CN102259973A - 一种废水处理用模块化柔性连接填料容器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废水处理用模块化柔性连接填料容器及其制作方法，所述模块化柔性连接填料容器形状为长方体或正方体，所述模块化柔性连接填料容器各个面采用模塑玻璃钢格栅，其各个面之间的连接方式为柔性绳索连接，所述柔性绳索的材质为耐腐蚀材质。所述模块化柔性连接填料容器安装有吊装辅助部件；所述的模块化柔性连接填料容器的各个面的内侧均平铺尼龙网，尼龙网与模块化柔性连接填料容器内壁间以尼龙丝绑扎固定，尼龙网的分块连接处设有重叠搭接。本发明采用柔性连接结构及吊装辅助部件使得模块化柔性连接填料容器具有良好的抗冲击和抗疲劳性能，保证了整体结构与功能的相对稳定性，同时具有水力损失小、布水布气均匀等优良的水力特性。

Description

一种废水处理用模块化柔性连接填料容器及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种用于废水处理的填料装置及其制作方法，特别涉及一种耐酸碱腐蚀的填料装置及其制作方法。

背景技术

在废水处理系统中，填料用于截留悬浮物、承载生物膜以及吸附降解污染物，是生物滤池、接触氧化池、铁碳微电解反应池以及各种过滤系统的核心部位，直接影响着装置的运行效果和处理效率。在现有的废水化学法及电化学法处理系统中，多用消耗性的活性填料，利用填料自身的化学反应以及填料与废水中污染物的化学反应达到废水处理的目的。如中和过滤系统中的填料与废水中的酸发生化学反应完成中和处理；铁碳微电解反应系统中的铁、碳填料发生原电池反应，氧化废水中难降解有机物，达到降解的目的；沸石过滤系统中的沸石滤料与氨发生化学反应，从而使废水得到净化。这些消耗性活性填料主要是通过化学反应来达到降解污染物的目的，因而具有反应速度快、处理效果好、适用范围广等优点，但存在着填料易于结块、堵塞、活性易被中间产物钝化等问题，从而使得填料的补充、更换等操作十分困难，特别是铁屑一旦脱水会很快发生板结。同时由于活性填料所发生的化学反应条件较为苛刻，一般需要在较强的酸碱性、较高浓度的强氧化剂或强还原剂等条件下进行。上述的缺点造成相应处理系统的运行效果不稳定、填料活性衰减迅速，极大的阻碍了其广泛应用。目前对于采用消耗性活性填料的处理系统，通常用以几下种方法来维持系统的有效性和稳定性。第一方法将处理构筑物划分隔为多个单元，每个单元可以分别补充、更换填料，但工程造价将成倍增加，且就每一反应单元而言也需整体更换填料，可操作性较差。第二种方法通过控制反应装置中的液体流态，来达到优化运行的目的，但这种方法的运行管理较为困难，不易将流态及反应条件控制在最佳范围，且长期运行依然存在填料结块、整体更换等弊端。第三种方法采用规整化的填料单元，将填料填充至圆形或方形的填料单元中，不同单元组合构成整个反应装置中的填料部分，各单元相互独立，可以分别进行填料的补充、更换操作。上述几种方法中，采用规整化、模块化的填料单元能够达到投资费用、运行管理以及处理效果等几方面的较优组合。

