轻质高效水处理滤料及制备方法与流程

本发明涉及一种水处理技术，尤其是一种水处理用滤料技术，具体地说是一种轻质高效水处理滤料及其制备方法。

背景技术：

过滤是水处理单元中一个重要环节，滤料作滤池中的最重要组成部分，其使用种类及应用工艺的选取对水处理效果有显著的影响。目前应用广泛的砂滤工艺存在着诸多问题，如水头损失大、反冲洗用水量大、运行成本比较高、维护困难等。各种过滤新工艺新材料的研发是目前水处理界研究的重要课题之一。悬浮滤料过滤工艺以比重较小的轻质悬浮材料作为滤料，在过滤过程、过滤效果和反冲洗等方面与传统时砂滤有了较大的不同，在一定程度上可以解决现有过滤工艺的一些缺点。实践证明，这种过滤方式有更强的纳污能力。原水进人滤池后，滤料受到浮力而漂浮并相互挤压成层后形成滤层,该种滤层依靠滤料受到水的浮力形成空隙。这与传统石英砂滤料靠重力方式形成滤层空隙有较大的不同。但滤层内部的空隙特点接近，水力条件相似，因而同样可以实现水处理的过滤过程。

国外对于轻质悬浮滤料的研究起步很早，技术先进。前苏联捷尔任斯克市生活给水厂,于1978年1月将一格砂滤池改造为滤面积为9.6m2的多聚苯乙烯漂浮滤料(即轻质滤料)接触滤池,作为一级药剂水处理工艺,取得了良好的运行效果。英国某水厂也曾使用聚乙烯轻质滤料进行过滤,效果很好。其过滤在出水、投药量等方面远优于砂滤料滤池。应用在baf方面世界上首座曝气生物滤池于1981年在法国投产，随后在欧洲各国得到广泛应用。美国和加拿大等美洲国家在20世纪80年代末引进此工艺，日本、韩国和中国台湾也先后引进了此项技术。国外，rebeccamoore等分别研究了尺寸范围为1.5～3.5mm和2.5～4.5mm的填料对曝气生物滤池处理效果的影响，发现小颗粒（1.5～3.5mm）填料有利于脱氮，但是不适应高的水力负荷；然而大（2.5～4.5mm）填料改善了滤池操作条件，减少了反冲洗的次数，但是却不利于脱氮和ss的去除。因此为曝气生物滤池填料在尺寸要求上提供了必要的依据。allant等人的研究结果表明：上浮式填料对ss、有机物的去除率比沉没式填料高，更耐有机负荷和水力负荷的冲击。won-seokchang等人以天然沸石和砂粒为填料研究了baf对纺织废水的处理效果，结果发现：天然沸石在纺织废水的处理效果上优于砂粒的处理效果，这是由于天然沸石具有更强的阳离子交换能力和更大的比表面积。这也说明轻质填料取代高密度填料是曝气生物滤池污水处理技术发展过程中的一种必然趋势。在流化床反面近20年来，国外已较多地报道了此方面的相关应用与研究，例如，kach等以好氧流化床处理含22种酚和n杂环、芳香胺的废水，codcr去除率为65%左右。

