過(guò)濾與分離技術(shù)在生態(tài)濾溝中的應(yīng)用

湯敏

摘要：指出了過(guò)濾分離技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于輕重工業(yè)領(lǐng)域中，生態(tài)濾溝是利用復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)來(lái)凈化水體的污水處理方式，能夠高效實(shí)現(xiàn)不同水體的水質(zhì)凈化。簡(jiǎn)述了生態(tài)濾溝技術(shù)研究的現(xiàn)狀，分析了過(guò)濾和分離技術(shù)在生態(tài)濾溝中的應(yīng)用，對(duì)過(guò)濾與分離技術(shù)的結(jié)合作用進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：過(guò)濾分離技術(shù)；生態(tài)濾溝；復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)；凈化水體

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）08-0091-02

1.引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源的需求不斷加大。據(jù)研究表明，城鎮(zhèn)化率每提高1%，總用水量將提高0.58%，預(yù)測(cè)2020年城鎮(zhèn)化率到60%時(shí)，全國(guó)用水總量將突破紅線控制要求。與此同時(shí)，我國(guó)的水資源污染不斷加劇，據(jù)研究我國(guó)的80%的河流被不同程度的污染，因此加強(qiáng)水資源保護(hù)和對(duì)污染水體治理的研究是水資源保護(hù)的當(dāng)務(wù)之急。生態(tài)濾溝技術(shù)是廣泛應(yīng)用于水體污水凈化的處理方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程適用性強(qiáng)、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。但是如何提高生態(tài)濾溝技術(shù)對(duì)水體的凈化能力依然是水污染治理的研究熱點(diǎn)。過(guò)濾分離技術(shù)廣泛的應(yīng)用在各工業(yè)領(lǐng)域和環(huán)保工程等中，其在生態(tài)濾溝技術(shù)中的應(yīng)用是提高生態(tài)濾溝技術(shù)對(duì)污染水體凈化效率的重要途徑。

2.生態(tài)濾溝技術(shù)研究現(xiàn)狀

生態(tài)濾溝技術(shù)采用“基質(zhì)-微生物-植物”的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)水體的凈化。在污水生物處理系統(tǒng)中，人工設(shè)計(jì)組合的微生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)用是提高生態(tài)濾溝技術(shù)處理效率、改善工藝運(yùn)行條件的有效措施，其應(yīng)用的融合研究技術(shù)也是近年來(lái)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。作為一種新型的污水處理技術(shù)，生態(tài)濾溝技術(shù)是生態(tài)技術(shù)在城市污水處理工藝中的成功應(yīng)用。其通過(guò)植物和微生物的協(xié)同作用對(duì)污水中各種形態(tài)污染物進(jìn)行最為經(jīng)濟(jì)的處理和轉(zhuǎn)化。因此，通過(guò)合理設(shè)計(jì)，生態(tài)濾池既可高效、低能耗地去除污水中的污染物質(zhì)，又可減少剩余污泥的產(chǎn)量，是一種全新概念的污水處理工藝。生態(tài)濾溝通過(guò)雨水收集、植物凈化、過(guò)濾、貯存等工序，在傳統(tǒng)砂石過(guò)濾床的頂部增加種植層，處理城市雨水，得到更好的出水水質(zhì)，滿足回用要求，并對(duì)水進(jìn)行貯存，對(duì)城市水環(huán)境的和諧穩(wěn)定有重要意義。在其工序中，植物凈化和過(guò)濾對(duì)雨水的凈化至關(guān)重要，而過(guò)濾分離是該工序發(fā)揮作用的重要原理。

3.過(guò)濾和分離技術(shù)在生態(tài)濾溝中的應(yīng)用

過(guò)濾和分離技術(shù)在生態(tài)濾溝中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在生態(tài)濾溝的基質(zhì)應(yīng)用上。通過(guò)濾餅過(guò)濾和深床過(guò)濾實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化上。

