专利名称：轻质耐腐蚀曝气转盘及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化沟污水处理装置的曝气转盘及其制备方法。
在城市生活污水和工业污水处理中，氧化沟的处理能力高于其他生物处理系统。其重要原因在于它具有独特的混合性能。混合对于有机物、氨、硝酸盐和固体去除起着很大的作用。
曝气转盘是氧化沟污水处理装置的主要关键部件。氧化沟的混合功能主要靠曝气转盘的旋转、搅拌完成。为了提高充氧能力，转盘上设计有许多凸台和凹孔，以使转盘在曝气池中运转时让污水得到充分曝气和有效的混合。所以转盘应有一定强度以抵抗水流对大面积凸台面和凹孔壁的剪应力。
不同的污水处理场，腐蚀介质也不一样。例如对石油化工企业来说，主要是油类和酚类。而且污水处理场一般都是露天装置，所以转盘除了耐水和油、酚等腐蚀外，还要具有耐曝晒的抗老化性能。这些曝气转盘过去采用钢板冲压制成，不但质量大、而且不耐腐蚀。近年来美国ENVIREN公司使用聚苯乙烯类塑料来生产转盘，减轻了转盘的重量，但是仍然不耐老化，不耐腐蚀，使用寿命短，转盘调节困难。因此，最近曾有人设想用手糊方法制造玻璃钢曝气转盘，但是该工艺生产效率很低、生产周期很长，质量不可能稳定，往往在同一制件的许多地方会出现强度较低的富树脂区域，导致制品容易开裂损坏，尤其在含酚废水中，根本不能使用。
本发明的目的是设计提供一种重量轻、耐腐蚀、质量稳定的曝气转盘及其制备方法，以克服上述已有曝气转盘所存在的缺点。
本发明的主要措施是以流动性好的低密度的纤维增强热固性模塑料作为构成曝气转盘的材料，并采用低压条件下的加热模压成型法进行制备。
本发明曝气转盘的特征在于其构成材料为含低密度填料的纤维增强热固性模塑料，并且在转盘的轴头及其附近部位含有起增强作用的长纤维或纤维布。
所说的纤维增强热固性模塑料主要由纤维、低密度填料和树脂组成。纤维可以是天然的麻、棉纤维，或者玻璃纤维，或者各种合成有机纤维(如涤纶、维尼龙、丙纶、尼龙等)；纤维的长度可以是3mm至连续长纤维，或者是各种纤维布。低密度填料包括碳酸钙、二氧化硅、滑石粉以及各种形状的空心填料(如空心玻璃微球或飘尘、空心碳球、空心陶瓷球以及异型空心微粒等)中的一种或一种以上。树脂为含双键不饱和树脂或环氧树脂或低压酚醛树脂。含双键不饱和树脂包括不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、乙烯基树脂或DAP树脂。
为便于产品脱模，必要时可加脱模剂。根据不同配方，脱模剂可使用内脱模剂，也可使用外脱模剂。
构成本发明的曝气转盘的纤维增强热同性模塑料的主要成份组成按重量百分比一般为树脂20～60，填料15～60，纤维10～30，内脱模剂0～10。
本发明的曝气转盘的制备方法是采用含低密度填料的纤维增强热固性模塑料作为构成曝气转盘的材料，先将模塑料材料预制成团状、块状或片状的预混料，再以加热模压成型法制成所需的曝气转盘。
所说的加热模压成型法具体为把带有加热及控温装置的曝气转盘金属模具安装于300～1000吨液压机上；在模温80～170℃时，投入模塑料预混料，并在轴头及其附近部位加入长纤维或纤维布；然后以2-12MPa压力保压保温固化5～30分钟，出模即得产品。
本发明的曝气转盘由于以含低密度填料的纤维增强热固性模塑料为材料，所以具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐老化、质量稳定等优点，既延长了使用寿命，又可提高机械设备的安全系数和减少设备运转的动力损耗。同时由于在转盘的轴头及其附近部份加有长纤维或纤维布，使其强度增加，可以承受转轴转动时的扭力，从而保证转盘在运转过程(轴头)不易损环，充分延长转盘的使用寿命。
由于本发明的曝气转盘采用模压成型，能快速整体成型，产品质量稳定。而且成型时，树脂能渗出制品表面，形成漂亮光滑的致密表面层，水和腐蚀介质不易渗入，更加提高了转盘的耐腐蚀、耐老化性能。本发明的曝气转盘可以在60℃、500mg／L苯酚的废水中长期使用，当然更可以在其它的城市废水和石化废水中长期使用。而手糊的玻璃钢转盘使用14天，其表面就产生裂纹，不能使用。
由于本发明采用模压成型法，所以能够充分利用纤维增强模塑料的可设计性优点，能生产出表面结构复杂的转盘，制品不但强度高，混合面积特别大，而且可根据制品使用性能在不同部位设计不同的强度，从而使整个转盘质量特别小，平均密度为1．3～1．5。
另外，由于本发明所用材料流动性好，可采用低压成型，所以可用小吨位压机成型大面积的转盘，设备费用低，而且对低密度填料的抗压强度要求低，选用范围广。
本发明的模压成型法还具有生产效率高，能耗低等优点，其能耗仅为聚苯乙烯滚塑成型法的1／5左右。
