BAF與MBR組合工藝在城市污水深度處理中的實驗研究畢業(yè)論文

1、摘摘 要要城市污水處理回用既可替代清潔水源、又減少了污水排放量，降低了城市排污負(fù)荷，有利于實現(xiàn)節(jié)能減排。baf（曝氣生物濾池）工藝是適合我國國情的簡易、高效、低耗的污水回用新技術(shù)。本文就 a/o 兩段式 baf 與 mbr 組合工藝處理蘭州市某污水廠二級處理出水進(jìn)行實驗研究，通過對低濃度、可生化性差的二級處理出水進(jìn)行深度處理，可直接回用于工業(yè)。本文通過實驗確定了最佳填料、進(jìn)行了不同掛膜方式的對比實驗、并采用 a/o 兩段式 baf 及 a/o 兩段式 baf 與 mbr 組合工藝對城市污水的處理進(jìn)行了研究，實驗結(jié)果表明：1.選擇最佳填料實驗采用火山巖、沸石和陶粒三種填料進(jìn)行對比，用復(fù)合接種方式

2、進(jìn)行掛膜，在進(jìn)水 codcr 為 50-60 mg/l，水力負(fù)荷為 0.425m3/（hm2） ，水溫1317，do 為 46mg/l，氣水比為 3:1，hrt 為 2h 的條件下，掛膜穩(wěn)定后陶粒效果最好，對 cod 和 nh3-n 的平均去除率高于火山巖和沸石，分別為 35% 、79%。2.以陶粒為填料進(jìn)行了不同掛膜方式的對比實驗，采用復(fù)合進(jìn)水掛膜與二級處理出水掛膜進(jìn)行對比，在進(jìn)水 codcr 為 40-55 mg/l，水力負(fù)荷為 0.234m3/（hm2） ，水溫1722，do 為 36mg/l，hrt 為 23h 的情況下，掛膜后期復(fù)合進(jìn)水掛膜與二級處理出水掛膜 cod 和 nh3-n

3、的平均去除率分別為 18%、35%，95%、95%，直接用二級處理出水掛膜好于復(fù)合進(jìn)水掛膜。3.a/o 兩段式 baf 深度處理城市污水實驗運行 25d 后， baf 對 cod 的去除率達(dá)2344%。系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，a/o 兩段式 baf 總水力停留時間為 2、4、6h 時，氨氮去除率保持在 95%以上，并且在進(jìn)水有機(jī)物含量低、水力停留時間長的條件下其對氨氮的去除率取決于進(jìn)水氨氮的高低，而水力停留時間為 6h 時 codcr 的去除效果最好，為 34.26%。4.a/o 兩段式 baf 與 mbr 組合工藝對二級處理出水進(jìn)行深度處理的初步結(jié)果表明：該組合工藝對 codcr、nh3-n 平均去

4、除率分別為 55.7%、95%，出水 codcr、氨氮分別為 20.32、0.28mg/l 達(dá)到了國家地表水類標(biāo)準(zhǔn) ，同時 a/o 兩段式 baf 作為超濾的預(yù)處理有效減輕了膜污染。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：城市污水深度處理；baf 與 mbr 組合工藝；厭氧生物濾池；好氧生物濾池；mbrabstractmunicipal wastewater treatment and reuse can replace clean water, reduc the volume of sewage discharge and reduce urban sewage load,it is helpful to ach

5、ieve energy conservation. baf (biological aerated filter) technology is suitable for china easy, efficient and low consumption of sewage reuse with new technology. a combined proeess of a/o two-stage biologieal aerated fllter(baf) and membrane bioreactor(mbr) is used to treat secondary effluent of a

6、 lanzhou city wastewater treatment plant for reuse in this paper, in-advanced wastewater treatment of low concentration and poor biodegradability of the secondary treatment effluent can be directly reused for industrial .experiment to determine the best packing, different biofilm way of comparative

7、experiment,to use the a/o two-stage biologieal aerated fllter(baf) and the a/o two-stage biologieal aerated fllter(baf) and mbr combination processes of urban sewage processing, experimental the results showed that:1.select the best packing experiment use volcanic rocks, zeolite and ceramic fillers

8、were compared which used composite inoculated biofilm in the influent codcr was 5060mg/l, the hydraulic load was 0.425m3/(h.m2),water temperature was 1317c,do was 46mg/l,air to liquid ratio was 3:1, hydraulic retention time(hrt) was 2h, after the stability of the biofilm, ceramsite is best, its aver

9、age removal of cod and nh3-n is higher than volcanic rocks and zeolite, 35% and 79% respectively.2. different biofilm way of contrast experiment which used ceramsite for packing, comparing the effect of the composite water biofilm and the secondary treatment effluent biofilm, in the influent codcr w

10、as 4055mg/l, the hydraulic load was 0.234m3/(h.m2), water temperature was 1722, do was 3-6mg /l, hydraulic retention time(hrt) was 23h, composite water biofilm and secondary treatment effluent biofilm which their average removal of cod and nh3-n are18%、35%, 95%、95%, the direct use the secondary trea

11、tment effluent biofilm is better than composite water biofilm.3.after a/o two-stage baf advanced treatment of municipal wastewater experiment running 25 days, the removal rate of cod was 2344%.after system was stable,when the total hydraulic retention time of a/o two-stage baf was 2,4,6 h,its ammoni

12、a removal rate remained at more than 95% and its ammonia nitrogen removal rate depends on the level of influent ammonia nitrogen under the influent low organic matter content and long hydraulic retention time.when hydraulic retention time is 6h,the removal rate of cod is best, the removal rate of co

13、d is 34.26%.4.a combined proeess of a/o two-stage biologieal aerated fllter(baf) and membrane bioreactor(mbr) is used to treat secondary effluent, preliminary results show that: the combination of process on the average removal rate of cod, nh3-n is 55.7%, 95% respectivel, the effluent cod and ammon

14、ia concentration are 20.32,0.28 mg/l respectively,which reached “the surface water standard of three types of water”,while the a/o two-stage baf as ultrafiltration(uf) pretreatment effectively reduced the membrane fouling.key words: municipal wastewater treatment；combined process of baf and mbr； ana