国内在轻质滤料在水处理上的应用的研究尚处于摸索阶段，由于学习外国先进的技术、经验和国内有关部门的重视，其发展的速度也很快。在baf、反硝化滤池、流化床方面得到应用。郑礼胜等人使用内循环三相生物流化床处理生活污水，在气水比和水力停留时间分别为4：1和40min，容积负荷为10.4kgcodcr/m3•d时，codcr的去除效率达到89%。耿艳楼采用采用厌氧-缺氧-好氧工艺流程，以生物膜作为厌氧、缺氧反应器，循环式生物流化床作为好氧反应器进行了焦化废水治理中试应用研究。结果表明，当系统codcr进水浓度小于1200mg/l，水力停留时间为44h时，出水codcr小于250mg/l；较高的进水nh3-n浓度可严重影响nh3-n去除，但对codcr去除几乎无影响此外，张永明等研制了一种采用固化细胞的气升式内循环生物反器，在处理含糖废水的同时生产单细胞蛋白(scp)。在与游离细胞处理废水进行了比较后，发现固定化细胞降解codcr的速率比游离细胞高出1.5倍；此外，张永明等还用生物流化床反应器和气提式接触氧化生物反应器处理啤酒废水，发现增加内循环，废水codcr的去除率可提高6%～10%。并且他们还在鼓泡塔式和气升式循环生物反应器基础上，于内循环管中加装蜂窝陶瓷载体，开发出蜂窝陶瓷固定化细胞的气升式内循环生物反应器。我国有一些小型的水处理，如游泳池的水处理、小型给水系统。采用了轻质滤料进行过滤,均取得良好的效果。

综上所述，现有的轻质滤料均存在制作成本高，周期长，效果不明显的缺点，有必要加以改进。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的轻质滤料制作成本高，周期长，效果差的问题，发明一种轻质高效水处理滤料，同时提供一种简洁高效的制备方法。

本发明的技术方案之一是：

一种轻质高效水处理滤料，其特征是它由基质内核和生物生长包裹层组成，所述的基质内核主由粘土、矿渣、污泥和成孔剂烧结而成的比重小于1的球体状颗粒；所述的成孔剂为稻糠、碳粉、桔秆、锯屑和煤粉中的一种或几种，该成孔剂在烧结的过程中产生二氧化碳以便在基质内部形成气穴；所述的生物生长包裹层主要由90%以上的凹凸棒土和余量的粘合剂组成；所述的粘土、矿渣、污泥、成孔剂和生物生长包裹层占整个滤料的重量份为：

粘土：45-55%；

矿渣：13-17%；

污泥：15-25%；

成孔剂：3-7%；

生物生长包裹层：8-12%。

所述的粘土、矿渣、污泥、易燃助剂和生物生长包裹层占整个滤料的重量份为粘土：50%；矿渣：15%；污泥：20%；成孔剂：5%；生物生长包裹层：10%。

所述的矿渣中fe2o3+mno+mgo+cao＞15%。

所述的粘合剂为岩棉和/或偏硅酸。尤其是岩棉的使用能防止凹凸棒土在烧结的过程中开裂，这是因为岩棉既具有烧结作用又能耐高温，防止烧结过程中熔断，这是目前所有烧结技术中抗裂纹产生最为有效的方法。

本发明的技术方案之二是：

一种轻质高效水处理滤料的制备方法，其特征是它包括以下步骤：

（一）配料：按比例称取粘土、矿渣、污泥和易燃助剂；

（二）混合搅拌：将上述配料置于搅拌机中充分搅抖；

（三）对滚造粒：将混合搅拌后的原料置于造粒机中进行造粒，形成粒径为3-10毫米的基质颗粒；

（4）烧结：将基质颗粒置于回转窑中进行烧结，控制烧结温度不超过1200℃，得到烧结颗粒，在烧结过程中，基质颗粒中的成孔剂在烧结的过程中产生二氧化碳以便在基质颗粒内部形成气穴，降低基质颗料的比重；基质颗粒中的矿渣和污泥起到助燃作用；

（5）包裹：待烧结后的基质颗粒冷却后放入由凹凸棒土和粘合剂组成的生物膜包裹原料中进行滚动包裹，在基质颗粒表面形成一层厚度为0.5-1.5毫米的包裹层，得到滤料原料；

（6）成品烧结：将滤料原料送入回转炉中进行绕结，控制入口温度为140±20℃，出口温度为800±20℃，烧结时间25-35分钟，使所述的包裹层固结在基质颗粒表面，得到表面形成微孔的轻质滤料。

