一种污水处理用移动床生物膜悬浮载体填料的制作方法

本发明属于环保行业污水处理使用的填料技术领域，具体涉及一种移动床生物膜悬浮载体填料。

背景技术：

有机污水生物处理方法根据微生物在水中所处的状态不同，可分为活性污泥法和生物膜法。其中生物膜法水处理装置根据系统中投加的填料运动状态，可大致分为三类：固定床、膨胀床和流化床。

流化床是向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，曝气时，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。流化床是以气液或机械搅拌为动力，使反应装置内的载体填料始终处于运动状态的一种污水处理方法，由于要使载体充分流化，不留死角，因此要提供足够大的动力，这导致该方法较接触氧化法消耗的动力大；另外因水力冲刷、载体之间碰撞激烈等因素容易造成生物膜脱落，生物量降低，出水水质较差，影响处理效果。

目前污水处理中常用的流化床填料主要有蜂窝状填料、软性填料、半软性填料、立体填料、多孔旋转球型悬浮填料、球形填料、柱状填料等，但在实际工程运行过程中，存在若干问题。

柱形悬浮填料，其结构为柱形外侧支撑体框架，棱上向内均匀地分布有向心条，上下两端分别布置有导向板。此填料形状、结构复杂，制造难度大，并且比表面积也不够大。

海绵填料为软性填料，质地较轻，易漂浮于水面上，难以流化。且海绵填料脱膜困难，需要挤压使污泥释放出来。海绵填料易损耗，需要定时补充。

传统污水处理悬浮填料多采用纤维疏水材料，要满足填料流化状要求，曝气系统的曝气量比单纯活性污泥法要大，这对于微生物的附着是十分不利的，生物量很难维持在一个较高的水平，这就使污水处理程度的提高成为一个瓶颈。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种污水处理用移动床生物膜悬浮载体填料，该填料结构的比表面积大，对气泡有助于传输和扩散的作用，能有效提高水处理的效果。

其技术解决方案包括：

一种污水处理用移动床生物膜悬浮载体填料，其包括壳体及位于所述壳体的空腔内的填充体，所述的填充体是由若干条hdpe丝缠绕在壳体的空腔内形成，所述的移动床生物膜悬浮载体填料的形状为圆柱形、球形或方形；所述的移动床生物膜悬浮载体填料的密度为0.93～0.97g/cm³。

作为本发明的一个优选方案，所述的若干条hdpe丝缠绕在壳体内呈蜂窝形。

作为本发明的另一个优选方案，形状为圆柱形的填料的厚度为10～100mm，外径范围为10～100mm。

进一步的，形状为球形的填料的直径为10～100mm。

进一步的，形状为方形的填料的边长长度为10～100mm。

上述污水处理用移动床生物膜悬浮载体填料，其是采用整体注塑成型的方式制备所得。

本发明污水处理用移动床生物膜悬浮载体填料，外观为高密度聚乙烯自然色，其密度为0.93～0.97g/cm³，能够利用较低的能耗，实现良好流化；其内部由数条丝状hdpe丝缠绕粘结，整体为圆柱形、球形或方形结构，在水里能够360度全方位自由活动，无死区；本发明填料的立体网状结构能够实现填料的多孔性，能够为填料提供更多的微生物生长增殖空间，利于微生物在网内附着生长，约2～5天即可实现挂膜；本发明填料具有良好的压缩回弹率，其压缩回弹率高达95％～99％，受到挤压后能迅速回弹，因此不会变形、破损，使用寿命长；本发明填料具有较大的孔隙率，为85～95％，通透性很好，水气液都能良好的通过填料的各个空隙和微生物中间；本发明填料易于流化，曝气强度约1.5～8nm³/m²·h，搅拌强度约5～20w/m3池容。

与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：

1)立体网状结构能够实现填料的多孔性，能够为填料提供更多的微生物生长增殖空间，利于微生物在网内附着生长，可比常规填料的挂膜时间缩短30％～50％的时间；

2)本发明中填料外径范围为10～100mm，外径可根据实际应用情况进行调整，来调节该生物填料的有效比表面积，使其综合性能能够得到更大程度的提升；

3)针对球形填料、柱状空心填料等硬质填料，压缩回弹率低，受到挤压后易破损等缺点进行改进。本专利中所涉填料具有良好的压缩回弹率，其压缩回弹率高达95％～99％，受到挤压后能迅速回弹，不会变形、破损，可降低对池体及设备之间的磨损，延长整个系统的寿命；