15、erobic biofilter；aerobic biofilter；mbr；目目 錄錄1. 緒論 .11.1 研究背景 .11.1.1 水資源及水環(huán)境現(xiàn)狀.11.1.2 城市污水回用的必要性.11.2 城市污水回用現(xiàn)狀及回用技術(shù) .11.2.1 國內(nèi)外城市污水回用現(xiàn)狀.21.2.2 城市污水回用技術(shù).31.3 曝氣生物濾池（baf）用于污水處理綜述.41.3.1 曝氣生物濾池（baf）的工作原理.41.3.2 曝氣生物濾池（baf）的主要類型.51.3.3 曝氣生物濾池（baf）的特征.61.3.4 曝氣生物濾池（baf）在污水處理中的應(yīng)用情況.71.4 膜生物反應(yīng)器（mbr）用于污水處理綜

16、述 .91.4.1 膜生物反應(yīng)器的工作原理 .91.4.2 膜生物反應(yīng)器（mbr）的類型.101.4.3 膜生物反應(yīng)器（mbr）的特征.101.4.4 膜生物反應(yīng)器（mbr）在污水處理中的應(yīng)用情況.111.5 課題的提出及研究內(nèi)容 .121.5.1 課題的提出.121.5.2 研究內(nèi)容.122. 實驗概況 .132.1 實驗水質(zhì) .132.2 填料性能介紹 .132.3 實驗裝置 .152.3.1 選擇最佳填料的實驗裝置.152.3.2 不同掛膜方式對比實驗裝置.152.3.3 a/o 兩段式 baf 深度處理城市污水實驗裝置 .162.4 檢測項目與分析方法 .173. 曝氣生物濾池（baf

17、）填料選擇及掛膜方式的研究 .183.1 選擇最佳填料實驗 .183.1.1 實驗運行概況.183.1.2 掛膜啟動階段 codcr 去除效果對比.183.1.3 掛膜啟動階段氨氮去除效果對比.203.1.4 實驗結(jié)論.213.2 不同掛膜方式對比實驗 .213.2.1 實驗運行概況.213.2.2 掛膜啟動階段 codcr 去除效果對比.223.2.3 掛膜啟動階段氨氮去除效果對比.243.2.4 1#、2#baf 氮的變化 .253.2.5 生物量與生物活性的測定.273.2.6 實驗結(jié)論.313.3 本章小結(jié) .324. a/o 兩段式 baf 深度處理城市污水實驗研究.334.1 a/

18、o 兩段式 baf 的啟動 .334.1.1 a/o 兩段式 baf 實驗裝置的設(shè)計計算 .334.1.2 a/o 兩段式 baf 的掛膜方式 .364.2 掛膜啟動階段 codcr去除效果 .384.2.1 厭氧 baf 掛膜啟動階段 codcr 去除效果.384.2.2 好氧 baf 掛膜啟動階段 codcr 去除效果.394.3 掛膜啟動階段氨氮去除效果 .404.3.1 厭氧 baf 掛膜啟動階段氨氮去除效果 .404.3.2 好氧 baf 掛膜啟動階段氨氮去除效果 .414.3.3 進(jìn)水 codcr濃度對好氧 baf 氨氮去除效果的影響 .424.3.4 a/o 兩段式 baf 中氮

19、的變化 .434.4 a/o 兩段式 baf 中的微生物 .444.5 實驗結(jié)論 .454.6 a/o 兩段式 baf 最佳運行條件的確定hrt .464.6.1 水力停留時間對 codcr 去除效果.474.6.2 水力停留時間對氨氮去除效果.474.6.3 水力停留時間對濁度去除效果.484.7 本章小結(jié) .495. a/o 兩段式 baf 與 mbr 組合工藝深度處理城市污水實驗研究.505.1 超濾膜性能參數(shù)的確定 .505.1.1 超濾膜性能基本參數(shù).505.1.2 超濾膜通量的確定.515.2 a/o 兩段式 baf-超濾（uf）組合工藝對 cod 的去除效果 .525.3 a/o

20、 兩段式 baf-超濾（uf）組合工藝對氨氮的去除效果 .535.4 a/o 兩段式 baf-超濾（uf）組合工藝對濁度的去除效果 .546. 結(jié)論及建議 .556.1 結(jié)論 .556.2 建議 .55致 謝 .57附錄英文中文1.1. 緒論緒論1.11.1 研究背景研究背景1.1.11.1.1 水資源及水環(huán)境現(xiàn)狀水資源及水環(huán)境現(xiàn)狀 水資源是人類生產(chǎn)生活的最關(guān)鍵資源，可是如今，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，水體污染嚴(yán)重，水資源的保護(hù)和水污染的治理成為現(xiàn)代社會最關(guān)注的問題。根據(jù)我國水利部最新的水資源公報(2008 年中國水資源公報):我國水資源已探明總量為 2.8 萬億 m3，地表水 2.7 萬億 m3

21、，地下水 0.83 萬億 m3，全國水庫年末蓄水總量為 3083 億 m3。雖然我國總水量很大，但人均占有量很少，約 2200m3/人，在世界范圍內(nèi)屬于很低的水平，徘徊于中度缺水標(biāo)準(zhǔn)附近，加上我國對水污染的治理力度不是很大，導(dǎo)致了水資源的短缺1。中國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家，我國南北方城市都受到不同的缺水原因困擾，北方城市大多屬于資源性缺水，南方城市則由于處理不力引起的水體污染，逐漸歸為水質(zhì)型缺水2。而城市缺水必然會導(dǎo)致城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的滯后，也會引起社會的不安定。到 20 世紀(jì)末，全國 600 多座城市中，已有 400 多個城市存在供水不足問題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá) 110 個，全國城市缺水

