活性炭过滤实验。通过相应实验，可以获得三组不同的实验数据，从而得到其中最具性价比的分层粒径，为了节约成本，我们购买了粒径在8-10cm的石英砂，通过锤击过筛来得到不同粒径的活性炭，试验后实验数据如下：见附表1

通过实验我们得知活性炭具有吸附、脱色、除臭的效果，其中3-5cm粒径活性炭作用效果最好，3-5cm粒径活性炭过滤使用材料成本最低，故最具性价比的滤料为3-5cm粒径活性炭。

（二）仅使用石英砂进行过滤试验

由于石英砂购买途径的限制，我们仅购买到了粒径为2-4cm和4-8cm的石英砂，故我们仅采用了这两种材料进行实验，得到的实验数据如下：见表2

通过实验我们得到了石英砂具有吸附胶体泥沙，金属离子以及有机物，微生物，胶质颗粒的作用[1]，其中最具性价比的粒径为4cm左右。

（三）仅使用BAF滤料进行过滤试验

BAF滤料是一种较为新型的生物滤料，其过滤方式为在污水流经滤料表面时通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化[2]。实验数据如下：见附表3

三、选用分层滤料进行过滤试验

我们经过讨论得到每种滤料的使用数量对过滤效果起着极为重要的作用，故我们采用了分成体积比不同的分层方式进行了实验，分别采用了塑料蜂窝管状滤料、活性炭、石英砂和BAF滤料体积比分别为（1：1：1：1）;（1：2：3：3）;（3：2：2：1）三种分层实验，具体如下：

（一）体积比为1：1：1：1过滤试验

这种体积比的实验效果较好成本适中，数据如下：见附表4

（二）体积比为1：2：3：3过滤试验

这种体积比的实验效果极好成本较高，数据如下：见附表5

（三）体积比为3：2：2：1过滤试验

这种体积比的实验效果较好成本较低，数据如下：见附表6

综上所述得到的结果为在体积比为3：2：2：1时，过滤效果良好，成本较低，是最为理想的实验室生物滤池滤料。

四、结语

通过实验不同滤料与不断对比不同的分层滤料方案，我们证实了该滤料的净化性，核实了该体积比在保障过滤效果基本保持稳定的前提下，极低的使用成本与使用方便。

随着生物滤料研究的进步和提高，实验室生物滤池滤料也能得到快速发展。而滤料的种类与体积比是判断污水处理效果的重要条件，这需要科学研究进一步的研究与创新。

参考文献：

[1]王立平;張世华.均质石英砂滤料过滤性能的实验研究.西安建筑科技大学.2006

[2]邢丽贞.BAF中滤料的研究进展.山东建筑工学院市政与环境工程学院.2005