导 读
填料技术是提高污水单位处理能力的一种行之有效的方法，日本由于材料技术和污水处理技术的发达，在填料的开发和利用上有很好的经验积累和海量的应用案例，这对于我国的污水处理技术水平的提升是一个很好的借鉴。
在用微生物处理废水时，为了提高单位体积的污水处理能力和改善运行状况，很多情况下会使用微生物填料。
在水处理过程中使用填料，可达到多重效果，例如可以提高污水的处理能力；提高脱氮效率；抑制藻类繁殖；减少污泥产生量；抑制臭气的产生；不同程度地降低运营成本等等。
填料的优点在于：可以在已经运营的污水处理装置中使用，无需新建设施，尤其对一些负荷增加但无法扩建的情况；填料的种类和投加量可以根据不同的需要，灵活选择；使用再生材料制成的填料还可对环保做出贡献，在这方面日本有上好的表现；填料的使用可以结合污水处理厂情况及设备情况来加以选择。
日本作为一个材料大国和污水处理技术先进国家，已经开发和使用了各种形态、各种材质、用途广泛的微生物填料。
在日本应用较为广泛、技术较为先进的填料见表1。
表1水处理填料主要形状与材质
在日本，较为先进、常用的填料产品主要有以下几种类型。
多孔凝胶型填料
此类填料的材质为氨基甲酸乙酯，为墙体构造，吸水后变为凝胶状态，放入水中后会迅速下沉并可在水中漂浮游动，吸水性很强且持久。
此类填料吸收微生物的效果很强，墙体构造使得其比表面积较大，更能保持微生物的浓度，提高处理能力。
可用于工业废水处理中的去除BOD/COD及硝化处理工序，以及污水处理厂的除臭工序。
案例：某食品工厂的排水量为500m3/d，BOD含量为2000mg/L，固体悬浮物浓度500mg/L，曝气池容积为400m3。在此条件下，投放120m3的多孔凝胶型填料，填充率为30%。经处理后，BOD含量降至10mg/L，固体悬浮物浓度低至5mg/L。
吸水膨胀型填料
该类型的填料材质为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，形状为圆柱形，制作过程中不使用水，使用前处于干燥状态，放入水中后会吸水膨胀，可随着水中搅拌机的运作在水中流动且不会浮出水面。其表面有凝胶细孔，吸水膨胀后可高浓度吸附微生物。
可用于污水处理厂及其他工厂的硝化及脱氮工序，以及化学工厂、涂料工厂的超滤膜清洗等。
案例：某污水处理厂的水量为7000m3/d，BOD含量为120mg/L，固体悬浮物浓度100mg/L，总氮32mg/L。往好氧槽中投放吸水膨胀型填料，充填率为30%，处理后BOD含量降至20mg/L，固体悬浮物浓度10mg/L，总氮10mg/L。
流动床填料
流动填料是在填料流动槽、填料过滤槽、生物过滤槽中使用的填料，其比表面积较大，能够形成生物膜，通过填料的流动使微生物与有机物、氧气产生接触而达到效果。流动床填料多为塑料材质，可根据需求制作成波浪板形、网状、球形、圆筒形、立方形、纤维状等形状。
流动床填料的微生物吸附效果强，同时也具备流动性强、耐磨损等特点。
流动床填料可适用于工业废水处理、垃圾处理场渗滤液处理、生活污水集中处理、净化槽等。
板状纤维填料
使用特殊纤维制成的板状纤维填料为立体构造，比表面积较大，污泥吸附力较强，吸附的污泥量最大可达到其他材质的2-4倍，在低负荷运转的状态下可大量削减剩余污泥。增殖速度较慢的微生物也可持久吸附；且填料本身无需清洗，使用寿命长。
在低负荷运行的状态下，使用此类纤维填料时无需安装污泥沉淀槽即可达到处理效果；在高负荷运行的状况下，需安装污泥沉淀槽，并将多个填料分段放置在生物反应槽内，可形成多种微生物并存的环境，通过食物链与自氧化效应，达到抑制剩余污泥产生的效果。
案例：在某工厂的排水设施内分段安装此纤维填料，处理后的污水BOD浓度小于15mg/L，总氮去除率为50%，污泥产生量与原来相比削减了77%。
图分段安装纤维板状担体
长条形纤维填料
长条形纤维填料的原材料为聚偏二氯乙烯（PVDC），填料直径为25mm或45mm，纤维直径为0.1mm，适用于各类型的处理槽，放于废水中后能在纤维填料表面形成生物膜，通过微生物作用分解污水中的有机物，达到处理效果。
长条形纤维填料表面积大，构造的特殊性使其拥有较高的微生物吸附能力，氮、磷去除效果高，且难以堵塞。PVDC材质也使其耐磨损性较强。废水处理能力稳定，不因负荷、水温变化而受到影响。
立方体好氧填料
立方体好氧填料使用聚烯烃制作，形状为立方体，边长在10mm左右，构造为气泡结构，微生物吸附效果好，1L填料的微生物吸附量在30-50g之间，能够处理高浓度废水；聚烯烃材质耐水性好，填料放入废水中后能够使微生物在短时间内快速发挥作用。同时，填料也具有较高的流动性，不易磨损。
该填料属于好氧填料，放入曝气池后，吸附在填料内的好氧性微生物得到氧气供给，同时微生物能与污水、污泥得到充分接触，从而处理污水中的污染物。
案例：某食品加工厂的日均排水量为150m³，其中BOD浓度为1300mg/L，COD浓度400mg/L，固体悬浮物浓度350mg/L；使用活性污泥法处理污水，污水中油脂含量高，需要使用油脂分解微生物来处理油脂。该工厂使用了附着油脂分解型微生物的立方体好氧填料后，污水中的BOD和COD浓度均降至20mg/L，固体悬浮物浓度降至30mg/L。