22、總量為 60 億 m3。而我國每年約排放 365 億m廢水3，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。據(jù)預(yù)測，我國工業(yè)用水總量將從 1999 年的370 億 m增長到 2030 年的 660 億 m。1.1.21.1.2 城市污水回用的必要性城市污水回用的必要性污水的回用即再生水是城市的第二水源。城市污水再生利用是提高水資源綜合利用率，減輕水體污染的有效途徑之一。再生水合理回用既能減少水環(huán)境污染，又可以緩解水資源緊缺的矛盾，是貫徹可持續(xù)發(fā)展的重要措施水資源短缺和水環(huán)境污染已成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素。解決城市水污染和缺水問題的重要途徑是城市污水回用。城市污水由于不受季節(jié)、氣候等自然條件的影響，是

23、一個不容忽視的穩(wěn)妥可靠的水資源。把妥善處理的城市污水合理回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和居民生活，不僅可以節(jié)省大量資金，節(jié)約大量清水，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約水資源，而且減少了居民水費的支出，提高了居民的生活質(zhì)量，對緩和水資源短缺狀態(tài)具有重大的戰(zhàn)略意義，其社會效益和環(huán)境效益更是不言而喻4。因此，城市污水經(jīng)過處理達(dá)到國家有關(guān)規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水，其城市污水回用己經(jīng)成為開辟城市新水源，解決城市水資源不足，實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的一個重要途徑。1.21.2 城市污水回用現(xiàn)狀及回用技術(shù)城市污水回用現(xiàn)狀及回用技術(shù)1.2.11.2.1 國內(nèi)外城市污水回用現(xiàn)狀國內(nèi)外城市污水回用現(xiàn)狀世界各國對污水的回用十分重

24、視，美國、加拿大、以色列等國已將污水廣泛應(yīng)用于中水回用、工農(nóng)業(yè)灌溉、養(yǎng)殖業(yè)、市政綠化、生活洗滌、景觀用水等方面。美國十分重視污水回用，早在 1949 年加利福尼亞州地區(qū)水污染控制機(jī)構(gòu)頒布了允許使用中水作為農(nóng)業(yè)灌溉用水，并在 1967 年、1978 年進(jìn)行了兩次修訂，進(jìn)一步完善了中水的使用規(guī)范5。1977 年美國水法規(guī)定，凡申請聯(lián)邦城市污水治理項目補(bǔ)助者，必須同時提出結(jié)合進(jìn)行污水回用的可行性研究報告，否則不予審批。弗羅里達(dá)州根據(jù)其城市用水幾種特點，大規(guī)模地施行雙管供水系統(tǒng)，以自來水 40%左右的價格將中水供給高爾夫球場、城市綠化、住宅區(qū)的中水道用水。以色列是世界上最干旱的國家之一，相對于其他中東

25、和北非國家正面臨著水資源缺乏的環(huán)境問題。城市污水回用作為解決這一問題的策略之一以被廣泛用于農(nóng)業(yè)和城市灌溉。目前在以色列每年大概產(chǎn)生大約 5 億 m3的廢水，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)和其他廢水，其中 4.5 億 m3的廢水通過不同的污水處理技術(shù)被處理，3 億 m3的經(jīng)處理過的廢水被作為中水回用于農(nóng)田灌溉。據(jù)統(tǒng)計 2004 年以色列污水回用率已達(dá)到 84%，目前，以色列100的生活污水和 72的城市污水得到了回用。以色列之所以取得如此驚人的成績，除大力發(fā)展高科技外，推行城市污水回用政策是一個非常重要的因素6。科威特也是一個干旱的國家，每年降雨量僅約 100mm。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人口的增加，科威特愈來愈面臨著

26、水資源短缺的危機(jī)。在這種環(huán)境下，城市污水作為重要的水資源經(jīng)處理后被廣泛應(yīng)用在中水回用、農(nóng)業(yè)灌溉、景觀澆灌、地下水回灌、城市非飲用水等方面7。我國對城市污水處理與利用研究，早在 1958 年就開始列入國家科研課題，上世紀(jì)60 年代關(guān)于污水灌溉的研究已達(dá)到一定水平，上世紀(jì) 70 年代中期，進(jìn)行了城市污水以回用為目的的污水深度處理小試，上世紀(jì) 80 年代初我國青島、大連、太原、北京、天津、西安等缺水的大城市相繼開展了污水回用于工業(yè)和民用的實驗工程，并取得積極成果，不少公用建筑亦建設(shè)了中水回用裝置8。目前，我國城市污水回用已經(jīng)形成一定規(guī)模，在北方一些嚴(yán)重缺水城市，如北京、天津等城市，城市污水回用工程已

27、經(jīng)相當(dāng)普遍。北京在污水回用方面走在了全國的前列。北京高碑店污水處理廠的二級處理出水給華能熱廠提供冷卻水的水源，供應(yīng)量為 4 萬噸/d。同時該污水處理廠還為三河熱電廠等工業(yè)企業(yè)供水。 城市污水回用目前已經(jīng)成為北京的第二大水源。統(tǒng)計數(shù)字顯示，2010 年回用水年用量已達(dá) 6.8 億 m3，回用水已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)灌溉、城市綠化、河湖環(huán)境等領(lǐng)域。 北京市目前中水主要回用在電廠冷卻水、城市公園綠化、湖泊和河流補(bǔ)充水、道路沖洗用水、建筑內(nèi)沖廁用水、洗車用水等9。天津開發(fā)區(qū)污水回用目前在全國處于領(lǐng)先水平，主要是敢于創(chuàng)新和利用最先進(jìn)的技術(shù)10。針對用戶對水質(zhì)的不同需要和污水處理廠出水水質(zhì)的特點，進(jìn)

