一种水处理填料装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水处理填料装置，属于水处理及填料领域。它包括填料单体、绳子、固定支架和硬质塑料管，其中填料单体由水处理填料和圆环形载体组成，水处理填料的一端夹在圆环形载体内部固定，圆环形载体上设有弧形挡板，可在水流的推动作用下慢速旋转，增强水处理填料与水的接触，使挂膜更加密实均匀。本实用新型能用于处理有机染料废水、制药厂废水、造纸废水等污水处理工程以及生活污水、水厂原水的净化等，具有水处理填料结构简单、设计合理、易于制造的优点。
【专利说明】一种水处理填料装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于环境工程水处理及填料领域，更具体地说，涉及一种水处理填料
目.0
【背景技术】
[0002]目前，造纸、纺织等污水量排放较大的行业为了满足环保要求，使用多类技术处理所排污水，一般来说，此类污水处理难度大，处理成本高。
[0003]生物填料是水处理中的核心技术之一，在水处理领域有十分重要的意义。生物填料材质、结构、性能的不同，直接影响水处理效果。玻璃钢或塑料材质的蜂窝状生物填料具有比表面积大、孔隙率高等特点，其管壁无死角，衰老生物膜容易脱落，此种填料对负荷较低的污水有较好的处理效果，不适用于高浓度废水，容易造成填料堵塞，且对曝气方式的要求较高。硬聚氯乙烯材料的波纹板状生物填料孔径大、不易堵塞、流程长、处理效率较高、利于运输和安装，但由于废水很难在各流通道上保持均一流速，不能充分发挥填料的整体效果，且不利于生物膜更新。纤维束软性生物填料可全方位布局在水体中，使气、水、膜充分接触，但中心绳容易断，纤维丝易缠结、结块、断丝，使用寿命短，从而影响了其水处理效果。聚乙烯塑料半软性生物填料弥补了软性填料易缠结、结块的缺点，但其填料比表面积减小，对生物的富集量也减少，且挂膜时间长，造价较高。陶粒等多孔生物填料表面及内部多孔，可为微生物提供更大的生长空间，无需支撑和外壳固定，使用简单，但其耗能高、制备成本高。
[0004]随着对系统的处理效率和出水水质要求的不断提高，常规填料将很难满足更加严格的标准和环境需求。水处理填料逐渐向比表面积大、挂膜速度快、挂膜紧密度高、对污染物捕捉灵敏等方向发展。
[0005]活性碳纤维被认为是21世纪最优秀的环保材料之一，被广泛应用于气体和液体净化等方面。活性碳纤维丝微孔小而均匀分布于纤维表面，比表面积可达1000?3000m2/g，可更好地为微生物提供生长繁殖条件，具有高强度和高弹性模量，表面具有大量含氧活性基团，吸附和脱附速率快，并可均匀接触与吸附，使吸附材料得以充分利用，在水中耐腐蚀、寿命长，不会造成环境污染。水处理填料的结构形式会影响其使用寿命以及水处理效果。中国专利申请号201020600629.7，申请日为2010年11月11日的专利申请文件公开了一种叠加式水处理生物填料，具有若干个填料单元、塑料绳或者纤维绳、第一、二、三、四限位体，每个填料单元具有一个组合填料和一个雪花状半软性填料，二者由第一限位体限位而呈一定间隔；塑料绳或者纤维绳使这若干个填料单元串联在一起，相邻的两个填料单元由第二限位体限位而呈一定间隔；最下面的一个填料单元中的雪花状半软性填料由第三限位体下限位，最上面的一个填料单元中的组合填料由第四限位体上限位。它能降解污水中难降解的有机污染物，比表面积大，空隙率高，水力阻力小等优点，但是该水处理填料结构复杂，且在水处理过程中受进水流速影响较大，不能随意转动，填料与污水的接触不充分。中国专利申请号201020540332.6，申请日为2010年9月25日的专利申请文件公开了一种废水处理生物填料，该实用新型由若干个填料单元间距固定于中心绳上，填料基材为折扇状，呈水平分布，采用废旧的编织袋作填料基材，以折扇法折叠成圆形折扇结构，大大增加了填料的比表面积，有效利用了废旧材料，成本低廉，但是废旧编织袋比较柔软，支撑填料效果差且长期浸泡在水中易腐烂，使用寿命短，因此需要经常更换，成本高。
【发明内容】
[0006]1、要解决的问题
[0007]针对现有的水处理填料装置存在的结构复杂、水处理效果差、使用寿命短、不易更换等问题，本实用新型提供一种水处理填料装置，将改性后的活性碳纤维丝固定在POM塑料载体上制成填料单体，然后将若干个填料单体穿在钢丝绳上形成串珠状水处理填料，具有净水效果好、使用寿命长、经济实用等优点。
[0008]2、技术方案
[0009]为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
[0010]一种水处理填料装置，包括填料单体、绳子、固定支架和硬质塑料管，所述的绳子一端固定在固定支架上，所述的填料单体串连在绳子上，每两个填料单体之间用硬质塑料管隔开；所述的填料单体由水处理填料和圆环形载体组成，所述的水处理填料的一端夹在圆环形载体内部固定；所述的圆环形载体由两个圆盘组成，所述的圆盘的中心部位设有中心盘，外侧为圆环，圆环上设有压扣，圆环与中心盘通过设置在圆环形载体上的水力挡板和连接杆连接；圆环形载体上的水力挡板与连接杆依次间隔设置；所述的中心盘上设有中心孔。