专利号为200520045030.0的实用新型专利公开了一种污水处理单元化填料或滤料装置，其填料框的骨架为角钢，四周为封闭的PVC板或玻璃钢板，底板均匀分布进水小孔。在进行铁碳微电解反应的处理系统中，该实用新型所述的装置实现了单元化分别安装、维修及更换填料等较为简便的操作。但在实际应用中该装置仍然存在着以下几个缺点，1、由于铁碳微电解反应是在酸性条件下进行的，尽管装置的角钢骨架进行了防腐处理，长期运行其腐蚀仍较为严重，而且钢制的骨架，制作过程中需要进行大量的焊接、锚固等操作，更加了制作的复杂程度。同时，钢结构的加工精度直接影响模块化柔性连接填料容器整体结构的精确度及稳固性；2、该装置的结构过于刚性，抗冲击性能较差，角钢骨架保证了模块化柔性连接填料容器有足够的强度，但过于刚性的结构对于填料及外部应力的屈服性较差，易产生永久性的损坏；3、相对密封的模块化柔性连接填料容器侧壁的水力特性较差，层流状态下使填料表面更新速度缓慢，从而使侧壁内的填料易结块，失去活性。4、该装置在应用中可以整体吊装至池外进行维护，但钢结构骨架变形或腐蚀损坏后需要对模块化柔性连接填料容器进行全部拆卸，维修操作较为复杂。若采用不锈钢材质的骨架，可以解决酸碱腐蚀问题，但原料及制作成本将成倍增加。

发明内容

为解决上述污水处理单元化填料或滤料装置所存在的问题，本发明提供了一种适合于采用消耗性活性填料的废水处理的模块化柔性连接填料容器及其制作方法。

本发明所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器，形状为长方体或正方体，所述的模块化柔性连接填料容器的各个面采用模塑玻璃钢格栅，模塑玻璃钢格栅的规格厚度为22mm～50mm，所应用的方格为正方形，其尺寸为38mm×38mm～50mm×50mm；其各个面之间的连接方式为柔性绳索连接，柔性绳索的材质为耐腐蚀材质。柔性绳索的直径为8mm-14mm；所述模块化柔性连接填料容器安装有吊装辅助部件；所述的模块化柔性连接填料容器的各个面的内侧均平铺尼龙网，尼龙网与模块化柔性连接填料容器内壁间以尼龙丝绑扎固定，尼龙网的分块连接处设有重叠搭接。

本发明所述的所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器，在pH＝4～10，T＝0～90℃的中等浓度酸碱条件下，所述的模塑玻璃钢格栅采用间苯型玻璃钢；

本发明所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器，在pH＝0.5～14，T＝0～110℃的各种酸碱条件下，所述的模塑玻璃钢格栅采用乙烯基型玻璃钢。

本发明所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器，所述吊装辅助部件为柔性扁平吊装带，吊装带的材质为聚醚砜树脂PES，两根吊装带相互平行且与框底面的两个边平行，每根吊装带与临近的平行底边间距为底边边长的1/4，每根吊装带自框底穿过向上兜起，超出框顶0.6m～1.2m，吊装带的顶端连接吊环。吊装带与模块化柔性连接填料容器的底面和侧面之间采用柔性绳索固定，绳索的规格与模块化柔性连接填料容器柔性连接所采用的绳索相同。吊装带与模块化柔性连接填料容器棱接触处垫橡胶片，橡胶片的长度为200mm～400mm，宽度为吊装带宽的2倍

本发明所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器，所述尼龙网的材质为尼龙1010、尼龙66或绦纶，尼龙网的规格为40目/平方英寸～80目/平方英寸。

本发明所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器，所述的模块化柔性连接填料容器的各个面间的连接绳索绑扎的间距为50mm～200mm；各处绳索绑扎的绳扣相互独立，系紧无松动。

本发明所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器，其特征在于所述的模块化柔性连接填料容器的底面和顶面边长为800mm～1200mm；侧面高度1000～1500mm。

本发明所述的废水处理用模块化柔性连接填料容器的制作方法如下：

1、根据拟采用本发明所述的模块化柔性连接填料容器的废水处理装置的设计计算所得到的填料区的过流断面面积和形式、填料区所需装填体积参数对模块化柔性连接填料容器的尺寸和堆积层数进行计算，尽量选用标准规格：如980mm×980mm×1200mm、920mm×920mm×1100mm。