28、行有針對性工藝設(shè)計，這樣的中水回用系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益明顯。天津開發(fā)區(qū)城市污水回用主要用戶是森林公園、工業(yè)企業(yè)以及景觀湖泊。1.2.21.2.2 城市污水回用技術(shù)城市污水回用技術(shù)結(jié)合中水水源，根據(jù)水處理的分類，污水回用處理工藝按處理機(jī)理不同可分為物理化學(xué)處理法、生物處理法、膜處理法、生物與物化法四大類11。(l)物理化學(xué)處理法物理化學(xué)處理法是以混凝沉淀(氣浮)技術(shù)和活性炭吸附技術(shù)相結(jié)合的基本方式，主要用于處理優(yōu)質(zhì)雜排水。其中混凝/沉淀(澄清)/過濾/消毒是這類工藝中最具代表性工藝。其工藝成熟、出水水質(zhì)穩(wěn)定，能有效去除二級出水中尚存的膠體物質(zhì)、部分重金屬、有機(jī)污染物和細(xì)菌12。(2)生物處

29、理法污水中含有大量的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)，污水的常規(guī)生物處理主要是去除污水中的可降解的有機(jī)物質(zhì)，利用好氧微生物的吸附、氧化作用，降解污水中有機(jī)物。生物處理法包括好氧微生物、厭氧微生物和兼性微生物處理。中水處理中多采用好氧生物膜微生物處理技術(shù)。如生物接觸氧化法13、活性污泥法14等。近年來逐漸發(fā)展起來一些新型的生物處理技術(shù)如曝氣生物濾池等。(3)膜處理法膜處理法屬于物理處理或物理化學(xué)處理方法，是指利用膜技術(shù)來處理水，污水經(jīng)過粗濾后，再經(jīng)膜過濾分離，使之符合一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。膜按孔徑大小可分為微濾(mf)、超濾(uf)、納濾(nf)和反滲透膜(ro)。超濾(uf)作為近年來發(fā)展完善的一種新工藝，具有傳

30、統(tǒng)深度處理工藝不可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，目前在中水回用中應(yīng)用較為廣泛15。(4)生物與物化法生物與物化法是將生物處理法與物化法組合起來應(yīng)用的一種處理方法，目前膜生物反應(yīng)器是此方法中比較新的一種污水處理技術(shù)?？梢酝瑫r去除水中膠體類雜質(zhì)和溶解性雜質(zhì)，是一種經(jīng)濟(jì)、高效的小范圍污水處理新工藝。結(jié)合以上幾種中水回用技術(shù)，目前常用的中水處理工藝歸納起來，主要包括以下幾種類型:二級處理尾水消毒中水二級處理尾水過濾消毒中水a(chǎn)/o 處理出水微絮凝過濾氯消毒回用二級處理出水化學(xué)混凝沉淀或氣浮過濾氯消毒回用二級處理出水生物接觸氯化接觸過濾氯消毒回用二級處理出水生物曝氣濾池精密過濾氯消毒回用二級處理出水過濾超濾膜生化反應(yīng)器

31、回用二級處理出水粗濾超濾膜回用二級處理出水預(yù)過濾超濾膜過濾反滲透回用1.31.3 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（baf）用于污水處理綜述）用于污水處理綜述1.3.11.3.1 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（baf）的工作原理）的工作原理圖圖 1.1 biocarbone 示意圖示意圖曝氣生物濾池（biological aerated filter，簡稱 baf）屬生物膜處理法中的一種，它是一種集生物降解、固液分離于一體的污水處理生物膜三相反應(yīng)器。其處理污水的原理是反應(yīng)器內(nèi)填料上生長的生物膜中微生物氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用16，沿水流方向形成的食物鏈分級捕食作用，以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境

32、和厭氧段的反硝化作用17。20 世紀(jì) 80 年代末期，法國 otv 公司在廢水處理領(lǐng)域首次開發(fā)出了biocarbone 工藝，如圖 1.1 所示，它屬于曝氣生物濾池的最早形式。被處理的原污水從池上部進(jìn)入池體，并通過由填料組成的濾層，在填料表面形成有微生物棲息形成的生物膜。在污水濾過濾層的同時，由池下部通過空氣管向濾層進(jìn)行曝氣，空氣由填料的間隙上升，與下流的污水相向接觸，空氣中的氧轉(zhuǎn)移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和豐富的有機(jī)物。在微生物的新陳代謝作用下，有機(jī)污染物被降解，污水得到處理18。隨著過濾的進(jìn)行，填料表面新產(chǎn)生的生物量逐漸增多，截留的懸浮物(ss)和脫落的生物膜也不斷增加

33、，水頭損失開始緩慢增加。當(dāng)固體物質(zhì)積累達(dá)到一定程度時，濾層上部將形成表面堵塞層，導(dǎo)致水頭損失迅速增加并達(dá)到極限水頭損失。此時應(yīng)立即進(jìn)行反沖洗以去除濾床內(nèi)過量的、尤其是老化脫落的生物膜及 ss，恢復(fù)濾池的處理能力。反沖洗通常采用氣水聯(lián)合反沖洗。反沖洗水多為處理儲存的達(dá)標(biāo)排放水，反沖空氣來自底部單獨的反沖氣管。反沖時關(guān)閉底部進(jìn)水和工藝空氣，水氣交替單獨反沖，最后用水漂洗。反沖洗水通常自下而上，濾層受向上的水流作用而輕微膨脹并達(dá)到流化狀態(tài)。在氣水對填料的流體沖刷和填料間相互摩擦的雙重作用下，老化的生物膜及被截留的 ss 與填料分離，被沖洗水沖出濾池。再生后的濾池進(jìn)入下一周期的運行。1.3.21.3.

