摘要：近些年來，人們在污水處理方面的研究取得了長足的發展，生物陶粒濾料由于自身性(xing)(xing)能的原因(yin)被廣泛使用在污水處理上，但是由于生物陶(tao)粒(li)濾(lv)料(liao)(liao)其(qi)性(xing)(xing)能的具體指標并(bing)沒有相應(ying)的國家(jia)標準(zhun)。文章就生物陶(tao)粒(li)濾(lv)料(liao)(liao)進(jin)行(xing)研究，并(bing)且給出今后其(qi)發展的時(shi)候(hou)應(ying)該克服那些(xie)問(wen)題給予一定的意見。
隨著時代的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)遷以(yi)及社(she)會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，環(huan)境污(wu)(wu)(wu)染問(wen)(wen)題(ti)(ti)日趨嚴(yan)重(zhong)(zhong)，而我(wo)們(men)(men)賴以(yi)生(sheng)存的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)活用水(shui)(shui)存在嚴(yan)重(zhong)(zhong)污(wu)(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)。就(jiu)目(mu)前而言，我(wo)們(men)(men)使用水(shui)(shui)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)體(ti)正在發(fa)生(sheng)變(bian)化，我(wo)們(men)(men)人(ren)類將會面(mian)臨(lin)水(shui)(shui)資源(yuan)短缺以(yi)及嚴(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)染問(wen)(wen)題(ti)(ti)。根據實際的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資料(liao)表明(ming)，40%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)類都將面(mian)臨(lin)水(shui)(shui)資源(yuan)短缺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象；與此同時，地球(qiu)50%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質都遭(zao)受到(dao)了不同程度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)染，這(zhe)就(jiu)意味著將會有十億人(ren)喝不到(dao)干(gan)凈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)。現階段，幾乎所(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)家都在面(mian)臨(lin)著水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)染治理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)難題(ti)(ti)，而對(dui)于污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回收利用以(yi)及處(chu)理(li)與節約水(shui)(shui)資源(yuan)是當今的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要問(wen)(wen)題(ti)(ti)。其中，陶粒是一種(zhong)處(chu)理(li)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)填(tian)料(liao)，這(zhe)種(zhong)填(tian)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)與化學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)能都特(te)別(bie)適(shi)合(he)我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)情。下面(mian)筆(bi)者就(jiu)其種(zhong)類與特(te)性(xing)和(he)在污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)中如何處(chu)理(li)以(yi)及發(fa)展(zhan)對(dui)其詳細的(de)(de)(de)(de)(de)(de)描述。
1、生物陶粒的性能和種類(lei)
1.1 生物污泥的陶粒
生(sheng)(sheng)物污(wu)泥是污(wu)水(shui)(shui)處理廠處理完污(wu)水(shui)(shui)后才產生(sheng)(sheng)的，它(ta)具(ju)有能夠煉(lian)制成(cheng)農(nong)業用(yong)(yong)肥，還(huan)可以用(yong)(yong)于(yu)綠化等(deng)優(you)點。但是，若將(jiang)其(qi)焚(fen)燒或放到海(hai)里對社(she)會將(jiang)造(zao)成(cheng)再次(ci)生(sheng)(sheng)態污(wu)染。就目前而言，把(ba)生(sheng)(sheng)物污(wu)泥作為原材料(liao)可以通過磨(mo)碎、烘干、煉(lian)制等(deng)手段做成(cheng)陶粒，將(jiang)其(qi)代替一(yi)部分黏(nian)土用(yong)(yong)于(yu)燒成(cheng)陶粒，不但能保護(hu)環境(jing)，還(huan)能節省黏(nian)土。
