Vật liệu sử dụng trong lọc sinh học là yếu tố quan trọng liên quan tới tính thấm dẫn, khả năng tăng trưởng của tảo bám và hiệu quả xử lý nước thải. Việc chọn lựa loại vật liệu và kích thước của chúng cũng ảnh hưởng chính cho yếu tố giá thành xây dựng. Nếu kích thước vật liệu nhỏ sẽ làm giảm độ hở giữa các vật liệu, gây tắc nghẽn cục bộ, nếu kích thước quá lớn thì diện tích tiếp xúc bị giảm nhiều dẫn đến giam hiệu suất xử lý. Các vật liệu cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- Diện tích bề mặt riêng lớn
- Chỉ số chân không cao để tránh lắng đọng (thường cao hơn 90%) - Nhẹ, có thể sử dụng ở độ cao lớn (từ 4 – 10m hoặc cao hơn) - Có độ bền cơ học đủ lớn
- Quán tính sinh học cao - Ổn định hóa học
Các vật liệu này giá thành khá rẻ, dễ mua; trên thực tế thì các vật liệu như sỏi, đá cuội đã được sử dụng rộng rãi. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, đất sét nung có khả năng hấp phụ photpho trong nước cao nên nếu sử dụng chúng cũng có thể tăng hiệu quả xử lý nước thải. Do được nung ở nhiệt độ cao
(>1000oC) nên đất sét nung rất nhẹ, khả năng giữ ẩm và thông thoát khí, nước đều rất tốt. Đối với vật liệu như hạt nhựa thì có ưu điểm là nhẹ hơn nước, tỷ trọng nhỏ hơn nước giúp chúng lưu động và phát huy tối đa hiệu quả xử lý, không làm tắc dòng chảy. Điểm nhấn quan trọng của hạt nhựa chính là bề mặt tiếp xúc lớn, vi sinh vật sẽ neo bám nhiều từ đó sinh khối tăng cộng thêm chủng vi sinh vật phong phú hơn.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng các loại vật liệu sau, chúng có đặc trưng vật lý như sau:
Bảng 1.7: Đặc tính vật lý của một số vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
Thông số Đơn vị
Đặc điểm vật liệu Sỏi Đá cuội Hạt
nhựa Đất sétnung
Đường kính mm 5 - 10 15 - 25 14 10 - 15
Khối lượng riêng kg/m3 2313 2694 561 1307
Diện tích bề mặt riêng m2//kg 0,108 0,078 1,4659 0,098
Nguồn: Đo đạc thực nghiệm(2016)