[0011 ] 进一步地，所述的水力挡板和连接杆各有三个，所述的水力挡板为弧形，在平面上的夹角为120°。
[0012]进一步地，所述的连接杆上设有侧枝，所述的侧枝上设有突刺。
[0013]进一步地，所述的水处理填料为活性碳纤维丝，其长度为1cm;所述的圆环形载体的制作材料为POM塑料；所述的绳子为不锈钢钢丝绳。
[0014]进一步地，所述圆环的直径为12cm，圆环上的压扣数量为12个；所述的中心孔直径为0.4cm。
[0015]进一步地，所述的硬质塑料管的内径大于绳子的直径，硬质塑料管的外径大于中心孔的直径，长度为3-5cm。
[0016]进一步地，所述的绳子上串连的填料单体的个数η为3彡η彡10。
[0017]3、有益效果
[0018]相比于现有技术，本实用新型的有益效果为:
[0019](I)本实用新型的水处理填料载体为POM塑料，其本身是一种简单填料，且载体上具有弧形的挡板，可在水流的推动作用下慢速旋转，增强活性碳纤维丝与水的接触，使挂膜更加密实均匀，提高了活性碳纤维丝的利用率和吸附效果，在有机物的去除效果上，有弧形挡板的填料体较无挡板的填料体处理效率提高4.7% -9.8% ;
[0020](2)本实用新型能固定改性后的活性碳纤维丝制作水处理填料，比表面积增大且表面含氧基团增加，微生物亲和性增强，能更好地为各类微生物生长、繁殖提供着生条件，挂膜速率和挂膜量显著提高，可更好的吸收、吸附水中溶解态和悬浮态污染物；
[0021](3)本实用新型的水处理填料单体呈串珠状排列，可以根据水质特性增加或者减少填料单体和硬质塑料管的个数，便于控制填料单体之间的垂向数量和上下层密度，操作方便，经济实用；
[0022](4)本实用新型的串珠状水处理填料净水效果好，可广泛应用于有机染料废水、制药厂废水、造纸废水等污水处理工程以及生活污水、水厂原水的净化等，同时本实用新型的水处理填料装置结构简单，效率高，拥有广泛的应用前景；
[0023](5)本实用新型结构简单，设计合理，易于制造，可采用工厂化统一加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为填料单体的结构示意图；
[0025]图2为水处理填料装置的使用状态图。
[0026]图中:1、水处理填料；2、水力挡板；3、中心盘；4、圆环形载体；5、填料单体；6、绳子；8、固定支架；9、硬质塑料管；10、圆环；11、连接杆；12、中心孔。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
[0028]实施例1
[0029]如图1和图2所示，一种水处理填料装置，包括填料单体5、绳子6、固定支架8和硬质塑料管9，绳子6 —端固定在固定支架8上，填料单体5串连在绳子6上，，绳子6为不锈钢钢丝绳，每条绳子6上串连10个填料单体5，每两个填料单体5之间用硬质塑料管9隔开，填料单体5由水处理填料I和圆环形载体4组成，水处理填料I是一种活性碳纤维丝，长度为10cm，其一端夹在圆环形载体4内部固定；圆环形载体4的制作材料为POM塑料，由两个圆盘组成，圆盘的中心部位设有中心盘3，外侧为圆环10，圆环10的直径为12cm，圆环10上设有压扣，数量为12个，用于扣紧两个圆环10从而固定水处理填料1，中心盘3与圆环10通过三个水力挡板2和三个连接杆11连接，水力挡板2为弧形，在平面上的夹角为120°，与连接杆11依次间隔设置，三个连接杆11上设有侧枝，侧枝上设有突刺；中心盘3上设有中心孔12，中心孔12的直径为0.4cm，硬质塑料管9的内径大于绳子6的直径，外径大于中心孔12的直径，长度为5cm。
[0030]水处理填料I用的活性碳纤维丝的制备方法是将PAN基碳纤维丝先在去离子水中煮沸浸泡2.5h并不断搅拌；然后移至常温去离子水中浸泡3h并不断搅拌，接着用大量去离子水清洗以去除杂质，清洗结束后将PAN基碳纤维丝置于120°C下烘干10h，得到预处理后的活性碳纤维丝；用去离子水稀释质量分数为65%的分析纯硝酸得到浓度为0.15mol/L的硝酸溶液，然后将得到的预处理后的活性碳纤维丝浸入0.15mol/L的硝酸溶液中，按磷酸二氢铵(质量浓度为99%，分析纯)与硝酸的摩尔浓度比为10:15加入磷酸二氢铵并搅拌，浸泡12h后取出加热烘干10h，然后在通N2保护的条件下煅烧0.8h，煅烧温度为560°C，煅烧结束后于95°C保温lh，然后自然冷却至室温得到改性活性碳纤维丝。
[0031]用水泵将某企业产生的生产污水通入挂有上述水处理填料的污水池中，串状填料在固定支架8上的平面横向距离相隔均为40cm，纵向距离为15cm，污水池尺寸为14m*3.6m*1.25m(长*宽*高)，未经处理的污水丝袜进水COD浓度为960_1210mg/L，经一段时间运行后，处理效果稳定，连续一周测得经上述水处理填料处理后的出水COD浓度81-98mg/L，处理效率最高达91.9%，一周的处理效率平均为89.6%。经比较，在有机物的去除效果上使用有弧形挡板的POM塑料载体较使用无挡板的POM塑料载体处理效率提高9.