本发明的有益效果：

本发明的轻质高效水处理滤料是一种新型的生物膜载体填料，具有质轻、隔水保气、耐酸、耐热作用，比表面积大，吸附能力强等优点。适用于各种型式的滤池滤罐。与石英砂相比，比表面积为同体积石英砂的10-20倍，孔隙率为石英砂的30-50倍。与砂滤比较，平均滤速高（20-25m/h），产水量大，过滤周期长，冲洗频率小，冲洗强度低，达到节能要求。

本发明的轻质高效水处理滤料的应用领域非常广泛代替天然河砂或山砂配制轻集料混凝土、用于建筑中的隔热材料、园林景观上植物的基质、空心砖切块等等，本次项目主要将它用在水处理的环节上。比如说反硝化滤池、快滤池工艺、上向流悬浮滤池工艺、封闭式循环水养殖系统（ras）中的生物滤池工艺等等。

本发明与现有产品相比，具有以下优势：

（1）实用性：黏土、淤泥或者污泥、矿渣和稻糠粉来源方便，生产便利、质量轻便易于运输等优点，价格便宜。

（2）应用性能：对ss、c0d的去除效率优于无机沉没式滤料，且在高滤速下更耐有机负荷和水力负荷冲击。由于附着在滤料上的生物膜面积较大，提高了生物处理效率。设备节省空间，运行管理简单。

（3）处理工艺：悬浮滤料采用上向流过滤技术时，滤料整体上浮压缩成滤层，不会引起滤层松动的问题，并且具有滤层的截污容量大、水头损失增长缓慢、过滤周期长等特点。有研究表明，轻质悬浮滤料滤池采用的上向流进水方式在ss去除方面，优于传统下向流方式，并且在能耗方面明显低于传统的砂滤池。并且水头损失小，反冲洗时滤料被下向的反冲洗水流分散，达到比较理想的冲洗效果，更快更节能，使用此工艺在达到最佳处理条件下，运行费用低。

（4）应用范围：轻质高效水处理滤料可应用范围较广，可用在给水、污水、微污染水、回用水处理等多项水处理领域。

本发明的滤料可应用在以下领域：

（1）用在反硝化滤池:反硝化滤池处理污水的本质是利用填料上所附着的生物膜的氧化分解作用、滤料和生物膜的吸附截留作用以及生物膜内部的缺氧反硝化作用来达到脱氮目的。而轻质滤料具有表面粗糙附着性好等特点，生物在无氧的条件下在其表面形成反硝化细菌，在外界碳源提供电子的帮助下，可将污水中的硝酸盐（no3-）氧化还原成无害的n2。技术指标：对nh+4－n、no－3－n和cod的去除率分别为(44.1%～55．2%)、(92．2%～94.5%)、(71.6%～79．2%)。

（2）用在曝气生物滤池上：曝气生物滤池(baf)是一种生物膜法污水处理工艺，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体。在baf运行过程中，随着系统截留的固体悬浮物量的增加、生物膜增长和反硝化过程气泡积累，滤层阻力逐渐增大，滤池过水能力下降，同时出水ss浓度可能会升高，影响系统正常运行。实际工程中易出现滤层堵塞和板结等问题，需要经常进行反冲洗。滤池阻力一般用水头损失来表示。baf水头损失的增长规律与滤料粒径、水质、温度、微生物活动等因素有关。根据滤池水头损失变化来确定反冲洗周期，不仅可以保证系统过水能力，而且可以保持系统处理效果的稳定。技术指标：除污效果codcr、nh3-n和ss，其去除率分别达到80％、90％和80％以上。