1.2 頁巖類陶(tao)粒
頁巖(yan)的(de)陶(tao)粒(li)其經(jing)過篩選分(fen)離、破(po)碎或者磨損成(cheng)粉(fen)末，燒制(zhi)而成(cheng)。通(tong)過實驗(yan)，把天然(ran)的(de)頁巖(yan)作為(wei)原料，采取了(le)成(cheng)球法(fa)(fa)和破(po)碎法(fa)(fa)所制(zhi)成(cheng)的(de)濾(lv)(lv)料，終制(zhi)成(cheng)了(le)陶(tao)粒(li)濾(lv)(lv)料。用這些方(fang)法(fa)(fa)所制(zhi)造出(chu)的(de)陶(tao)粒(li)濾(lv)(lv)料的(de)孔徑以及酸堿的(de)可溶性能(neng)等有(you)效(xiao)地為(wei)指標進行了(le)較(jiao)為(wei)細(xi)致(zhi)的(de)對(dui)比。結果顯示，這兩種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)均能(neng)夠治(zhi)理出(chu)優(you)良的(de)陶(tao)粒(li)濾(lv)(lv)料。
1.3 黏土的陶(tao)粒
用亞黏(nian)土(tu)、黏(nian)土(tu)等作為主要原料(liao)(liao)，經過加工的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)顆(ke)粒，燒制(zhi)而(er)成黏(nian)土(tu)陶(tao)粒。以(yi)頁(ye)巖為主要原料(liao)(liao)并且混入一定(ding)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)工原料(liao)(liao)，采取含有(you)(you)(you)紅(hong)黏(nian)土(tu)粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)煤(mei)灰，燒制(zhi)多孔球形輕質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)粒濾料(liao)(liao)。這類的(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)粒強(qiang)度好、化(hua)學(xue)穩定(ding)性(xing)能好，比表面積(ji)大，所有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)孔隙率也(ye)大。與其他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)規則濾料(liao)(liao)相(xiang)比較，它具有(you)(you)(you)水流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)態性(xing)能好，截留污垢的(de)(de)(de)(de)(de)能力也(ye)很(hen)強(qiang)等優點。
1.4 煤矸石(shi)類的陶(tao)粒
煤酐石是(shi)我國(guo)固(gu)體廢(fei)棄物當中(zhong)(zhong)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它所(suo)(suo)堆積和(he)(he)排(pai)放的(de)(de)(de)(de)(de)(de)面積不但(dan)給大(da)氣(qi)與地表造成了(le)(le)(le)破(po)(po)壞污染(ran)，還(huan)占用(yong)了(le)(le)(le)很多(duo)可以耕種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)地。煤石所(suo)(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)組分和(he)(he)黏土(tu)比(bi)較(jiao)(jiao)接近，它所(suo)(suo)含有碳(tan)和(he)(he)煤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)重偏高，在(zai)燒制(zhi)過(guo)程中(zhong)(zhong)流失比(bi)較(jiao)(jiao)大(da)。以煤矸石作為(wei)原料分別采取成球(qiu)法(fa)以及破(po)(po)碎(sui)法(fa)進行(xing)(xing)燒制(zhi)、經過(guo)慢速升(sheng)溫或者快速升(sheng)溫進行(xing)(xing)焙燒從而(er)得到(dao)陶(tao)(tao)(tao)粒(li)濾(lv)料。對(dui)其所(suo)(suo)制(zhi)造出來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)(tao)(tao)粒(li)濾(lv)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸(suan)堿度、氣(qi)孔(kong)(kong)率(lv)、可溶解(jie)率(lv)等相(xiang)關(guan)指標進行(xing)(xing)了(le)(le)(le)比(bi)較(jiao)(jiao)分析，試驗結(jie)果(guo)顯示：其陶(tao)(tao)(tao)粒(li)濾(lv)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)率(lv)隨著(zhu)焙燒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度提升(sheng)由小(xiao)向大(da)轉變(bian)，然后又慢慢下降，其中(zhong)(zhong)破(po)(po)碎(sui)法(fa)制(zhi)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)率(lv)一(yi)般(ban)都要低于氣(qi)球(qiu)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)率(lv)；慢速燒制(zhi)氣(qi)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)徑(jing)所(suo)(suo)分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位比(bi)快速燒制(zhi)所(suo)(suo)形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)孔(kong)(kong)徑(jing)要寬很多(duo)。