图1是一种已有的曝气转盘的结构示意图，其中1为曝气转盘，11为转盘上的斜凸台，12为转盘上的圆形凹孔，13为转盘轴头。该转盘为两块结构相同的半圆盘组合而成。A-A剖面即为其结合面。
图2是图1的A-A剖面结构示意图。
图3是曝气转盘组成的曝气转刷的示意图。
由于曝气转盘需要有较大的充氧能力，因此，必须有足够大的表面积。如图1所示，现有的曝气转盘通常直径达1．3米，其表面设有约500个斜型凸台和约2500个圆型凹孔。这种转盘形状复杂，与水接触面大，其对污水的曝气和混合效果较好。
现有氧化沟污水处理装置通常采用水平轴曝气转盘(如图1所示)，由多个转盘在转轴上组合构成曝气刷(如图3所示)，转轴长约7米，启动时有一定扭矩。所以，若转盘重量过大，转轴容易断裂。同时，转盘轴头也容易损坏。本发明的曝气转盘以含低密度填料的纤维增强热固性模塑料为材料，并在轴头部位用长纤维或纤维布增强，具有质量轻，强度高的特点，较好地解决了上述问题。
以下通过实施例对本发明作进一步说明。各实施例中转盘材料的成份组成均按重量百分比。
实施例一1、转盘材料的成份组成198#不饱和聚酯树脂30，空心玻璃微球30，滑石粉26，6mm玻璃纤维10，硬脂酸锌3，过氧化苯甲酸叔丁酯1。
2、制备方法①先将上述材料放在捏合机中均匀混合成轻质团状模塑料预混料；②把带加热和控温装置的圆形曝气转盘金属模具(型腔直径1．3米，具有500个斜凸台和2500个凹孔)装于500吨热压机上；
③将模温升至150℃，把14kg团状预混料投入模具型腔中，并在轴头及其附近部位加入0．5 kg玻璃纤维布；④合模加压，压力3MPa，保温保压固化15分钟；⑤开模取出转盘，冷却后清除飞边毛剌即为产品。
实施例二1、转盘材料的成份组成低压酚醛树脂50，碳／硼硅酸盐微粒球30，碳酸钙10，6mm短切麻纤维10。
2．制备方法①把上述材料放于捏合机中均匀混合成团状预混料；②把直径1．3米、具有500个斜凸台和2500个凹孔的转盘的半园形金属模具(带有加热及控温装置)装于500吨热压机上；③将模温升至170℃，把14kg麻纤维增强酚醛模塑料团状预混料投入型腔，并在轴头部位加0．5kg麻布；④合模加压，压力3MPa，保温保压固化10分钟；⑤开模取出转盘，冷却后清除飞边毛剌，即为产品。
实施例三1、转盘材料的成份组成952#不饱和聚酯树脂40，空心陶瓷球28，氧化镁2，25mm玻璃纤维20，硬脂酸锌4，润滑剂5，过氧化苯甲酸叔丁酯1。
2、制备方法①将上述材料用SMC专用机制备成低压轻质片状模塑料预混料；②～⑤步骤与实施例一相同。
权利要求
1.一种氧化沟污水处理装置的曝气转盘，其特征是构成该曝气转盘的材料为含低密度填料的纤维增强热固性模塑料，并且在转盘的轴头及其附近部位含有起增强作用的长纤维或纤维布。
2.按照权利要求1所述的曝气转盘，其特征是所说的纤维增强热固性模塑料主要由纤维、低密度填料和树脂组成；其中的纤维包括天然麻、棉纤维，或玻璃纤维，或各种合成有机纤维；低密度填料包括碳酸钙、二氧化硅、滑石粉及各种形状的空心填料中的一种或一种以上；树脂为含双键不饱和树脂，或者环氧树脂，或者低压酚醛树脂，含双键不饱和树脂包括不饱和聚酯树脂，丙烯酸树脂、乙烯基树脂或DAP树脂。
3.按照权利要求1或2所说的曝气转盘，其特征是所说的纤维增强热固性模塑料的主要成份组成按重量百分比为树脂20～60，填料15～60，纤维10～30。
4.一种氧化沟污水处理装置的曝气转盘的制备方法，其特征是采用含低密度填料的纤维增强热固性模塑料为材料，先预制成预混料，再以加热模压成型法制备成所需的曝气转盘。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征是所说的加热模压成型法为把带有加热及控温装置的曝气转盘金属模具安装于300～1000吨热压机上；在模温80～170℃时，投入模塑料预混料，并在转盘轴头及其附近部位加入长纤维或纤维布；然后以2-12MPa压力保压保温固化5～30分钟，出模即得产品。
全文摘要
本发明涉及一种氧化沟污水处理装置的曝气转盘及其制备方法。该曝气转盘以含低密度填料的纤维增强热固性模塑料为材料,并采用加热模压成型法制备而成,具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐老化、质量稳定等优点,可在含酚废水等各种废水中长期使用。本发明还具有生产设备投资少、能耗低、生产效率高等优点,并且能充分利用纤维增强模塑料的可设计性特点,根据制品使用要求在不同部位设计不同的强度,从而使整个转盘质量特别小,平均密度为1.3～1.5。
文档编号C02F3/18GK1205988SQ9811329
公开日1999年1月27日 申请日期1998年7月23日 优先权日1998年7月23日
发明者顾钧扬, 黄凤来 申请人:中山大学