（3）在流化床上的应用：载体填料是生物流化床能否达到良好处理效果的关键因素之一，选择载体时主要考虑5个因素①粒径：要选择粒径小的载体。小粒径载体为微生物的生长提供了较大的比表面积，保证了反应器内的高生物量，而且小粒径载体要求的上升流速较低，降低了运转的动力消耗。但粒径太小则会增加操作难度，易造成载体流失。②级配：为使床内生物量的分布趋于合理，理想状态是采用大小完全一致的载体。在实际选择时，粒径分配越均匀越好，最大直径与最小直径之比不大于2为宜。③形状：载体的形状与空隙率、沉降速度以及生物膜在载体表面的分布均有关。根据richardson-zaki方程和实际应用经验，应尽量选择近球形载体，且载体表面应有足够的粗糙度，有利于生物膜附着④质量：从水力条件和传质方面来看，重质载体易于控制且传质阻力小。从能耗角度来看轻质载体在操作中的动力消耗小，初始流化速度小，能耗低。所以在载体选择时一定要考虑三者的协调。⑤强度：在床体中，由于流体的冲刷、载体之间以及载体与反应器间的摩擦碰撞，要求载体要有高的强度，用来保证载体的使用寿命。所以轻质滤料很适合流化床工艺中的滤料的选择。

附图说明

图1是本发明的反硝化曝气生物滤池试验装置示意图。

图2是反硝化曝气生物滤池硝态氮去除效果图。

图3是反硝化曝气生物滤池的氨氮去除效果图。

图4是反硝化曝气生物滤池的cod去除效果图。

图5是曝气生物滤池结构示意图。

图6是曝气滤池中cod去除效果图。

图7是挂膜试图效果图。

图8为轻质高效水处理滤料反应器水力负荷对cod去除效果的影响图。

图9为轻质高效水处理滤料反应器水力负荷对氨氮去除效果的影响图。

图10、11是在水力负荷为0•96m/（m2•h),水力停留时间为0.6h的条件下，分别对3：1、5：1、7：1、9：1四种气水比对两反应器的污染物去除情况曲线。

图12是生物流化床反应器实验装置示意图。

图13是流化床生物培养膜驯化阶段对cod的净化效果示意图。

图14是流化床生物进水试验阶段对氨氮净化效果示意图。

图15是流化床生物试验中水力停留时间示意图。

图16是本发明的滤料在生物地沟（人工湿地）治理工程中的应用示意图。

图17是传统河流湖泊治理滤料加装示意图。

图18是本发明滤料在河流湖泊治理中的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一.

称取粘土：50千克（sio2＞50%），过80目筛，105℃烘干2h备用；矿渣（fe2o3+mno+mgo+cao＞15%）：15千克；污泥（或淤泥）：20千克；稻糠(或碳粉、桔秆、锯屑和煤粉)：5千克；置于搅拌机中充分搅拌30分钟以上,然后放入造粒机中进行造粒，控制粒径在3-10毫米，放入烘箱105℃干燥2h，然后将颗粒放入回转窑中进行烧结，控制烧结温度不超过1200℃，得到烧结颗粒，自然冷却备用。

称取凹凸棒土9千克和1千克岩棉或偏硅酸搅拌混合形成包裹原料，然后将烧结颗粒置于包裹原料进滚动，在烧结颗粒表面形成厚度为05-1.5毫米的包裹层；得到滤料原料；将滤料原料送入回转炉中进行绕结，控制入口温度为140±20℃，出口温度为800±20℃，烧结时间25-35分钟，使所述的包裹层固结在基质颗粒表面，自然冷却后即得到表面形成微孔的轻质滤料。

实施例二。

称取粘土：45千克（sio2＞50%），过80目筛，105℃烘干2h备用；矿渣（fe2o3+mno+mgo+cao＞15%）：13千克；污泥（或淤泥）：15千克；稻糠(或碳粉、桔秆、锯屑和煤粉)：3千克；置于搅拌机中充分搅拌35分钟,然后放入造粒机中进行造粒，控制粒径在3-10毫米，放入烘箱105℃干燥2h，然后将颗粒放入回转窑中进行烧结，控制烧结温度不超过1200℃，得到烧结颗粒，自然冷却备用。

称取凹凸棒土9千克和1千克岩棉或偏硅酸搅拌混合形成包裹原料，然后将烧结颗粒置于包裹原料进滚动，在烧结颗粒表面形成厚度为05-1.5毫米的包裹层；得到滤料原料；将滤料原料送入回转炉中进行绕结，控制入口温度为140±20℃，出口温度为800±20℃，烧结时间25-35分钟，使所述的包裹层固结在基质颗粒表面，自然冷却后即得到表面形成微孔的轻质滤料。