但(dan)是(shi)，這兩種焙燒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)所(suo)(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)數都會(hui)(hui)隨著(zhu)焙燒產生溫度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)強(qiang)而(er)加(jia)大(da)；它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸(suan)堿性(xing)和(he)(he)可溶解(jie)率(lv)都會(hui)(hui)隨著(zhu)焙燒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度提升(sheng)而(er)減小(xiao)。在(zai)實際的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生產過(guo)程中(zhong)(zhong)，會(hui)(hui)根據其特性(xing)、生產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本以及產品性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求等確保其陶(tao)(tao)(tao)粒(li)濾(lv)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造工藝。
1.5 海底泥類生物陶粒
海底泥類的(de)生物陶粒是由湖河江流沉積而(er)形成(cheng)的(de)沙泥為原料(liao)，其中所具有(you)的(de)孔隙率大、材料(liao)的(de)采購成(cheng)本低和(he)(he)比表(biao)面積較大等特(te)點。以(yi)湖泊底部的(de)泥沙為原料(liao)進行試驗、得出的(de)試驗結(jie)果表(biao)明，當東湖的(de)淤泥和(he)(he)發泡組分的(de)比值(zhi)為4∶1，600℃預(yu)留燒(shao)制15min，1100℃左右進行焙燒(shao)12min的(de)時候，可以(yi)制造(zao)出性能較好的(de)超輕生物的(de)陶粒。
1.6 粉煤灰類生物陶粒
粉(fen)煤(mei)(mei)灰類的(de)(de)(de)(de)生物(wu)陶(tao)粒(li)是由固體的(de)(de)(de)(de)廢棄物(wu)為(wei)(wei)原料，具有化學(xue)穩定性(xing)較(jiao)(jiao)好(hao)、比(bi)表(biao)面積較(jiao)(jiao)大(da)、其吸附(fu)性(xing)能較(jiao)(jiao)為(wei)(wei)良好(hao)等特點。我們以電廠粉(fen)煤(mei)(mei)灰為(wei)(wei)重(zhong)要(yao)原料制造出表(biao)面較(jiao)(jiao)為(wei)(wei)粗(cu)糙、強度較(jiao)(jiao)高和比(bi)表(biao)的(de)(de)(de)(de)面積較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)陶(tao)粒(li)。根據(ju)試驗結果(guo)顯示，在廢水的(de)(de)(de)(de)pH5.5、含有鋇和鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)煤(mei)(mei)灰陶(tao)粒(li)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)量比(bi)重(zhong)為(wei)(wei)1000∶1，可以讓Cr6+的(de)(de)(de)(de)去除率達到了99%以上，并(bing)且出水符合國家所(suo)要(yao)求的(de)(de)(de)(de)排放標(biao)準(zhun)。
1.7 赤(chi)泥(ni)陶粒的濾料
氧化鋁生產出(chu)的廢渣(zha)是(shi)赤(chi)(chi)泥(ni)。這些赤(chi)(chi)泥(ni)堆積占用了大量的農田，還要(yao)消耗(hao)許多(duo)管理(li)費用。對它進行水處理(li)，進行過濾試(shi)驗。經過研(yan)究(jiu)得(de)出(chu)：只要(yao)填補一定量的硅石粉，制(zhi)造出(chu)結構多(duo)孔的陶粒(li)濾料，除去(qu)油污的效果能夠(gou)達(da)到60%以上。
1.8 硅藻(zao)土類(lei)的(de)陶粒濾(lv)料
