實際生產中的火山巖板結問題

BAF設計過程中要注意的主要問題之一就是要考慮運行過程的BAF濾料板結問題，該現象也是部分污水廠運營者最感頭痛的問題。根據現在的使用經驗看來，火山巖生物濾料和陶粒濾料在使用過程中抗板結的能力方面是有差異的。在采用火山巖濾料的的污水處理廠中，如四川西昌市瓊海污水處理廠、四川攀枝花市人和污水處理廠、四川自貢貢井污水和大連馬欄河污水處理廠運行一直正常，板結現象較少發生；而采用陶粒濾料的四川眉山市污水處理廠，廣東新會污水處理廠、廣東江門污水處理廠則時有濾料板結現象發生，到現在為止，四川某4萬m3/天的污水處理廠還在被濾料板結的問題所困繞。

  在如何防止濾料板結的問題上，在最初的工程設計中大多數傾向于采用規則的陶粒。這是因為設計中主要考慮的是由于火山巖不規則，導致在堆積狀態下的咬合面積增加，增大濾料板結概率。但是，在項目實際運行后才發現兩種濾料抗板結的能力與工程設計預計的結果恰好相反。經過反復對比、研究，最后發現應該是陶粒顆粒之間重量差異大，造成長期沖洗不徹底形成的板結。

按一般生產要求，陶粒濾料要達到BAF要求的比重和孔隙率，在生產過程中要大量添加粉煤灰和造孔劑(根據資料，大概比例為粉煤灰50%，粘土45% ，造孔劑5%)，但在實際生產過程中受技術條件的限制，大多數廠家按照上述要求生產出來的濾料強度不夠，于是少加粉煤灰和造孔劑，最終造成陶粒比重大和孔隙率低，再加上粒徑差異，顆粒之間的重量差異進一步加大。在濾池沖洗時，在同樣的沖洗強度下，濾料(特別是下層顆粒直徑大的濾料)由于重量大，流化速度小，相互摩擦的程度不夠，長期沖洗不徹底，最終導致板結，這可以從濾池板結后清掏濾池時觀察的情況得到證實。

而火山巖濾料由于內部貫通性的孔隙發達，濾料內部更容易形成厭(缺)氧環境，具有同步脫氮效果。根據資料，反硝化效率可達50%以上，根據實測資料，采用火山巖的污水處理廠在原水碳氮比失調的情況下，反硝化濾也接近30%。而在實際運行中火山巖生物濾料由于其孔隙率大，比重輕、同樣的粒徑分布濾料顆粒之間重量差異小，沖洗時相對均勻，基本無板結現象產生。

從目前市場上供應的火山巖濾料情況來看，火山巖的大孔和小孔都較為豐富，孔隙率一般可以達到50%左右，這樣大的孔隙率提供的生物生長繁殖空間更大，相應單位體積生物量更大，單位體積濾料有機負荷更高，污水處理效果更容易保證。由于孔隙率發達在沖洗時微生物更容易保留下來，使沖洗后的濾料可保持較強的生物活性，可有效解決沖洗后BOD降解效果差、SS容易穿透的問題，使得處理系統整體出水效果更佳。而陶粒濾料空隙濾估計只有30%左右，主要為微孔，孔隙內部生物富集量相對較小。

另外，在設計過程中，濾料的強度也是重要的影響因素之一，這關系到污水處理廠的運營成本，強度低則易磨損、壽命低，導致運營成本上升。在項目設計前期的筒壓強度和磨損率的測驗中，設計人員曾經認為火山巖的強度低，磨損率大，不能適應BAF沖洗條件，使用壽命低，濾料消耗大，增加污水處理成本。但是從大連馬欄河污水廠運行6年的經驗來看，火山巖濾料還沒有因濾料的強度問題補充過濾料，從四川部分已經運行的污水處理廠的情況也是如此?；鹕綆r強度之所以能夠滿足BAF的運行要求，經過分析研究，普遍認為：在實驗條件下的“磨損率”是通過機械的方式使濾料在自然條件下相互直接摩擦實現的，而在BAF運行過程中，濾料浸泡在水中處于分散狀態并且在有生物膜的包裹。在實際應用環境中濾料相互之間直接磨損幾率小，磨損程度低，火山巖濾料硬度足以滿足污水廠實際運行需求。因而制約火山巖大規模應用的難題只剩下兩點：一是自然界火山巖的存量及開采問題；二是火山巖運輸成本問題；從目前來看，這兩點的解決已經初現端倪。