一种生物填料及其安装结构与方法与流程

本发明涉及一种生物填料及其安装结构与方法，尤其涉及一种可机械快速纺织生产的，采用仿生学蛛网状结构，具有用材省、疏密有序、生物膜挂膜成长快、生物附着量大等特点的生物填料及其安装结构与方法，属于水处理技术领域，特别是涉及生物污/废水处理系统。

背景技术：

目前生物处理污/废水技术有多种，其中生物处理的方法又分为：投加填料的处理方法和不投加填料的处理方法；二者相比较，投加填料的系统污泥成长环境相对固定，不同分区内填料上的微生物分工更加明确，因此更加易于满足使用要求，应用更为广泛，根据填料上的微生物的种类可分为缺氧、厌氧、好氧型微生物填料。

而目前固定绑扎类生物填料以组合填料、弹性填料、生物绳类编织填料为主，其中：组合填料(由片骨架+挂膜丝组成)和弹性填料(毛刷式)均不能实现全机械化生产，需要大量劳动力的投入，生产成本较高；而生物绳类编织填料多用编织机制作，生产速度缓慢，因此也难以大规模生产，且耗材较高，价格较为昂贵。

以下对比文件公开了现有的几种生物填料：

对比文件1：CN105439278A公开了一种生物填料及包含该生物填料的填料网，其生物填料，包括填料本体，所述填料本体的外壁吸附有多个细菌团，所述细菌团由中心到外壁依次设有厌氧菌层和好氧菌层。包含该生物填料的填料网，还包括框架，多个所述生物填料的端部固定在所述框架上，所述生物填料在所述框架内交叉成网状。

对比文件2：CN203999098U公开了一种绳型生物填料，包括中心绳、紧固层、外侧支撑层和外侧纤维层，外侧支撑层和外侧纤维层通过紧固层同向旋转螺旋地连接在中心绳上，紧固层与外侧支撑层十字交叉连接，紧固层与外侧纤维层十字交叉连接，外侧支撑层和外侧纤维层相互间隔设置。

对比文件3：CN103951081B公开了一种固定式生物活性填料制备及应用，填料由载体和包埋体组成，填料固定于预制框架上构成固定式生物活性填料；载体由多层聚乙烯醇无纺布和一层纺织物构成；包埋体由包埋液经硼酸交联固定而成；包埋液由细菌浓缩液和聚乙烯醇溶液混合而成。

上述对比文件的生物填料中：

对比文件1公开的生物填料主要是通过在填料本体的外壁吸附细菌层，并根据厌氧菌和好氧菌的特性，将好氧层设置在外侧，通过好氧菌和厌氧菌的联合设置，提高污水处理效率。

对比文件2中公开的生物填料为一种典型的绳类编制填料，结构较为复杂，难以实现大规模机械化生产，单位面积耗材较高，投资成本高。

对比文件3中公开的生物填料是将纺织物固定在预制框架上，仍然需要部分手工生产，且一般预制框架具有一定的硬度，也不太方便运输等。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可机械快速纺织生产的污/废水处理生物填料及其安装结构与方法，该生物填料采用仿生学蛛网状结构，具有用材省、疏密有序、生物膜挂膜成长快、生物附着量大等优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种生物填料，包括：