[0032]实施例2
[0033]同实施例1，所不同的是硬质塑料管9的长度为4cm;每条绳子6上串连的填料单体5的个数为10个。将该水处理填料装置用于处理某企业产生的工艺污水，串状填料在固定支架8上的平面横向距离相隔均为40cm，纵向距离为12cm，污水池尺寸为18m*3.8m*1.6m(长*宽*高)，未经处理的污水的进水COD浓度为1100_1180mg/L，经一段时间运行后，处理效果稳定后测得经上述水处理填料处理后的出水COD浓度140?ISOmg/L，处理效率最高达86.8%，一周的处理效率平均为84.5%。经比较，在有机物的去除效果上使用有弧形挡板的POM塑料载体较使用无挡板的POM塑料载体处理效率提高5.6%。
[0034]实施例3
[0035]同实施例1，所不同的是硬质塑料管9的长度为5cm;每条绳子6上串连的填料单体5的个数为3个。将该水处理填料装置用于处理某企业产生的工艺污水，串状填料在固定支架8上的平面横向距离相隔均为30cm，纵向距离为15cm，污水池尺寸为6m*3m*l.2m(长*宽*高)，未经处理的污水的进水COD浓度为920-1030mg/L，经一段时间运行后，处理效果稳定，连续一周测得经上述水处理填料处理后的出水COD浓度130-220mg/L，处理效率最高达83.5%，一周的处理效率平均为80.3%。经比较，在有机物的去除效果上使用有弧形挡板的POM塑料载体较使用无挡板的POM塑料载体处理效率提高4.7%。
【权利要求】
1.一种水处理填料装置，包括填料单体(5)、绳子￠)、固定支架(8)和硬质塑料管(9)，其特征在于:所述的绳子(6) —端固定在固定支架(8)上，所述的填料单体(5)串连在绳子(6)上，每两个填料单体(5)之间用硬质塑料管(9)隔开；所述的填料单体(5)由水处理填料(I)和圆环形载体(4)组成，所述的水处理填料(I)的一端夹在圆环形载体(4)内部固定；所述的圆环形载体(4)由两个圆盘组成，所述的圆盘的中心部位设有中心盘(3)，外侧为圆环(10)，所述的圆环(10)上设有压扣，圆环(10)与中心盘(3)通过设置在圆环形载体(4)上的水力挡板(2)和连接杆(11)连接，圆环形载体(4)上的水力挡板(2)与连接杆(11)依次间隔设置；所述的中心盘⑶上设有中心孔(12)。
2.根据权利要求1所述的一种水处理填料装置，其特征在于:所述的水力挡板(2)和连接杆(11)各有三个，所述的水力挡板(2)为弧形，在平面上的夹角为120°。
3.根据权利要求2所述的一种水处理填料装置，其特征在于:所述的连接杆(11)上设有侧枝，所述的侧枝上设有突刺。
4.根据权利要求1所述的一种水处理填料装置，其特征在于:所述的水处理填料(I)为活性碳纤维丝，其长度为1cm ;所述的圆环形载体(4)的制作材料为POM塑料；所述的绳子(6)为不锈钢钢丝绳。
5.根据权利要求1所述的一种水处理填料装置，其特征在于:所述圆环(10)的直径为12cm，圆环(10)上的压扣数量为12个；所述的中心孔(12)直径为0.4cm。
6.根据权利要求1所述的一种水处理填料装置，其特征在于:所述硬质塑料管(9)的内径大于绳子(6)的直径，硬质塑料管(9)的外径大于中心孔(12)的直径，长度为3-5cm。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种水处理填料装置，其特征在于:所述的绳子(6)上串连的填料单体(5)的个数η为3彡η彡10。
【文档编号】C02F3/00GK204237617SQ201420733962
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】张毅, 王伟民, 王伟, 朱伟, 吴京, 唐秋萍, 李秀霞 申请人:环境保护部南京环境科学研究所