一种具有组合填料的悬浮球挂膜装置的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种具有组合填料的悬浮球挂膜装置。

背景技术：

目前，我国农村人口基数大，污水排放量日益增多。然而，由于农村污水处理系统整体布局不完善、农民环保意识较差等多方面原因，在我国250多万个自然村中，约96％的农村污水未经过系统处理便直接排放，严重制约着农村的可持续发展。生物处理一直是农村分散式小型污水的主要处理技术，而填料是生物膜技术的重要影响因素，填料的性能直接影响生物膜反应器的处理效果及运行成本。但目前现有的生物填料结构不能完全满足生物在填料中的生长，设置方式固定，微生物生长缓慢，水处理效果不稳定。因此，现急需一种成本低廉，挂膜效果好，可通过向浮球内填充填料使浮球在水中保持悬浮状态的悬浮球挂膜装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种成本低廉，挂膜效果好，可通过向浮球内填充填料使浮球在水中保持悬浮状态的悬浮球挂膜装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有组合填料的悬浮球挂膜装置，包括浮球本体，所述浮球本体由两个具有透水孔的半球体组成，每个半球体的边缘等间距的开设有至少两个长方形卡槽，相邻的长方形卡槽之间均设置有卡扣；所述半球体内共同填充有纤维条和物质密度在2g/cm³-2.4g/cm³之间的填充物混合成的填料。

进一步的，所述浮球本体内填料的填充比为50％-70％，填料的密度控制为1g/cm³。

进一步的，所述填充物包括固相新型缓释碳源和海绵铁。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过具有若干个透水孔的浮球，以及利用纤维条和填充物混合成密度控制在1g/cm³的填料，使浮球填装入填料后，可在水中处于悬浮状态，微生物挂膜迅速，挂膜效果良好，且整个装置操作简单，成本低廉，适用性强。而且制作填料所用的填充物可根据使用需求进行灵活调整，也便实现不同的功能需求。例如可使用固相新型缓释碳源，来减少外加碳源，促进反硝化作用的发生；也可使用海绵铁通过缓释fe²⁺、fe³⁺，在沉淀、絮凝和吸附等作用下实现除磷作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中半球体的结构示意图。

附图标记说明：

1-浮球本体，2-半球体，3-卡扣，4-长方形卡槽，5-纤维条，6-填充物，7-透水孔。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，一种具有组合填料的悬浮球挂膜装置，包括浮球本体1，所述浮球本体1由两个具有透水孔7的半球体2组成，每个半球体2的边缘等间距的开设有至少两个长方形卡槽4，相邻的长方形卡槽4之间均设置有卡扣3，本实施例中长方形卡槽4和卡扣3均为三个；所述半球体2内共同填充有纤维条5和物质密度在2g/cm³-2.4g/cm³之间的填充物6混合成的填料；所述浮球本体1内填料的填充比为50％-70％，填料的密度控制为1g/cm³；所述填充物6包括固相新型缓释碳源和海绵铁。

本发明使用时，根据生物膜反应器处理规模及所需生物量多少，来控制用于制作填料所用纤维条5的长度。选取两个半球体2，将纤维条5与填充物6混合后一起填装进浮球本体1，转动两个半球体2，让两个半球体2的长方形卡槽4和卡扣3上下对应，并将卡扣4与长方形卡槽1结合在一起，组成悬浮球装置，即可投入生物膜处理设备中使用。浮球位于水中时，由于水可通过透水孔7渗透到浮球内，且填料的密度控制在1g/cm³，可使浮球在水中处于悬浮状态，避免浮球漂到水面上，使纤维条与水的接触面积最大化，促进微生物附着在纤维条上。同时，混合填料所用的填充物6会沉于浮球本体1底部，并向水中缓慢释放。例如填充物6为固相新型缓释碳源时，可减少外加碳源，促进反硝化作用的发生；填充物为海绵铁时，通过缓释fe²⁺、fe³⁺，可在沉淀、絮凝和吸附等作用下实现除磷作用。

本发明在生物膜反应器中的挂膜实验：

在总有效体积为120l的生物膜反应器中进行挂膜实验，在本实验中控制填料内纤维条5的长度为12-15cm，通过调整曝气量控制反应器三个区域分别为好氧区、厌氧区、好氧区，向每个区域投加60个悬浮球，填充比为70％左右。模拟农村污水水质进行配水，用c6h12o6模拟外加碳源，nh4cl模拟外加氮源，kh2po4模拟外加磷源，以nahco3作为缓冲剂，控制进水水质为cod＝250mg/l，c/n＝4，tp＝6mg/l，ph＝7.4，hrt＝14.6h，在水温为18℃-20℃条件下进行挂膜实验。

每天监测反应器的进出水水质指标，并用冷冻干燥法测试生物膜质量，进而计算反应器运行期间微生物浓度。

结果表明，本发明可在短时间内实现良好的挂膜效果，反应器运行期间微生物浓度可达到10g/l-20g/l。

本发明在生物膜反应器中模拟污水处理的实验：

在总有效体积为120l的生物膜反应器中，以本发明为载体进行挂膜，挂膜成功后采用人工配水模拟农村污水进行实验探究其处理效果。本实验中控制填料内纤维条5的长度为12-15cm，通过调整曝气量控制反应器三个区域分别为好氧区、厌氧区、好氧区，像每个区域投加60个悬浮球，填充比为70％左右。控制进水水质为cod＝400mg/l，nh4⁺-n＝60mg/l，tp＝6mg/l，ph＝7.4，hrt＝14.6h，在水温为18℃-20℃条件下运行。

每天监测反应器的进出水水质指标，记录其处理效果。

结果表明，使用本发明为载体的生物膜反应器可在短时间内实现对cod去除率99.5％以上，nh4⁺-n去除率97.57％以上的良好处理效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有组合填料的悬浮球挂膜装置，包括浮球本体，所述浮球本体由两个具有透水孔的半球体组成，每个半球体的边缘等间距的开设有至少两个长方形卡槽，相邻的长方形卡槽之间均设置有卡扣；所述半球体内共同填充有纤维条和物质密度在2g/cm3‑2.4g/cm3之间的填充物混合成的填料。本发明旨在提供一种成本低廉，挂膜效果好，可通过向浮球内填充填料使浮球在水中保持悬浮状态的悬浮球挂膜装置。

技术研发人员：季民;马慧临;赵迎新
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2019.07.31
技术公布日：2019.10.18