实施例三。

称取粘土：55千克（sio2＞50%）；矿渣（fe2o3+mno+mgo+cao＞15%）：17千克；污泥（或淤泥）：25千克；稻糠(或碳粉、桔秆、锯屑和煤粉)：7千克；置于搅拌机中充分搅拌40分钟,然后放入造粒机中进行造粒，控制粒径在3-10毫米，放入烘箱105℃干燥2h，然后将颗粒放入回转窑中进行烧结，控制烧结温度不超过1200℃，得到烧结颗粒，自然冷却备用。

称取凹凸棒土9千克和1千克岩棉或偏硅酸搅拌混合形成包裹原料，然后将烧结颗粒置于包裹原料进滚动，在烧结颗粒表面形成厚度为05-1.5毫米的包裹层；得到滤料原料；将滤料原料送入回转炉中进行绕结，控制入口温度为140±20℃，出口温度为800±20℃，烧结时间25-35分钟，使所述的包裹层固结在基质颗粒表面，自然冷却后即得到表面形成微孔的轻质滤料。

实施例一至三所得滤料的性能指标为：

密度为600-700g/m³；空隙率为≥65％；堆积密度为400-500g/m³；抗压强度＞60n；破损率＜1%；盐酸可融率＜5%；溶出物不含对人体有害元素；重金属合格。

以下是本发明的高效轻质滤料的几个应用实施：

（1）反硝化曝气生物滤池。

反硝化滤池处理污水的实质就是污水流经滤料上的生物膜，利用生物膜的微生物作用代谢来分解污染物质，从而使污水得到净化。因此，填料上的生物膜对污水的生物处理效果起着决定性作用，而能产生这种膜的物质便是我们所要研制的滤料。滤料在一定条件下可产生反硝化细菌附着在滤料表面然后污水中的氨氮在反硝化细菌和外界碳源的作用下氧化还原成无毒无害的氮气的过程。dnbf采用有机玻璃柱作为滤池主体，内径为130mm，总高度为2700mm，有效体积为23．9l。中间的填料层高度为1.8m，滤料采用轻质高效水处理滤料，粒径为4～6mm。底部的承托层、配水层和顶部的清水区高度均为0.2m，超高取0.3m。采用上向流进水方式，在滤池底部的配水区采用滤头布水。每隔0.25m设一个取样口，共9个，从底部开始依次编号为1～9，如图1所示。

反应初期对硝态氮的去除率仅为60%左右，出水硝态氮浓度较高;但在2h后反硝化作用显著改善，去除率逐步增至90%以上，进水no-3-n在20～25mg/l之间，出水低于2mg/l。运行初期对氨氮的去除率也较低，仅为28%;2～6h去除率快速增长，最高达到55%左右;6～12h又缓慢降低到45%左右。反应初期对氨氮和硝态氮的去除率均较低，这可能是由于经过反冲洗后滤料表面生物膜被剥落，硝化菌和反硝化菌数量均较少。同时，初期滤池内含有少量溶解氧，使反硝化作用受到抑制，而氨氮可以通过硝化作用去除。随着生物膜的生长，对氨氮和硝态氮的去除率均有所提高。运行后期，由于池内溶解氧浓度持续降低，硝化作用减弱，对氨氮的去除率降低;同时反硝化效果继续改善，对硝态氮的去除率提高。运行初期出水亚硝态氮浓度较低，此后逐步升高;4h时亚硝态氮积累最多，达5.67mg/l;此后其浓度迅速降低，最后降至2mg/l左右。如图2、3所示。

