纤维球滤料超细纤维滤料在养殖水体处理中的应用

   水产养殖系统中的污染物主要包括过量投喂而剩余的残饵、未消化吸收的营养成分、代谢排泄物等，既有可溶性物质如氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐等，也有固体物和悬浮物。悬浮物分离和氨氮的去除是养殖水处理中需要解决的主要技术难点。养殖水体规模化处理常用的滤料为砾石、石英砂等，清洗不便、基质沉重、更换繁琐。饮用水处理中使用的pp棉、聚丙烯滤布、超微滤膜等滤料，水质净化效果好，轻巧便捷，但在处理水产养殖的高悬浮水质时易于堵塞，效率低，成本过高，并且难以结合常用的石英砂、沸石等滤料来大量处理养殖排出的污水。因此，要建立起新的、低成本的养殖污水处理模式就需要利用新的滤料来得以提高和突破。超细纤维、复合纳米等技术都已在水处理中逐渐得到应用，超细纤维在水产养殖水处理中的应用也将会得到越来越多的重视和研究。

改性纤维球滤料超细纤维滤料在养殖水体处理中的应用

    1.超细纤维的定义与特性

    超细纤维目前还没有完全统一的定义，通常将超细纤维界定位单丝细度小于0.3dtex（分特）的化学纤维。其主要特点是：纤维纤细、直径小，比表面积大，质轻柔软，强度高，吸湿性好。因此，超细纤维本身及其形成的织物能显示出许多在水处理中具有的独特优势：（1）高清洁和吸附能力；（2）高吸水性和高吸油性（3）生物酶与离子交换剂的良好载体；（4）超细纤维耐用性优良。

   2.超细纤维织物用作滤布

   改性纤维球滤料超细纤维滤布是由作为纵向或经向纱线的超细纤维和作为纬纱的普通纤维组成，外表面覆盖这厚厚的超细绒毛，这种绒毛往往具有特定的方向，其上密下疏的结构避免了现有的滤布过滤阻力大。水头损失大的缺点，这对过滤的性是很重要的。超细纤维的织造布具有的纤维直径小、表面积大、孔隙小、空隙率高等特点，极适合作液固分离或气固分离的过滤材料。正是这些特性使超细纤维滤料逐渐推广和应用到了水处理领域中。

    改性纤维球滤料超细纤维滤布不但有优良的过滤性能，而且滤层通道前窄后宽，颗粒物质大部分保存在纤维与纤维间的空隙中，滤料内层不易集尘，通过反冲表面沉淀物，易使其恢复过滤效率，保持滤料长期稳定运行。笔者前期探索发现，这种以超细纤维织物为滤料的过滤器的优点有：（1）透水速度快。以涤锦超细纤维材料制成的过滤织物滤料微粒，在过滤罗氏沼虾养殖产生的污水时，与石英砂滤料相比，在同厚度下的过滤速度快5倍左右。（2）分离效果好。分离效果依不同纤维直径和织物密度组成的滤布而有所差异。以0.2dtex涤锦超细纤维制成的珍珠面经编毛圈织物，纺织密度在156×126（经×纬）/10cm、厚度0.73mm、密度320g/m2左右的滤布，即可捕获4-05um大小的悬浮颗粒。（3）易于从过滤器上反冲洗去除微粒，使过滤器复净。（4）超细纤维材质多样（涤锦、丙纶、聚酰胺、聚丙烯等）。可以集合养殖需求，将超细纤维滤布与常用的石英砂、沸石、煤渣等滤料结合分层使用，便于处理大规模的高悬浮养殖污水。

   3.超细纤维滤球的应用

    改性纤维球滤料超细纤维同时可以扎结成纤维球滤料，作为球状滤料结合传统颗粒滤料使用。由超细纤维制成的改性纤维束，其滤层的含污能力大、弹性效果好、水头损失大、滤速快（20-85m/h），再生冲洗水量为过滤水量的1-2。纤维平均直径为0.407um的超细纤维，其比表面积约为70m2/g,与普通纤维材料（比表面积0.1m2/g左右）相比，比表面积提高700倍左右，其附着生物膜的量也有很大提高，完全可以适用于养殖水体的过滤。

   改性纤维球滤料常用的水产养殖过滤池滤料（活性炭、黄沙等）通过分层放置，以组成适当的级配并保持足够的孔隙体积，在反冲清洗时，粒径小的滤料容易漏到承托板下，使滤料层变薄，也容易将粒径小的滤料冲至表层。而使用超细纤维球状滤料和滤布，则可以相对稳定地固定整个过滤系统的层级。已有的利用纤维球的高过滤性发明出的易反冲滤料（如彗星式滤料）证明，其与沙滤器相比，体积可减少90，反冲洗耗水量减少66-50，过滤速度增长5-10倍。