若干个挂膜单元，若干挂膜单元之间呈矩阵排列；

每个挂膜单元包括若干骨架和挂膜网丝，所述若干骨架交叉形成每个挂膜单元的中心，所述挂膜网丝由所述中心往四周从密到疏分布在骨架上，使每个挂膜单元形成蛛网状结构。

进一步地，

所述挂膜单元的挂膜网丝呈多圈正多边形排列或者呈放射状排列。

进一步地，

所述正多边形为正四边形、正六边形、正八边形。

优选地，

所述生物填料的骨架为锦纶、涤沦材料。

优选地，

所述生物填料的挂膜网丝为亲水性良好的维纶材料。

进一步地，

所述生物填料是采用纺织机械制成的具有平面二维结构的填料。

本发明还提供上述生物填料的安装结构，

所述安装结构为折页形立体结构，所述折页形立体结构为等宽折页立体结构。

进一步地，

以所述等宽折页形立体结构的折线方向为竖向，其横向设有至少两排穿孔。

本发明还提供上述生物填料的安装方法，

所述安装方法是将所述生物填料加工折叠成折页形立体结构后进行安装，所述折页形立体结构为等宽折页立体结构。

进一步地，

所述安装方法具体是沿所述等宽折页形立体结构的折线竖向布置，然后采用绳或钢筋穿过横向设置在等宽折页形立体结构上的穿孔，实现固定安装。

本发明的生物填料应用在污水处理设备中，具体是将上述生物填料折叠成等宽折页形立体结构后，固定安装在污水处理设备的厌氧池、水解池或者好氧池内。

本发明的有益效果：

1、本发明的生物填料采用仿生学蛛网状结构，该结构不仅可节约填料的材料用量，又可保证微生物迅速挂膜成长，膜层由每个挂膜单元的中心点向四周蔓延生长，逐渐增厚；具有用材省、疏密有序、生物膜挂膜成长快、生物附着量大等优点。

2、本发明的生物填料其骨架采用锦纶、涤沦材料，挂膜网丝为亲水性良好的维纶材料，因此可以采用纺织的方法制作得到具有仿生学蛛网状结构的生物填料，能实现大规模机械化生产，大大降低了传统生物填料必须依靠部分人工生产的成本，减少了污水处理的投资。

同时，采用亲水性良好的维纶材料，生物挂膜更加容易，也更稳固，可以提高生物膜挂膜的速度和生物附着数量，在水处理中可以提高水处理的效率，降低水处理成本。

3、本发明中的生物填料由于采用常规纺织机械制作得到，采用平面二维结构，呈平面形式，因此可以折叠成卷，便于运输，大大节约运输费用。

4、本发明提供的生物填料的安装结构为等宽折页形立体结构，相比一般填料安装时使用的平面二维结构，其具有更好的空间独立性和稳定性，且由于折叠空间结构相比平面结构具有更大的接触面积，可以捕获更多的污染物，提高处理效率。

5、本发明中的生物填料的安装方法和传统生物填料也具有不同：是将平面二维结构的生物填料加工折叠成等宽的折页形立体结构进行安装。相比传统生物填料的直接安装方法，该种安装方法方便快捷，而且能保证填料的空间稳定性，可以更大限度的捕获水中污染物。

6、可以通过将本发明的生物填料安装在污水处理设备的厌氧池、水解池或者好氧池内，进行污水处理，由于该生物填料采用仿生学(蛛网)的原理，一方面可以节约材料的用料，减少污水处理投资；另一方面可以提高单位体积的填料挂泥量大，其拦截污染物的能力更强，在相同处理能力和附着微生物量时，污水处理的成本仅为使用其他弹性填料、组合填料的一半左右。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中生物填料的挂膜单元其挂膜网丝呈多圈正四边形排布示意图；

图2为本发明实施例2中生物填料的挂膜单元其挂膜网丝呈多圈正六边形排布示意图；

图3为本发明实施例3中生物填料的挂膜单元其挂膜网丝呈多圈正八边形排布示意图；

图4为本发明实施例4中生物填料的挂膜单元其挂膜网丝呈放射状排布示意图；

图5为本发明生物填料的等宽折页立体结构的安装立体图(单片)；

图6为图5的安装平面图(单片)；

上述附图标记：

1-骨架；2、挂膜网丝；3-穿孔；4、钢筋(绳)。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种生物填料，包括：

若干个挂膜单元，若干挂膜单元之间呈矩阵排列；

每个挂膜单元包括若干骨架1和挂膜网丝2，所述若干骨架1交叉形成每个挂膜单元的中心，所述挂膜网丝2由所述中心往四周从密到疏分布在骨架1上，使每个挂膜单元形成蛛网状结构。