进水cod在300～350mg/l之间，反应初期出水cod浓度显著下降，0～6h去除率逐步从21.5%提高到71.6%;之后去除率趋于平稳，在71.6%～79.2%之间，出水cod约为70mg/l。cod的去除机理主要包括:作为反硝化的碳源及被微生物用于自身合成等。由于dnbf处于缺氧条件，微生物对有机物的降解作用限，进水中的有机物主要作为碳源被反硝化菌利用。dnbf运行后期，系统中生物量趋于稳定，反硝化效果也相对稳定，因此对cod的去除率相对平稳，如图4所示。

（2）曝气生物滤池

如图5所示，baf反应器由有机玻璃柱构成，直径20cm,高2m底部承托层高10cm,由直径1-3cm的鹅卵石构成；滤池顶部设溢流槽，高为20cm;中间滤层高1.2m,有效容积37.68l，分别以轻质高效水处理滤料和粘土陶粒作为滤料；距滤池顶部溢流槽20cm处设有圆孔筛板，防止滤料流失。除baf反应器外，另设有有效容积50l的高位水箱和有效容积1000l的原水池。曝气通过空气压缩机由曝气头为池内充氧，进水由水泵打入高位水箱进入滤池，气量和流量分别通过阀门和流量计调节。

实验均采用上向流曝气生物滤池，气水同向运行，原水从蓄水池通过水泵打入高位水箱由滤池底部进入，并由设于滤池底部的曝气头进行充氧曝气。反冲洗采用气洗一气水联合一清水漂洗的方式由滤池底部进水。

挂膜试验表明，轻质高效水处理滤料反应器在第8天，cod去除率可达到70％以上，第11天氨氮去除率达到60％以上，如图6所示，说明轻质高效水处理滤料反应器在第11天挂膜成功，如图7；不同的水力负荷对两反应器cod去除效果的影响如8、9图所示，为轻质高效水处理滤料反应器水力负荷对cod去除效果的影响图。1一7天是水力负荷为0.48m3/（m2．h）时的去除情况，8一14天是水力负荷为0.96m3/（m2•h）时的去除情况，15一21天是水力负荷为1.43m3/（m2．h）时的去除情况。

随着水力负荷的提高，cod、氨氮和悬浮物的去除率均有不同程度的降低，但氨氮随水力负荷的提高下降程度更大。水力负荷不同，硅藻土陶粒反应器始终比粘土陶粒反应器的污染物去除率大。当水力负荷控制在0•48m3/（m2•h）以下，反应器的出水cod、氨氮和悬浮物浓度均能达到城镇污水处理厂排放标准。

在水力负荷为0•96m/（m2•h),水力停留时间为0.6h的条件下，分别对3：1、5：1、7：1、9：1四种气水比对两反应器的污染物去除情况进行讨论，得到的实验结果如图10、11所示。

气水比在3：1一9：1之间变化时，增加气水比有利于cod和氨氮去除率的提高；而当气水比从7：1提高到9：1时，cod的去除率增加却不明显，并且氨氮的去除率有下降的趋势。综合考虑cod和氨氮的去除率和经济因素，确定较佳的气水比范围是5：1一7：1。

（3）在流化床上的应用

流化床反应器是一种固体颗粒与气相、液相、以及气液多相之间的混合传质、传热的设备。同传统的固定床反应器相比，流化床内固体微粒始终悬浮于流体中并剧烈运动，具有类似液体的自由流动性，从而大大强化了物质的扩散过程，提高了反应速度。

生物流化床反应器由有机玻璃制作，如图12。为了在便于试验模型制作的条件下，加强好氧区循环流化的效果，试验设备好氧流化区采用单边循环的矩形反应器形式，同时为提高泥水分离效果，设计了三相分离区。试验系统如图所示。试验设备总容积为25l，其中好氧流化区为15l，三相分离区10l。模型总高1700mm，总长440mm，宽90mm，溢流槽高20mm；中间隔板高950mm；进水管直径为10mm；出水管直径8mm。来自废水池的污水采用蠕动泵进水，并采用转子流量计计量。经流化床反应器处理后的水流，经三相分离区进行固、液、气三相分离后，经堰板溢流到集水槽，并从出水管流出。三相分离区沉淀分离出来的固相物质，一部分通过污泥回流缝回流到好氧流化区，其余部分则在三相分离区底部形成一定动态累积，通过设置排泥管，可控制其积累程度或全部排空。流化床反应器采用空压机供气，气体转子流量计计量，并通过微孔曝气头分散成小气泡进入升流区。在进入气体的推动作用和夹气水流密度差的作用下，水流携带载体在反应器内处于循环流化的工作状态。