2、根据步骤1所得到的尺寸参数，采用玻璃钢切割机对模塑玻璃钢格栅进行切割，并用角磨机将切割断面打磨光滑。模块化柔性连接填料容器的顶面可根据实际安装、运输及成本的需要进行取舍。

3、用柔性绳索索对切割好的玻璃钢格栅进行绑扎，绑扎的间距可根据实际需要进行调整，各处绳索绑扎的绳扣相互独立，系紧无松动。

4、在绑扎固定好底面与四个侧面后，在模块化柔性连接填料容器内壁敷设尼龙网，尼龙网的目数规格可根据填料大小、允许的水力损失等实际情况进行选择。尼龙网与玻璃钢格栅内壁间的固定采用与尼龙网相同材质的细尼龙丝进行绑扎。尼龙网为单层敷，应保持平整均匀，在不同分块的尼龙网接缝处应重叠敷设，重叠宽度为10mm～20mm。模块化柔性连接填料容器顶面内壁可不敷设尼龙网。

5、为绑扎好的模块化柔性连接填料容器设置耐腐蚀的吊装带，每个模块化柔性连接填料容器设置两条吊装带。每根吊装带与临近的平行底边间距为底边边长的1/4，每根吊装带自框底穿过向上兜起，超出框顶0.6m～1.2m，吊装带的顶端连接吊环，以方便操作。吊装带与模块化柔性连接填料容器边棱接触处设置防磨橡胶片，橡胶片的长度为200mm～400mm，宽度为吊装带宽的2倍。吊装带与模块化柔性连接填料容器间用柔性绳索做永久性固定，柔性绳索与步骤3中相同。

本发明所述的模块化柔性连接填料容器采用较为廉价、广泛易得的耐酸碱腐蚀、具有较宽温度适用范围的材料，实现了装置生产制造、运输、安装、维修的模块化和标准化，与采用钢制骨架的有机材质PVC或玻璃钢填料容器相比，具有重量轻、寿命长、强度高、成本低、耐腐蚀性能优良、无需进行防腐处理与维护，并且具有较宽的温度适应范围。在pH＝0.5～14及温度为0～90℃条件下可以保持稳定的性能。其重量仅为钢质材料制作的模块化柔性连接填料容器重的1/4，铝材质框重的2/3，钢骨架与有机板材复合制框重的1/2；而其强度大大超过铝材制框，可以达到钢质框的强度水平。同时与这些采用刚性结构的模块化填料容器相比，柔性连接结构及吊装辅助部件使得模块化柔性连接填料容器具有良好的抗冲击和抗疲劳性能，在安装及维护过程中允许一定量的形变，具有抗冲击强度，允许重复弯而无永久形变，避免了采用刚性连接框架在填料应力以及框架间的应力等冲击作用下产生的永久性损坏，保证了整体结构与功能的相对稳定性。本发明所述的模块化柔性连接填料容器的结构尺寸可以实现标准化规格，并可根据装置规模及填料重量等实际情况进行灵活的调整。本发明所述的模块化柔性连接填料容器与密闭材质制成的模块化填料容器相比，具有水力损失小、布水布气均匀等优良的水力特性，同时模块化柔性连接填料容器内边角处具有足够的水流流速，避免了内壁处易堵塞而造成的短流等问题。