本实施例中的挂膜单元的挂膜网丝2呈多圈正四边形排列设置。

本实施例中的骨架1采用锦纶材料；挂膜网丝2采用亲水性良好的维纶材料。

本实施例中的生物填料采用常规纺织机械制成具有平面二维结构的填料。

实施例2

如图2所示，本实施例提供的生物填料与实施例1的区别在于：

本实施例中的挂膜单元的挂膜网丝2呈多圈正六边形排列设置。

骨架1采用涤沦材料。

实施例3

如图3所示，本实施例提供的生物填料与实施例1的区别在于：

本实施例中的挂膜单元的挂膜网丝2呈多圈正八边形排列设置。

骨架1采用涤沦材料。

实施例4

如图4所示，本实施例提供的生物填料与实施例1的区别在于：

本实施例中的挂膜单元的挂膜网丝2呈放射状排列设置。

上述实施例1-4所述的生物填料中，实施例1-3的生物填料属于挂膜网丝2呈多圈正多边形排列设置的情形，当然本发明中的正多边形并不局限于上述3个实施例所例举的正四边形(图1)、正六边形(图2)、正八边形(图3)。实施例4的生物填料为挂膜网丝2呈放射状排列的情形，此种情形由于挂膜网丝2重合较多，在利用率方面相比实施例1-3所述的正多边形排列的情形略差，因此，本发明优选实施例1-3所述情形的生物填料。

如图5-6所示，上述实施例1-4在安装时，是先将经过纺织机械制成的平面形式的填料加工折叠成等宽折页立体结构后进行安装；

具体安装时，是沿所述等宽折页形立体结构的折线竖向布置，然后横向采用钢筋(绳)4穿接固定安装。

所述等宽折页形立体结构的上、下端分别横向设有一排穿孔3，上、下排分别采用一根钢筋(绳)4穿过所述等宽折页形立体结构的上、下端的穿孔3实现固定安装。

具体将上述实施例1-4所述的生物填料应用到污水处理设备中时，是将生物填料折叠成等宽折页形立体结构后，固定安装在污水处理设备的厌氧池、水解池或者好氧池内，具体是通过将钢筋(绳)4穿过等宽折页形立体结构上、下端横向设置的多排穿孔3，将所述生物填料固定安装在污水处理设备的厌氧池、水解池或者好氧池内。在处理污水/废水的过程中，生物膜从每个挂膜单元的中心往四周开始逐渐生长扩大，最终形成独特的空间立体结构，降解水中污染物。

当然在固定安装时，也可以根据实际需要，在等宽折页形立体结构上横向设置多排穿孔，采用多根钢筋(绳)4将生物填料固定在污水处理设备中。

本发明的生物填料采用仿生学蛛网状结构，该结构不仅可节约填料的材料用量，又可保证微生物迅速挂膜成长，膜层由每个挂膜单元的中心点向四周蔓延生长，逐渐增厚；具有用材省、疏密有序、生物膜挂膜成长快、生物附着量大等优点。

本发明的生物填料其骨架1采用锦纶、涤沦材料，挂膜网丝2为亲水性良好的维纶材料，因此可以采用纺织的方法制作得到具有仿生学蛛网状结构的生物填料，能实现大规模机械化生产，大大降低了传统生物填料必须依靠部分人工生产的成本，减少了污水处理的投资。

同时，采用亲水性良好的维纶材料，生物挂膜更加容易，也更稳固，可以提高生物膜挂膜的速度和生物附着数量，在水处理中可以提高水处理的效率，降低水处理成本。

本发明中的生物填料为采用常规纺织机械制作得到的平面二维结构的填料，呈平面形式，因此可以折叠成卷，便于运输，大大节约运输费用。

本发明提供的生物填料的安装结构为等宽折页形立体结构，相比一般填料安装时使用的平面二维结构，其具有更好的空间独立性和稳定性，且由于折叠空间结构相比平面结构具有更大的接触面积，可以捕获更多的污染物，提高处理效率。

本发明中的生物填料的安装方法时也区别于传统生物填料：是将平面二维结构的生物填料加工折叠成等宽的折页形立体结构进行安装。相比传统生物填料的直接安装方法，该种安装方法方便快捷，而且能保证填料的空间稳定性，可以更大限度的捕获水中污染物。

在将本发明的生物填料安装在污水处理设备的厌氧池、水解池或者好氧池内进行污水处理时，由于该生物填料采用仿生学(蛛网)的原理，一方面可以节约材料的用料，减少污水处理投资；另一方面可以提高单位体积的填料挂泥量大，其拦截污染物的能力更强，在相同处理能力和附着微生物量时，污水处理的成本仅为使用其他弹性填料、组合填料的一半左右。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。