硅(gui)(gui)藻(zao)(zao)土是由硅(gui)(gui)藻(zao)(zao)殼與(yu)化學生(sheng)(sheng)物沉積所(suo)形成的(de)(de)沉積巖(yan)。其自身具有(you)較(jiao)強的(de)(de)吸附與(yu)吸水能力(li)，具有(you)多孔的(de)(de)結構，熔點(dian)(dian)較(jiao)高(gao)。目前硅(gui)(gui)藻(zao)(zao)土陶粒(li)(li)具有(you)兩種生(sheng)(sheng)產方法(fa)(fa)(fa)：免(mian)燒(shao)與(yu)焙(bei)燒(shao)法(fa)(fa)(fa)。免(mian)燒(shao)法(fa)(fa)(fa)就(jiu)是把已(yi)經粉碎的(de)(de)硅(gui)(gui)藻(zao)(zao)土，配(pei)上(shang)氧化鈣(gai)含量多于(yu)80%的(de)(de)石灰以及模數是二(er)點(dian)(dian)八的(de)(de)硅(gui)(gui)酸鈉中攪拌混合，經過一定的(de)(de)時(shi)間(jian)后成為(wei)硅(gui)(gui)藻(zao)(zao)土陶粒(li)(li)；如果(guo)硅(gui)(gui)藻(zao)(zao)土的(de)(de)成巖(yan)程(cheng)度(du)較(jiao)高(gao)時(shi)，就(jiu)可(ke)以直接用焙(bei)燒(shao)法(fa)(fa)(fa)。以硅(gui)(gui)藻(zao)(zao)土作為(wei)原料，制(zhi)(zhi)造生(sheng)(sheng)物陶粒(li)(li)濾(lv)料，研究出了焙(bei)燒(shao)的(de)(de)溫度(du)對于(yu)濾(lv)料的(de)(de)比表(biao)面積、孔隙的(de)(de)分布以及氣孔率等特(te)性的(de)(de)影響。經過試驗結果(guo)得(de)出，溫度(du)在1000℃左右(you)時(shi)，可(ke)以制(zhi)(zhi)造出化學、物理性更為(wei)穩(wen)定的(de)(de)表(biao)面粗糙(cao)的(de)(de)陶粒(li)(li)濾(lv)料。
2、污(wu)水處理中生物(wu)陶粒的應用
2.1 深(shen)度污水的處理(li)
對(dui)(dui)于(yu)飲用(yong)水的(de)深度處(chu)(chu)理(li)大多數采用(yong)了生(sheng)(sheng)物活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)處(chu)(chu)理(li)技術，這種活性(xing)炭(tan)(tan)有較好的(de)吸(xi)附性(xing)，但(dan)是使用(yong)的(de)壽命比較短，價格較為(wei)昂貴。然而，以頁巖(yan)礦(kuang)石作為(wei)原料的(de)陶(tao)粒其(qi)孔隙率較高、價格比較低廉(lian)等(deng)(deng)特征得到了廣(guang)大用(yong)戶的(de)青睞。用(yong)生(sheng)(sheng)物陶(tao)粒處(chu)(chu)理(li)自來水的(de)濾后(hou)試驗結(jie)果(guo)顯(xian)示，這種陶(tao)粒對(dui)(dui)鋅、鎳(nie)、磷等(deng)(deng)有害物質具有較大的(de)去(qu)除能力(li)，并且(qie)具有良好的(de)穩(wen)定性(xing)能，并且(qie)可以替換活性(xing)炭(tan)(tan)作為(wei)一種吸(xi)附劑。
2.2 污水的(de)預處理
現在生物(wu)(wu)(wu)的預處(chu)理(li)是原有(you)水(shui)處(chu)理(li)工(gong)藝的一種(zhong)創新，主要包含了生物(wu)(wu)(wu)的濾(lv)池、流化床(chuang)、接觸的氧化等。在填料(liao)的表(biao)面附(fu)著生長的生物(wu)(wu)(wu)膜所吸收的有(you)機物(wu)(wu)(wu)等物(wu)(wu)(wu)質經新陳代謝，從而(er)讓水(shui)質得(de)到應(ying)有(you)的凈化。通過試(shi)驗(yan)得(de)出，運(yun)用生物(wu)(wu)(wu)陶粒的預處(chu)理(li)污(wu)水(shui)可以有(you)效(xiao)地除去(qu)細菌(jun)、渾濁度等大量的污(wu)染物(wu)(wu)(wu)質，并且也改進了處(chu)理(li)后續的工(gong)藝技術。
3、對生物陶粒在污水處理當中的展望
盡管生(sheng)物陶粒的濾料得到發展較快(kuai)，但是(shi)為了更好地挖掘出其自身(shen)優勢，還要面臨著以(yi)下的幾個(ge)問題：
①使(shi)生物陶粒的(de)每一項性能都具(ju)有(you)科學(xue)的(de)依據，定(ding)制生物陶粒的(de)濾料國家(jia)標準；
②降低天然黏土以(yi)及礦物(wu)質的(de)采集，主要以(yi)固(gu)體的(de)廢棄物(wu)作(zuo)為生物(wu)陶粒濾料的(de)原料；
③完善生物(wu)陶(tao)粒濾料的(de)制造工藝，并且改進其各(ge)項性能(neng)數據；
④對生(sheng)物陶粒濾料(liao)進(jin)行較為系統的(de)研究。
4、結語
由以(yi)(yi)上描(miao)述可知，生(sheng)(sheng)物陶(tao)粒的(de)(de)(de)表面(mian)非常粗(cu)糙，孔(kong)(kong)隙(xi)的(de)(de)(de)間隔率比較(jiao)高，比表面(mian)積很大(da)，并且自(zi)身具有的(de)(de)(de)強度能夠經得起水的(de)(de)(de)切剪盈利以(yi)(yi)及(ji)水流(liu)的(de)(de)(de)沖洗。由于(yu)內部與(yu)表面(mian)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)孔(kong)(kong)與(yu)微孔(kong)(kong)較(jiao)多，大(da)的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)隙(xi)較(jiao)少，可以(yi)(yi)讓(rang)微生(sheng)(sheng)物輕易地依附，同時還具有穩定的(de)(de)(de)化學性等特點，使(shi)它(ta)在污水處理當中(zhong)(zhong)有了較(jiao)為(wei)廣泛(fan)的(de)(de)(de)應用。所以(yi)(yi)，要盡(jin)(jin)快對(dui)其進行更(geng)為(wei)深入的(de)(de)(de)研究，改進其缺點，盡(jin)(jin)早地擺脫(tuo)缺水現(xian)象，能夠盡(jin)(jin)早地使(shi)用干凈(jing)的(de)(de)(de)水資(zi)源來改變現(xian)有的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)活。