34、2 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（baf）的主要類型）的主要類型根據(jù)水流方向，曝氣生物濾池可分為上向流和下向流兩種，早期的曝氣生物濾池多采用下向流，但由于下向流曝氣生物濾池存在截污效率不高、易堵塞、運行周期短。因此現(xiàn)在多采用氣水同向的上向流曝氣生物濾池。氣水同向使得布水布?xì)飧泳鶆?，在氣水上升過程中把底部截流物帶入曝氣生物濾池的中上部，增加了濾池的截污能力，延長了工作周期。而且避免了下向流曝氣生物濾池將截流的污染物主要集中在填料的上部，運行一段時間以后，會造成負(fù)水頭現(xiàn)象，進(jìn)而引起溝流現(xiàn)象。目前上向流曝氣生物濾池主要有 biofor、biostyr、eolox、deepbed、biopur 等多種

35、形式19，目前世界范圍內(nèi)普遍采用的兩種 baf 系統(tǒng)是 biostyr 工藝和 biofor 工藝。 （1）biostyr 工藝biostyr 工藝也是法國 otv 公司的注冊工藝，是對其原有 biocarbone 的一個改進(jìn)，由于采用了新型輕質(zhì)懸浮填料bio-styrenetm(主要成分是聚苯乙烯，且比重小于 1)而得名。圖 1.2 為 biostyr 工藝的示意圖。在 biostyr 工藝中，污水從濾池底部進(jìn)入，與空氣同向上流經(jīng)濾料，濾料頂端安裝有一定數(shù)量濾頭的濾板以防止濾料流失，濾板以上為反沖水儲存區(qū)，靠重力流向下清洗濾料，曝氣管依然位于濾料層中下部，將濾料層分為好氧區(qū)和缺氧區(qū)，可設(shè)回流

36、泵以進(jìn)行反硝化20。 圖圖 1.2 biostry 示意圖示意圖 圖圖 1.3 biofor 示意圖示意圖（2）biofor 工藝biofor 工藝是 20 世紀(jì) 90 年代初，由德國 phillip muller 公司開發(fā)的另一種曝氣生物濾池。它應(yīng)用的濾料為比重大于 1 的沉沒式輕質(zhì)陶粒。biofor 工藝中主體反應(yīng)池的結(jié)構(gòu)和處理流程如圖 1.3 所示。底部為氣水混合室，之上為濾板和專用長柄濾頭、承托層、濾料，曝氣器位于承托層內(nèi)，污水自下而上通過濾層，提供微生物新陳代謝所需的養(yǎng)分21。biofor 工藝與 biostyr 工藝有一些共同性，它們均為周期性運行，從開始過濾至反沖洗完畢為一完整周

37、期；水流方向相同，所處理水均為上向流，從濾池底部進(jìn)入，經(jīng)濾料層從上部流出。所不同的是 biofor 工藝因為采用了比重大于 1 的濾料，濾料層以上不需設(shè)濾板；曝氣管安裝在濾層以下的承托層中，從而避免了曝氣孔的堵塞；反沖洗水流也是從濾池底部進(jìn)入，與反沖洗空氣一起通過濾頭進(jìn)入濾層。1.3.31.3.3 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（baf）的特征）的特征(l) 占地面積小，基建投資省。曝氣生物濾池之后不設(shè)二沉池，可省去二沉池的占地和投資。曝氣生物濾池水力負(fù)荷、容積負(fù)荷大大高于傳統(tǒng)污水處理工藝，停留時間短，因此所需生物處理面積和體積都很小，節(jié)約了占地和投資，這對于寸土寸金的城市建設(shè)污水處理廠具有重要意

38、義。(2) 出水水質(zhì)高。過濾、生物吸附與生物氧化作用凈化廢水，濾料表面為好氧環(huán)境，內(nèi)部為厭氧、缺氧的微環(huán)境。存在好氧、厭氧和缺氧微生物，使得硝化、反硝化作用同時進(jìn)行。因周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現(xiàn)為生物膜較薄，活性很高。高活性的生物膜可以有效去除 bod、cod、氨氮等，并吸附截留一些難降解的物質(zhì)。(3) 氧的傳輸效率高，曝氣量小，供氧動力消耗低。氧的利用效率可達(dá) 20%30%，曝氣量明顯低于一般生物處理法。其主要機(jī)理是：因濾料粒徑很小，氣泡在上升過程中，不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了氧氣的利用率；氣泡在上升過程中，受到了濾料的阻力，延長了停留時間，同樣有利氧氣的傳

39、質(zhì)。(4) 易掛膜，啟動快。曝氣生物濾池在水溫 1015時，23 周即可完成掛膜過程。曝氣生物濾池在暫時不使用的情況下可關(guān)閉運行，此時濾料表面的生物膜并未死亡，而是以孢子的形式存在，一旦通水曝氣，可在很短的時間內(nèi)恢復(fù)正常。(5) 菌群結(jié)構(gòu)合理。傳統(tǒng)的活性污泥法，微生物的分布相對均勻，而在 baf 中從上到下形成了不同的優(yōu)勢生物菌種，因此使得除 c、硝化、反硝化能在同一個池子中發(fā)生，簡化了工藝流程。(6) 可間斷運行。由于大量的微生物生長在粒狀濾料粗糙多孔的內(nèi)部和表面，微生物不會流失，即使長時間不運轉(zhuǎn)也能保持其菌種，如長時間停止不用后再使用，可在幾天內(nèi)恢復(fù)正常運行。曝氣生物濾池也存在不足的地方2

40、2 23 24：(1) 雖然曝氣生物濾池技術(shù)發(fā)展較快，但其反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)動力學(xué)的研究尚待深入，有關(guān)反應(yīng)機(jī)理的理論體系還有待完善；(2) 曝氣生物濾池生物法除磷效果較差，從目前的 baf 運行工藝看，完全用生物除磷是很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的，同時脫氮除磷會使系統(tǒng)變得更為復(fù)雜。如何深入研究其除磷機(jī)理，從而創(chuàng)造良好的厭氧好氧環(huán)境將有待進(jìn)一步探索；(3) 曝氣生物濾池要求進(jìn)水 ss 低。由于 baf 濾料粒徑小，若進(jìn)水 ss 高，濾料納污會較快地達(dá)到飽和，從而會頻繁地反沖，導(dǎo)致反沖費用高。baf 工藝作為在我國剛剛起步的污水處理工藝，人們對它的研究很少，應(yīng)用就更少了。由于沒有成熟的運行參數(shù)，工程設(shè)計難以進(jìn)行