附图说明

图1是所述的单个模块化柔性连接填料容器示意图

图2是采用本发明所述的模块化柔性连接填料容器所组成的废水处理装置示意图

具体实施方式

本发明所述的柔性连接模块化填料容器为正方体或长方体，包含底面、顶面及四个侧面，其中顶面可根据填料性质、安装需要及成本因素做取舍，一般底面与顶面均为正方形。其各个面之间的连接方式为柔性绳索2连接。柔性绳索2的材质为涤纶、锦纶或尼龙66等耐腐蚀材质。柔性绳索2的规格可根据模块化柔性连接填料容器所承受的荷载进行选择，其直径为8mm、10mm、12mm或14mm。所述的柔性连接填料框的底面、四个侧面及顶面采用模塑玻璃钢格栅1。根据废水处理系统的水质条件和化学反应条件选择不同材质的模塑玻璃钢格栅1：间苯型玻璃钢适用于pH＝4～10，T＝0～90℃的中等浓度酸碱条件下；乙烯基型玻璃钢适用于pH＝0.5～14，T＝0～110℃的各种酸碱条件下。根据填料框内装填料的荷载及填料框的堆积层数选择模塑玻璃钢格栅1的规格：所应用的厚度为22mm、25mm、38mm、40mm及50mm；所应用的方格为正方形，其尺寸为38mm×38mm、40mm×40mm及50mm×50mm。本发明所述的模块化柔性连接填料容器的吊装辅助部件为柔性扁平吊装带3，吊装带3的材质为聚醚砜树脂PES，吊装带3的规格根据实际需要的载荷进行选择。两根吊装带3相互平行且与框底面的两个边平行，每根吊装带3与临近的平行底边间距为底边边长的1/4，每根吊装带3自框底穿过向上兜起，超出框顶0.6m～1.2m，吊装带3的顶端连接吊环5。吊装带3与模块化柔性连接填料容器的底面8和侧面9之间采用柔性绳索6固定，柔性绳索6的规格与模块化柔性连接填料容器柔性连接所采用的柔性绳索2相同。吊装带3与模块化柔性连接填料容器棱接触处垫橡胶片7，橡胶片7的长度为200mm～400mm，宽度为吊装带3宽的2倍。本发明所述的柔性连接填料框的各个面的内侧均平铺尼龙网4，以防止填料的漏散，以免堵塞配水配气系统。尼龙网4的材质为尼龙1010、尼龙66或绦纶，尼龙网4的规格可根据填料大小进行选择，一般为40目/平方英寸～80目/平方英寸。尼龙网4与填料框内壁间以尼龙丝绑扎固定，尼龙丝取自所采用的尼龙网4。尼龙网4的分块连接处应有重叠搭接，重叠区宽度应为10cm～20cm。

本发明所述的模块化柔性连接填料容器的各个面间的连接柔性绳索2可采用人工绑扎或机械辅助绑扎；柔性绳索2绑扎的间距可以根据实际需要进行调节，一般为50mm、80mm、100mm、120mm、150mm、180mm或200mm；各处柔性绳索2绑扎的绳扣相互独立，所系绳扣所采用的方式并无特别要求，只需系紧无松动即可。

本发明所述的模块化柔性连接填料容器的底面8和顶面边长最大不超过1200mm，一般为800mm～1100mm；侧面9高度最大不超过1500mm，一般为1000～1300mm。由本发明所述的模块化柔性连接填料容器所构成的废水处理装置中所述模块化柔性连接填料容器应均匀布满装置的过流断面，模块化柔性连接填料容器的最大堆积层数不超过3层，一般为1～2层。各模块化柔性连接填料容器所组成的填料区应浸没于水中，顶层模块化柔性连接填料容器的上部应有0.8m～1.5m的水层；在填料区底部根据处理系统的需要设置布水、布气系统。

实验例1：

采用本发明所述的模块化柔性连接填料容器所组成的废水处理装置如图2所示，包括废水处理装置池体1、出水槽2、装有填料的模块化柔性连接填料容器3、承托层4、出水管5、空气管阀门6、进气管7、循环水泵8、循环水管阀门9、循环水管10、进水管11、进水管阀门12、集水器13，构成某地高浓度难降解有机工业废水的铁碳微电解处理系统，处理能力为50m³/d。选用的填料为铁屑及活性炭，其规格分别为：铁屑为Q235碳钢板的机加工过程所产生，堆积密度500kg/m³；活性炭为煤制柱状颗粒活性炭，碘值≥900mg/g，粒径φ2.0mm，粒度8～12mm。模块化柔性连接填料容器内铁屑与活性炭的堆积体积配比为1∶1。铁碳微电解反应装置内壁净尺寸为：3.0m×3.0m×5.0m，总容积为45m³，有效容积为40.5m³。选用模块化柔性连接填料容器的尺寸为980mm×980mm×1200mm，在反应装置中分2层布置，共计18个，填料区上方水层高度为1.0m，填料区下方设置承托层4，承托层4下布置进水管11和进气管7，采用穿孔管布水布气。铁碳微电解反应装置的水力停留时间为24h，控制反应的pH条件为3.0～4.0，温度20～30℃。