生物培养膜驯化阶段，如图13所示。

试验的进水codcr值在400～650mg/l之间。为使微生物对于所处的环境有个循序渐进的适应过程，进而加快挂膜速度，所以进水codcr浓度从400mg/l逐渐增加到650mg/l左右，进水的第5天和第6天codcr几乎没有去除率；从第7天到第12天codcr的去除率逐渐增加到20％以上；从第13天开始，codcr的去除率有了明显的提升；从第15到第17天之间，出水codcr的去除率可以稳定在80％左右，表明高效挂膜轻质生物陶粒填料流化床反应器挂膜完成。如图14。

试验进水氨氮值在40～50mg/l之间，检测之初氨氮的去除率很小，说明硝化细菌还未起到明显作用。又经一周后，出水的氨氮值明显低于进水氨氮值，氨氮的去除量出现明显的上升趋势，说明硝化菌已经出现并迅速增值，氨氮的最大去除率已达到70%，表明生物膜中硝化细菌的培养驯化基本完成。

水力停留时间（hrt），如图15所示。

在试验条件下（进水codcr浓度为1000mg/l左右，曝气量为0.25m3/h），当hrt为3h时，codcr的去除率最高可以达到98.9％，最低的去除率也可达到96％平均去除率在97％左右；当hrt为2.5h时，去除率在86.3-94.2％之间，一般保持在90％左右；而当hrt为2h和1.5h时codcr的去除率分别保持在86％和85％左右；当hrt为1h时，最高去除率仅有78％，最低仅为46.8％。如果水力停留时间太长就会影响试验模型的产水率，降低反应器的处理效率；而水力停留时间太短则出水效果又不好，所以通过以上试验分析和权衡，最佳水力停留时间设定为1.5h，此时codcr去除率在85％左右。

（4）生物地沟（人工湿地）治理工程。

对于区域广泛，水流条件较好地区，用生物地沟法不仅能降解水中的ss、cod、bod,硝化，脱氮，除磷，去除aox(有害物质)，还节约了大量的工程设备投资，可持续性好。现在很多城市内河清淤回填多此法，填料使用量大、效果好，如图16所示。

（5）河流湖泊治理工程

因为，受到污染的河流可能造成下游湖泊富营养化，导致蓝藻爆发，加重水体污染，所以，对于受污染的河道进行治理尤为重要。

传统做法是在河道入湖口的上游适当地方选一地段拦河筑坝，装进生物填料，并做好护坡，种上水生植物，此法对降解水中的氨氮和cod可起到降解作用，如图17所示。

本发明的使用方式是使用漂悬浮填料，只需要用网箱就可以跨河拦截，在河道治理过程中就显得尤为方便，节约工期和成本，如图18。

本发明的基本原理是：原料在高温作用下软化而具有一定的黏度，在外力作用下可以流动变形。与此同时，在原料中放置成孔剂，经高温作用后有气体产生并形成一定内气压，使得具有一定黏度的软化坯体发生膨胀，最终形成多孔结构的陶粒。应用在水处理上除氨氮的基本原理是：在无氧条件下滤料表面形成反硝化菌生物膜，接着向滤池中投入外加碳源，其表面的生物膜就会与污水中氨氮发生氧化还原反应生成无害的氮气排到空气中。在无数次的实验中污水中氨氮去除率基本能达到90%以上，cod、ss去除率都能达到80%以上，处理的效果非常好。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。