开封火山岩

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人工湿地用火山岩如何应用
人工湿地是基于自然湿地系统，人为构建、监管和控制的类似沼泽的地面，利用物理、化学和生物三者协同作用净化污水。从1903年在英国的约克郡Earby建立的已知早的人工湿地系统至今，人工湿地火山岩不仅应用于生活污水的处理，在处理含重金属离子的工业污水、矿山污水、垃圾渗滤液和暴雨径流等方面也得到了广泛应用。随着对人工湿地污水处理技术研究的深入，研究者将其主要分为填料、植物、微生物、动物、湿地中的水体五部分。其中填料是湿地中植物和微生物的生长载体，将发生在湿地内部的所有过程连接为统一的整体，在污水处理过程中起重要作用，直接影响人工湿地的污水处理效果。
通过在人工湿地内部填充多孔、有较大比表面积且空隙率较大的填料，可以为微生物提供更大的附着面积、提高气、液通过的能力，进而增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。因此，湿地基质填料的选择是湿地建造和能否改善湿地净化污水能力的关键。在填料的设计和选择上，为满足其作为生物膜载体等功能，一般需考虑材料的物理及化学组成、孔隙率及比表面积、机械强度、空间体积及形态、生物、化学及热力学稳定性和价格等因素。由于人工湿地往往应用于农村生活污水的处理及城市及景观等地表水体的生态修复中，因此还应考虑填料是否易得。
人工湿地在城镇污水处理系统和地表水体生态修复中已经得到广泛的应用，但目前在基质填料的选择上仍依赖于**物质，筛选简单易得、来源于工农业生产中的废弃物又性能良好的填料，并进行模块化加工配置、生产出根据市场需要的形状和强度，既能保留原有介质优良的净水作用，又能实现快速更换的模块化、达到有效地快速恢复人工湿地功能的生态填料是一个亟待解决的问题。

火山岩填料在使用中应该满足那些要求
用于污水、废水处理工程，配套于接触氧化塔、氧化池氧化槽等设备，是一种生物接触氧化法和厌氧发酵法处理废水的生物载体。广泛用于生物接触氧化池、水解酸化池内作生物填料。生物填料是微生物生长栖息的场所，适宜的火山岩填料应满足下述基本要求：
耐磨损性：填料必须具有较高的耐腐蚀性，这样能减少填料在反冲洗后期或挂膜量少时的磨损程度；
表面电性和亲水性：微生物一般带有负电荷，而且亲水，因此填料表面带有正电荷将有利于微生物固着生长，填料表面的亲水性同样有利于微生物的附着。
机械强度好：生物填料必须具有在不同强度的水力剪切作用以及填料之间摩擦碰撞过程中破损率低的机械强度要求。较好的硬度能使填料即使在气液过滤过程中使用多年仍能保持其原有的大小和形状；
湿密度：填料湿密度过大，造成在反冲洗时填料悬浮膨胀困难或使反冲洗时能耗增加，甚至冲洗不干净，长期运行导填料致板结。密度过小，又不宜于填料在反应器中的运行工况，因此滤料湿密度需在一定范围之内。
比表面积大：生物填料一般选用比表面积大、开孔空隙率高的多孔惰性填料，这种填料有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量；有利于微生物代谢过程中所需氧化和营养物质以及代谢产生的废物的传质过程；
生物、化学稳定性好：生物膜在新陈代谢过程中会产生多种代谢产物，某些代谢产物可能对填料产生腐蚀作用，因此生物填料必须具有一定的化学稳定性和抗腐蚀性，同时需不参与生物膜的生物化学反应，且其本身应是不可生物降解的。
空隙率及表面粗糙度：要求填料具有一定的空隙率及粗糙度有利于微生物的附着、生长，而重要意义在于：减少填料在冲洗过程中由于填料之间摩擦碰撞而造成固着微生物膜的过量脱落，保证生物滤池周期工作的初期基本微生物量的要求，以便出水水质相对稳定。

火山岩滤料的优势
1、空隙率：内外平均孔隙率在40%左右，对水的阻力小，同时与同类滤料相比，所需滤料量少，同样能达到预期过滤目标。
2、比表面积：比表面积大、开孔率高且惰性.有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物质及代谢产生的废物的传质过程。
3、滤料形状与水的流态：由于火山岩生物滤料是无尖粒状，且孔径大多数比陶粒要大，所以在使用时对水流的阻力小，节省能耗。

火山岩的空隙率重要吗？
空隙率对火山岩滤料来说是很重要的。如果火山岩滤料的孔隙率低，将造成它的比重大，再加上粒径差异(BAF一般要求为3-6mm)，颗粒之间的重量差异进一步加大。在滤池冲洗时，在同样的冲洗强度下，滤料(特别是下层颗粒直径大的滤料)由于重量大，流化速度小，相互摩擦的程度不够，长期冲洗不干净，终导致板结，这可以从滤池板结后清掏滤池时观察的情况得到证实。
孔隙率对火山岩滤料使用效果的影响，火山岩滤料是用来挂膜的，而挂膜就需要滤料有很好的空隙率，如果滤料的孔隙率低，将严重影响使用效果。同样，如果火山岩的孔隙率高的话，能达到50%以上，比重轻、同样的粒径分布滤料颗粒之间重量差异小，冲洗时相对均匀，板结的可能性也就降低。
重要的是，火山岩滤料的孔隙率大，富集的生物量大，**负荷高，它的孔隙率大不但可以减轻其比重，还可以使其固定更多的生物量，提高单位滤料**负荷。孔隙率的大小对同步脱氮的影响也非常大：火山岩内部贯通性的孔隙发达，滤料内部更容易形成厌(缺)氧环境，具有同步脱氮效果。根据资料，反硝化效率可达50%以上，根据我们实测到的资料，采用火山岩的污水处理厂在原水碳氮比失调的情况下，反硝化滤也接近30%。