3.1濾餅在生態(tài)濾溝中的運(yùn)用

在濾餅過(guò)濾中，過(guò)濾介質(zhì)是織物、多孔同體或多孔膜。在過(guò)濾操作的開始階段，會(huì)有部分小顆粒進(jìn)入介質(zhì)孔道內(nèi)，并可能穿過(guò)孔道而不被截留，使濾液仍然是渾濁的。隨著過(guò)濾的進(jìn)行，顆粒經(jīng)過(guò)微孔時(shí)互相“架橋”.濾渣在過(guò)濾介質(zhì)的一側(cè)逐漸形成濾餅，使流道更狹窄.使小于流道直徑的顆粒也能被攔截，濾液逐漸清澈。當(dāng)濾餅形成后，濾液便逐漸澄清了。這時(shí)，將初始濁液重新過(guò)濾即可得澄清溶液?？梢?，在濾餅形成之后，它便成為對(duì)之后的顆粒起主要截留作用的介質(zhì)，不斷增厚的濾餅才是真正有效的過(guò)濾介質(zhì)。

3.2深床過(guò)濾在生態(tài)濾溝中的運(yùn)用

在深床過(guò)濾中，過(guò)濾介質(zhì)是由砂子、木炭或其他堆積介質(zhì)混合而成。介質(zhì)層較厚，里面形成長(zhǎng)而曲折的流道，通常處理顆粒直徑小于流道直徑的懸浮液；過(guò)濾時(shí)，顆粒隨流體進(jìn)入介質(zhì)孔道，靠攔截、慣性碰撞、擴(kuò)散沉積、重力沉積及靜電效應(yīng)等使顆粒細(xì)小且含量甚微的物料被過(guò)濾，如自來(lái)水廠的凈化、煙氣除塵或合氣除霧等。當(dāng)使用時(shí)間較長(zhǎng)，介質(zhì)中累積的顆粒增多，流道變窄，流阻增大，出現(xiàn)顆?！按┩浮爆F(xiàn)象，濾液中顆粒含量增大，此時(shí)要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行清潔再生。因此，深床過(guò)濾時(shí)并不在介質(zhì)上形成濾餅，同體顆粒沉積于過(guò)濾介質(zhì)的內(nèi)部。這種過(guò)濾適合于處理固體顆粒含量極小的懸浮液。

4.展望

我國(guó)過(guò)濾與分離技術(shù)在生態(tài)濾溝的應(yīng)用研究，主要集中在過(guò)濾器和過(guò)濾裝置方面，而對(duì)過(guò)濾分離技術(shù)本身的研究卻進(jìn)展甚微，因此對(duì)過(guò)濾分離技術(shù)再生態(tài)濾溝中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)其結(jié)合使用的發(fā)展作以下展望。

（1）加強(qiáng)過(guò)濾分離技術(shù)本身的研究拓展。制定生態(tài)濾溝技術(shù)中過(guò)濾分離技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試設(shè)備和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，使二者的融合使用標(biāo)準(zhǔn)化。

（2）加強(qiáng)過(guò)濾材料的研究。過(guò)濾是處理含油污水的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它決定著水質(zhì)能否達(dá)標(biāo)。過(guò)濾能否發(fā)揮應(yīng)有的作用，主要由過(guò)濾材料的性能決定。所以。在過(guò)濾分離技術(shù)發(fā)展應(yīng)用中，要把濾材研究作為一項(xiàng)重大任務(wù)進(jìn)行。在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家。十分重視過(guò)濾材料的供應(yīng)，鼓勵(lì)建設(shè)更多的濾材生產(chǎn)廠家，用來(lái)生產(chǎn)各種濾材。

（3）加強(qiáng)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究。多年來(lái)，我國(guó)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾乎全部是照搬國(guó)外的。我國(guó)應(yīng)該在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)的同時(shí)，依托現(xiàn)代信息技術(shù)，不斷創(chuàng)新，不斷更新過(guò)濾分離技術(shù)，為其在生態(tài)濾溝中的應(yīng)用提供更先進(jìn)的技術(shù)支持。