4)球形填料、柱状空心填料等传统填料大多材质为聚丙烯材料，密度为0.90g/cm³左右，易漂浮于水面上，不利于填料流化。本专利中所涉填料进行了改进，材质为纯hdpe材料，密度为0.93～0.97g/cm³，挂膜后密度为1.002～1.01，与水接近，在水中呈悬浮状态，因此能够利用较低的能耗，实现良好流化；

5)对海绵填料脱膜困难、易损耗需补充等缺点进行了改进，可实现正常周期内的脱膜，无需补充。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明圆柱形悬浮载体填料的主视图；

图2为球形悬浮载体填料的主视图；

图3为方形悬浮载体填料的主视图。

具体实施方式

本发明提出了一种污水处理用移动床生物膜悬浮载体填料，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

本发明移动床生物膜悬浮载体填料，可以为多种形状，优选为圆柱形、球形或方形，形状为圆柱形的填料的厚度为10～100mm，外径范围为10～100mm；形状为球形的填料的直径为10～100mm；形状为方形的填料的边长长度为10～100mm。填料的整体形状像蜂窝形。

实施例1：

如图1所示，本发明一种污水处理用移动床生物膜悬浮载体填料，其包括壳体和位于壳体空腔内的填充体，其壳体的形状为圆柱形，壳体的空腔内部由数条丝状hdpe丝缠绕粘结，形成立体网状填料，该填料外观为hdpe自然色，该填料的厚度为20mm，外径为25mm，密度为0.93～0.97g/cm³，孔隙率为85～95％，有效比表面积大。该填料具有良好的压缩回弹率，其压缩回弹率高达95％～99％，受到挤压后能迅速回弹，因此不会变形、破损，使用寿命长。由于本实施例的有效比表面积大，加大了微生物负载量，从而提高了生化处理负荷，经适用效果良好。除上述方式外，其厚度及外径可根据实际应用情况进行调整，来调节该生物填料的有效比表面积。

本实施例移动床生物膜悬浮载体填料的制备方法为：采用整体注塑成型方式制得，采用相应的圆柱形模具进行生产，生产后参照《碳化纤维编织填料》jb/t6371-2008中的试验方法抽样进行压缩回弹率试验。

具体实验步骤如下：采用精度达0.01kn的试验机，取10个填料为一组试样。匀速施加初载至0.5mpa，在10s内匀速加载至2.5mpa，维持60s后记录终载下的变形量，随即卸载至初载，维持60s后记录变形量。

依照上述试验步骤抽样三次进行压缩回弹率测试，测试结果如下：

试样一组：回弹率96.8％；

试样二组：回弹率98.1％；

试样三组：回弹率97.3％。

平均回弹率为97.4％，因此本悬浮载体填料的压缩回弹率很高，因此不易变形、破损，使用寿命长。

本发明生物悬浮载体填料适用于污水处理中，可应用于生化池中的缺氧段和好氧段。本发明悬浮载体填料应用于好氧段时，可增强好氧段的硝化效果，通过适当的曝气系统确保生物悬浮载体填料的流化效果，确保填料与污水进行充分的混和、碰撞、接触，有效完成污染物、水、气三向的接触、交换、吸附等过程。本悬浮载体填料应用于缺氧段时，可增强缺氧区的反硝化效果，增强脱氮能力，在缺氧段是通过推流搅拌的方式来确保生物悬浮载体填料的流化效果，确保填料与污水进行充分的混和、碰撞、接触。

为了防止流化生物悬浮载体填料随混合液流出使用区域，在使用区域内进、出水端或其它合适位置设计采用拦截筛网进行简单拦截和分隔。拦截筛网材质选用不锈钢材质，型式与该生物悬浮载体填料配套。

实施例2：

与实施例1不同之处在于：移动床生物膜悬浮载体填料呈球形，其外形图如图2所示，该球形填料的直径为10mm。

实施例3：

与实施例1不同之处在于：移动床生物膜悬浮载体填料呈方形，其外形图如图3所示，该方形填料的直径为10mm。

实施例4：

与实施例1不同之处在于：移动床生物膜悬浮载体填料的厚度为10mm，外径为10mm。

在上述实施例1-4的指引下，圆柱形填料、球形填料或方形填料，根据上述限定的厚度、外径范围、直径等相关参数，可显而易见的实现多种组合方式。

本发明未述及的部分借鉴现有技术即可实现。

需要说明的是，本领域技术人员在本发明的启示下所作出的等同替换均应当在本发明的保护范围内。