41、，這恐怕是 baf 工藝向前邁進(jìn)的最大障礙25。1.3.41.3.4 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（baf）在污水處理中的應(yīng)用情況）在污水處理中的應(yīng)用情況(1) 曝氣生物濾池在國外污水處理中的研究應(yīng)用曝氣生物濾池作為生物膜法的一種新型工藝，思路始于 20 世紀(jì)初。經(jīng)過不斷的發(fā)展，直至 20 世紀(jì) 80 年代中期才形成一種較為成熟的污水處理新工藝，并得到應(yīng)用和推廣26。曝氣生物濾池的前身是淹沒式生物濾池。1913 年該技術(shù)開始在美國 lawrence應(yīng)用，初稱淹沒式接觸曝氣池（submerged contactaeratot，sca） ，利用焦炭及灌木枝做填料，其后設(shè)置沉淀池。隨后 sca 隨著采

42、用填料及運行方式的不同而不斷發(fā)展。直到 20 世紀(jì) 70 年代末、80 年代初，一種新型的生物濾池引入了反沖洗，通過反沖洗的方式更新生物膜和清除截留的懸浮物。同時，濾料粒徑的減少具有了截留懸浮物的功能，使得系統(tǒng)出水不需要再利用沉淀池進(jìn)行固液分離，節(jié)約了二沉池?？梢哉f，具有截留懸浮物和利用反沖洗的方式更新生物膜，解決堵塞問題是曝氣生物濾池工藝成熟的標(biāo)志27。 隨后，曝氣生物濾池工藝在歐洲開始廣泛應(yīng)用，美國和加拿大等美洲國家在 1980年代引進(jìn)此技術(shù)，日本，韓國和中國臺灣也先后引進(jìn)此技術(shù)28。比如英國利物浦北部的 water sandon dock 污水處理廠，法國塞納中心 cofombes 半地

43、埋式污水處理廠，美國賓夕法尼亞州的 monessen 焦化廢水處理廠29。日本荏原公司對 baf 設(shè)備的下部結(jié)構(gòu)作了相應(yīng)的改進(jìn)，使得 baf 工藝應(yīng)用于工業(yè)廢水處理時能夠適應(yīng)不同的水質(zhì)，防止設(shè)備堵塞。其改進(jìn)獲得了良好效果，且具備了一定的推廣價值30。目前國外對曝氣生物濾池的研究基本處于由中試向生產(chǎn)性轉(zhuǎn)變的階段，頗多注意實際生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)成本、效益因素等。另外對曝氣生物濾池工藝本身的特性及影響因素例如濾池內(nèi)生物菌群分布特征，曝氣量控制，濾料粒徑尺寸等等也多有關(guān)注。曝氣生物濾池在城市污水深度處理用于回用方面的研究國內(nèi)外已有相關(guān)報道。在國外，s.kbavashi31在 1992 年就發(fā)表了曝氣生物濾池

44、(baf)用于污水深度處理的研究結(jié)果，并將其和砂濾進(jìn)行了對比，結(jié)果表明曝氣生物濾池(baf)和砂濾在去除 ss 上沒有明顯區(qū)別，但在去除bod5、codcr方面曝氣生物濾池(baf)處理效果明顯高于砂濾。(2)曝氣生物濾池在國內(nèi)污水處理中的研究應(yīng)用我國對曝氣生物濾池的研究處于起步階段，現(xiàn)有的曝氣生物濾池工藝一般用在城市污水二級深化處理，污水深度處理與回用，微污染水治理以及工業(yè)污水處理及設(shè)備成套化應(yīng)用中水處理工程32。2001 年 7 月，我國第一座以 baf 為主體工藝的污水處理廠大連馬欄河污水處理廠正式投入運行。該廠采用二級 biofor 處理生活污水，運行效果良好，出水水質(zhì)達(dá)到我國新頒布的

45、城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)37。代晉國，宋乾武，張曉丹33等人研究了韓國產(chǎn) epp 填料應(yīng)用于曝氣生物濾池(baf)處理二級出水的效果。其所采用原水為中國環(huán)境科學(xué)研究院家屬樓生活污水經(jīng) a2/o 二級處理后的出水，從氣水比和不同水力負(fù)荷兩方面做了考察。研究表明，在相同的氣水比 4:1 的情況下，水力負(fù)荷的加大，系統(tǒng) codcr、nh+4-n 去除率均下降，ss 的去除率變化不大。周媛媛等人34做了曝氣生物濾池-微絮凝過濾處理污染水源水的中試研究，著重考察 baf 和微絮凝過濾對污染物的綜合處理效果。結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水氨氮、cod、濁度和 tp 分別為 1525 mg/l、3040 mg/

46、l、715ntu 和 0.91.5 mg/l 時，工藝對氨氮、cod、濁度和 tp 的去除率分別為 89.0%、62.2%、90.1%和 64.8%，出水遠(yuǎn)優(yōu)于直接的混凝沉淀過濾工藝，可用于印染工業(yè)生產(chǎn)。baf-微絮凝過濾組合工藝較企業(yè)現(xiàn)有處理工藝來說，運行費用大體相當(dāng)，但各項出水指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有工藝，具有顯著的優(yōu)勢。1.41.4 膜生物反應(yīng)器（膜生物反應(yīng)器（mbr）用于污水處理綜述）用于污水處理綜述1.4.11.4.1 膜生物反應(yīng)器的工作原理膜生物反應(yīng)器的工作原理膜生物反應(yīng)器是利用膜組件進(jìn)行固液分離，將截流的污泥回流至生物反應(yīng)器中，透過水外排。膜組件是 mbr 中最主要的部分，它是把膜以某種形

47、式組裝成一個基本單元，相當(dāng)于傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中的二沉池35。在膜組件中，活性微生物與污水充分接觸，不斷氧化污水中的那部分能被其降解的有機(jī)物，而不能被微生物降解的有機(jī)物和無機(jī)物及活性污泥、懸浮物、各類膠體、大部分細(xì)菌則被截留，從而實現(xiàn)對污水處理凈化的目的。目前，常見的膜組件有中空纖維式、管式、螺旋式和平板式幾種。其特性如表 1.1 所示。表表 1.1各種膜組件特性各種膜組件特性中空纖維式毛細(xì)管式圓管式螺旋卷式平板式價格/(元m-3)40-50150-800400-1500250-800800-2500填充密度高中低中低清洗難易易中易壓力降高中低中中可否高壓操作可否較難可較難模形式限制有有無無無圖

