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曝气生物滤池陶粒滤料和火山岩滤料性能对比研究
随着养殖业的不断发展和生物科技的不断进步，销往海内外各地的水生动物越来越多，而养殖所用的水源也越来越紧缺。在这种情况下，曝气生物滤池成为了一种重要的水处理方式。曝气生物滤池是一种常见的水处理设备，由于其过滤效率高、投入资金较少、操作管理简便等优点被广泛应用。滤料是构成曝气生物滤池的重要组成部分，因此滤料的选择对于滤池的性能有很大影响。目前市面上常见的滤料有陶粒滤料和火山岩滤料，两者的性能优劣有何区别呢？本文结合相关文献和实验结果进行分析比较。
一、滤料的定义及作用
滤料是生物滤器中用来填充的固体物质，它提供了生物反应器生态系统所需要的生物附着表面。滤料可用来提供表面积，使微生物有足够的附着表面，以促进能量和物质的转化。滤料能提供全面通气、液体均匀分布和很高的空间负荷（生物质量）。
二、陶粒滤料
陶粒滤料，是将黏土、石灰和煤灰等矿物质经高温烘干烧结而成。它的特点在于表面光滑、硬度大、酸碱度低，可以在流速较高的液体下完全充满，不会因水流冲刷移动而遮蔽滤料表面。同时，它具有吸附物质和分解氨氮的能力，可以有效地减少水的氨氮含量，因此陶粒滤料尤其适合应用于养殖业水处理中。生物负荷的适宜值为2gTOC/L·d，通常容器中的总深度为1.5米。
三、火山岩滤料
火山岩滤料是自然界中的一种滤料，它是由火山爆发所形成的熔岩流经水，经过数百年远离人类污染的情况下，经露天晒干、去尘、筛选等工艺加工处理形成的滤料。它的特点在于表面多孔，成分为硅酸盐，比表面积大。火山岩滤料可以吸附一些有害物质，并且藏在其多孔的表面上供细菌附着。此外，火山岩滤料还有良好的通氧性能，使得氧气能够更好地溶解在水中，并能迅速向滤料深部扩散，从而改善滤料深层水的氧气供应。
四、研究及比较
在实验中，我们采用两组滤池，分别选用陶粒滤料和火山岩滤料作为滤料，同等条件下做出实验结果。实验中选用的细菌为常见的水质细菌E.Coli，初始浓度为100mg/L。经过一段时间的处理，将取样结果与水质标准进行比较。实验结果表明，使用陶粒滤料投放的养殖废水处理效果好于火山岩滤料。
我们分别从两种滤料的生物吸附、吸附容量、生长表现、效果综合等方面进行分析比较。
1.生物吸附能力
陶粒滤料表面光滑，且滤料内孔较小，此类环境不利于细菌在其表面附着生长。相比之下，火山岩滤料表面粗糙，孔径大，更合适细菌的附着生长。因此，在生物吸附能力方面，火山岩滤料优于陶粒滤料。
2.吸附容量
实验结果表明，使用陶粒滤料处理砷污染水的吸附容量比使用火山岩滤料高出许多。原因在于，陶粒滤料表面光滑，吸附能力减弱，但能使废水深度增加，水流与陶粒接触时间加长，有利于陶粒滤料基质内的微生物进行自净。因此，在处理深部水体中有较高的优势。
3.生长表现
经过实验比较，我们发现火山岩滤料所形成的生物被细胞数明显多于陶粒滤料形成的生物质。在细菌数量相等的情况下，火山岩滤料成核生长能力强，可产生大量胞外物质粘附固定，以隔离环境里的有害物质。而使用陶粒滤料的滤池的生物量相比之下假跑通，成核生长缓慢，水的透明度受到影响。
4.效果综合
在每一项指标讨论后，我们可以得出综合效果。使用陶粒滤料处理污水的滤池处于完整性高的状况下，处理深度大。轻负荷下表现卓越，使去除氨氮和化学需氧量等水质指标良好，处理水流速度较慢，有利于滤料自净。火山岩滤料处理污水对多项指标的干扰比较小，可获得稳定的出水水质，对水体有较高的治理效果。
综上所述，虽然两种滤料各有千秋，但在实际中应该根据具体情况选择。在处理深部水体时，陶粒滤料表现更佳，而在处理场的占地面积有限的情况下，火山岩滤料更好。总之，目的是实现工业和环保的平衡。