48、圖 1.4 不同膜的分離范圍不同膜的分離范圍膜是具有選擇性分離的功能材料。膜的孔徑一般為微米級，依據(jù)其孔徑的不同(或稱為截留分子量)，可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，常用于 mbr 工藝的膜有微濾膜(mf)和超濾膜(uf)。根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。不同膜的分離范圍如圖 1.4 所示。1.4.21.4.2 膜生物反應(yīng)器（膜生物反應(yīng)器（mbr）的類型）的類型（1）分置式膜生物反應(yīng)器，是指膜組件與生物反應(yīng)器分開設(shè)置，在反應(yīng)器中設(shè)有循環(huán)管路，靠加壓泵加壓

49、出水，加壓泵從生物反應(yīng)器抽水，壓入膜組件中，膜的濾過水排出系統(tǒng)，濃縮液回流至生物反應(yīng)器，也稱交叉流式膜生物反應(yīng)器36。其特點是：運行穩(wěn)定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更換及增設(shè)。但由于其在較高的交叉流速率、過膜壓力和水通量的條件下操作，并且回流污泥，因此動力消耗大，系統(tǒng)運行費用高37。（2）一體式膜生物反應(yīng)器，是將膜組件放置在生物反應(yīng)器內(nèi)部，曝氣器設(shè)置于膜組件的正下方，利用曝氣引起的氣液向上的剪切力，來實現(xiàn)膜面的錯流效果，也有采用在一體式膜組件附近進(jìn)行葉輪攪拌和膜組件自身的旋轉(zhuǎn)(如轉(zhuǎn)盤式膜組件)，來實現(xiàn)膜面的錯流效應(yīng)。膜出水靠抽吸泵的抽吸而出水。與分置式相比，一體式最大特點是運行能耗低38

50、，但是在運行穩(wěn)定性、操作管理方面和清洗更換上，不及分置式。（3）復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，在形式上也屬于一體式膜生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而改變了膜生物反應(yīng)器的某些性狀，形成復(fù)合式膜生物反應(yīng)器。復(fù)合式膜生物反應(yīng)器運行穩(wěn)定，在脫氮除磷方面具有優(yōu)勢。1.4.31.4.3 膜生物反應(yīng)器（膜生物反應(yīng)器（mbr）的特征）的特征mbr 工藝作為一種新型污水處理技術(shù)，尤其是應(yīng)用于城市污水回用工程中，具有以下特點：（1）去除率高，出水穩(wěn)定。由于 mbr 膜的截留作用，避免了微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而提高了體積負(fù)荷，降低了污泥負(fù)荷，具有極強(qiáng)的抗沖擊能力。又由于膜的截留作用

51、，使 srt 延長，營造了有利于增殖緩慢的微生物生長，如硝化細(xì)菌生長的環(huán)境，可以提高系統(tǒng)的硝化能力，同時有利于提高難降解大分子有機(jī)物的處理效率和促使其徹底的分解。在運行過程中，較大的水力循環(huán)，導(dǎo)致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高了活性污泥的比表面積。mbr 系統(tǒng)中，活性污泥的高度分散，是提高水處理效果的又一原因39，這是普通生化法水處理技術(shù)形成較大的菌膠團(tuán)所難以相比的。（2）處理負(fù)荷高，剩余污泥量少。由于 srt 很長，生物反應(yīng)器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少了污泥的產(chǎn)量，剩余污泥產(chǎn)量低，污泥處理費用低;mbr 曝氣池的活性污泥不會隨出水流失，在運行過程中，

52、活性污泥會因進(jìn)入有機(jī)物濃度的變化而變化，并達(dá)到一種動態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定，并有耐沖擊負(fù)荷的特點。（3）操作方便，占地面積小。mbr 使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)反應(yīng)器的水力停留時間(hrt)和污泥停留時間(srt)完全分離，使設(shè)計簡化，易于一體化，實現(xiàn)自動控制，運行控制較靈活40。并可省去二沉池、砂濾池，節(jié)省了占地面積和土建投資。（4）)mbr 的缺點是，膜表面容易形成附著層，使膜的通量顯著下降，運作后容易產(chǎn)生膜污染，清洗較困難，更換費用較高。同時，由于國內(nèi)膜的生產(chǎn)技術(shù)較西方先進(jìn)國家仍有較大的差距，致使大量的膜和膜組件依賴于進(jìn)口，如美國陶氏化學(xué)公司的filmtec 反滲透和納濾膜元

53、件、荷蘭 norit 公司的 xigatm 系列超濾膜和日本旭化成公司的 mi-crozatm 膜系列，使得處理成本較高。1.4.41.4.4 膜生物反應(yīng)器（膜生物反應(yīng)器（mbr）在污水處理中的應(yīng)用情況）在污水處理中的應(yīng)用情況(1) 膜生物反應(yīng)器（mbr）在國外污水處理中的研究應(yīng)用生物反應(yīng)器（mbr）是一種將膜過濾技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合的高效廢水處理工藝。20 世紀(jì) 60 年代末，dorr-oliver 公司開發(fā)研制了世界上第一個商用 mbr41，用來處理船舶廢水，之后陸續(xù)有學(xué)者對活性污泥和膜分離系統(tǒng)的結(jié)合工藝進(jìn)行研究和報道42。70 年代初，thetford 公司推出了一種新型膜生物分離系

54、統(tǒng) cycle-let 工藝，用于美國的污水回用項目。1989 年 yamamoto43首次將中空纖維膜組件直接放入活性污泥反應(yīng)器中，取得了十分優(yōu)異的處理效果，該工藝日后被稱為浸沒式 mbr。進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的日益提高以及 mbr 造價和運行成本的不斷降低，mbr 技術(shù)進(jìn)入了全面應(yīng)用的時代。截止 2005 年，mbr 的全球市值已經(jīng)達(dá)到 2.17 億美元。目前，全世界投入運行或在建的 mbr 工藝已超過 2500 套，已運行的規(guī)模最大的mbr 工程位于德國的 kaarst 市，處理量為 50000m3/d，在建規(guī)模最大的是美國brightwater 污水廠的 mbr 工

55、程，設(shè)計處理量 11.7 萬 m3/d44。(2) 膜生物反應(yīng)器（mbr）在國內(nèi)污水處理中的研究應(yīng)用我國對 mbr 技術(shù)的研究和報道始于 90 年代初，雖然起步較晚，但在國家的高度重視下，發(fā)展勢頭迅猛。1990 年，岑運華45在對日本水再生計劃的總結(jié)報道中介紹了mbr 技術(shù)在日本的研究進(jìn)展。隨后在國家科技攻關(guān)項目基金的支持下，包括清華大學(xué)、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)等在內(nèi)的許多高校和研究所紛紛開展了 mbr 技術(shù)的研發(fā)工作，在擴(kuò)展 mbr 的應(yīng)用范圍、優(yōu)先 mbr 的處理效果和運行條件、膜污染的機(jī)理以及膜污染控制等方面均取得了顯著的成績。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展以及

56、污水排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，mbr 技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣，涉及生活污水、石化污水、高濃度有機(jī)廢水、食品廢水、垃圾滲濾液等多個領(lǐng)域，2011年，mbr 技術(shù)被列入國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保局勢裝備目錄46，標(biāo)志著 mbr 技術(shù)已成為我國水處理技術(shù)的方向標(biāo)。1.51.5 課題的提出及研究內(nèi)容課題的提出及研究內(nèi)容1.5.11.5.1 課題的提出課題的提出黃河蘭州段是國家西部大開發(fā)的重點區(qū)域，廢水深度處理和資源化是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。而目前城市污水深度處理并回用是解決黃河蘭州段水資源短缺和水污染問題一舉兩得的有效方法。雖然目前城市污水廠二級出水水質(zhì)能達(dá)到城市污水排放標(biāo)準(zhǔn)，但遠(yuǎn)不能滿足污水再生回用的水質(zhì)標(biāo)

57、準(zhǔn)，所以當(dāng)前的污水廠迫切需要升級改造現(xiàn)有的處理技術(shù)、工藝，即在二級處理基礎(chǔ)上增加深度處理技術(shù)或工藝。探討尋求高效、節(jié)能、安全的深度處理單元技術(shù)和工藝對再生水得以回用具有重大意義。水源為蘭州市某污水廠二沉池出水，要求選擇合理的污水深度處理工藝為反滲透預(yù)處理工藝，使出水達(dá)到反滲透進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)。實驗?zāi)康氖菍Χ脸爻鏊M(jìn)行深度處理工藝，使出水達(dá)到優(yōu)質(zhì)回用水的要求，可直接應(yīng)用在工業(yè)用水上。1.5.21.5.2 研究內(nèi)容研究內(nèi)容（1）濾料性能比較研究。在 baf 運行時，通過測量 cod、氨氮等水質(zhì)指標(biāo)，分析并研究火山巖、陶粒、沸石三種不同濾料的掛膜啟動效果，選用適宜濾料進(jìn)行下一步研究。（2）掛膜方式的比較研

58、究。在 baf 運行時，通過測量 cod、氨氮等水質(zhì)指標(biāo)，分析并研究當(dāng)采用接種排泥掛膜時（1#濾柱用生活污水進(jìn)行掛膜啟動，2#濾柱用二沉池出水進(jìn)行掛膜啟動）的掛膜啟動效果，選用較優(yōu)的掛膜方式進(jìn)行下一步研究。（3）曝氣生物濾池掛膜啟動研究。曝氣生物濾池掛膜啟動試驗，對低有機(jī)物含量污水的掛膜時間、效果進(jìn)行觀察及記錄。通過 cod、氨氮的去除率以及微生物鏡檢結(jié)果判斷掛膜是否成功。（4）曝氣生物濾池與膜生物反應(yīng)器串聯(lián)運行效果的研究。通過 cod、氨氮、總氮、總磷、no2-n、no3-n 的去除效果來確定曝氣生物濾池與超濾（uf）串聯(lián)運行處理二沉池出水后能否達(dá)到反滲透裝置的進(jìn)水要求。2.2. 實驗概況實

59、驗概況本章主要介紹了選擇最佳填料的實驗裝置、不同掛膜方式對比的實驗裝置、a/o 兩段式 baf 深度處理城市污水的實驗裝置。2.12.1 實驗水質(zhì)實驗水質(zhì)表表 2.1 校園生活污水校園生活污水指標(biāo)氨氮(mg/l)cod(mg/l)t()phntu數(shù)值557020030010166.57.56070通過多次對七里河污水廠的原水水質(zhì)的監(jiān)測，得到其水質(zhì)變化如下表所示：表表 2.2 二級處理出水二級處理出水指標(biāo)氨氮(mg/l)cod(mg/l)t()phntu總磷（mg/l）數(shù)值1020406010206.57.51.53.50.10.82.22.2 填料性能介紹填料性能介紹 圖圖 2.1 火山巖火山

60、巖表表 2.3 火山巖化學(xué)成分火山巖化學(xué)成分化學(xué)成分sio2caomgofe2o3feoal2o3tio2k2ona2o含量/%53.828.362.469.081.1216.890.062.302.55火山巖填料是經(jīng)過選礦、破碎、篩分、研磨等一系列工藝加工而成的粒狀填料，其主要成分為硅、鋁、鈣、鈉、鎂、鈦、錳、鐵、鎳、鈷和鉬等幾十種礦物質(zhì)和微量元素?；鹕綆r填料表觀為不規(guī)則顆粒，顏色為紅黑褐色，多孔質(zhì)輕?；鹕綆r生物濾料表面粗糙，掛膜速度快，反沖洗時微生物膜不易脫落。火山巖是天然蜂窩多孔，是菌膠團(tuán)是佳的生長環(huán)境，粗糙的火山巖表面增加了微生物與火山巖表面的有效接觸面積，有利于微生物的接觸掛膜和生長