本实例中所制作的单个模块化柔性连接填料容器的主要参数如下表：

本发明所述的模块化柔性连接填料容器，可以应用于装填消耗性活性填料的各种废水处理装置中，对于强酸、强碱以及强氧化剂、强还原剂存在的反应条件下有着良好的适用性。

Claims (8)

1.一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，形状为长方体或正方体，其特征在于所述的模块化柔性连接填料容器的各个面采用模塑玻璃钢格栅，模塑玻璃钢格栅的规格厚度为22mm～50mm，所应用的方格为正方形，其尺寸为38mm×38mm～50mm×50mm；其各个面之间的连接方式为柔性绳索连接，柔性绳索的材质为耐腐蚀材质。柔性绳索的直径为8mm-14mm；所述模块化柔性连接填料容器安装有吊装辅助部件；所述的模块化柔性连接填料容器的各个面的内侧均平铺尼龙网，尼龙网与模块化柔性连接填料容器内壁间以尼龙丝绑扎固定，尼龙网的分块连接处设有重叠搭接。

2.根据权利要求1所述的一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，其特征在于在pH＝4～10，T＝0～90℃的中等浓度酸碱条件下，所述的模塑玻璃钢格栅采用间苯型玻璃钢。

3.根据权利要求1所述的一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，其特征在于在pH＝0.5～14，T＝0～110℃的各种酸碱条件下，所述的模塑玻璃钢格栅采用乙烯基型玻璃钢。

4.根据权利要求1所述的一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，其特征在于所述吊装辅助部件为柔性扁平吊装带，吊装带的材质为聚醚砜树脂PES，两根吊装带相互平行且与框底面的两个边平行，每根吊装带与临近的平行底边间距为底边边长的1/4，每根吊装带自框底穿过向上兜起，超出框顶0.6m～1.2m，吊装带的顶端连接吊环；吊装带与模块化柔性连接填料容器的底面和侧面之间采用柔性绳索固定，绳索的规格与模块化柔性连接填料容器柔性连接所采用的绳索相同；吊装带与模块化柔性连接填料容器棱接触处垫橡胶片，橡胶片的长度为200mm～400mm，宽度为吊装带宽的2倍。

5.根据权利要求1所述的一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，其特征在于所述尼龙网的材质为尼龙1010、尼龙66或绦纶，尼龙网的规格为40目/平方英寸～80目/平方英寸。

6.根据权利要求1、2、3、4、或5所述的任一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，其特征在于所述的模块化柔性连接填料容器的各个面间的连接绳索绑扎的间距为50mm～200mm；各处绳索绑扎的绳扣相互独立，系紧无松动。

7.根据权利要求6所述的一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，其特征在于所述的模块化柔性连接填料容器的底面和顶面边长为800mm～1200mm；侧面高度1000～1500mm。

8.根据权利要求1所述的一种废水处理用模块化柔性连接填料容器，其制作方法为

步骤1：根据拟采用本发明所述的模块化柔性连接填料容器的废水处理装置的设计计算所得到的填料区的过流断面面积和形式、填料区所需装填体积参数对模块化柔性连接填料容 器的尺寸和堆积层数计算所需模塑玻璃钢格栅的数量。

步骤2：根据步骤1所得到的尺寸参数，采用玻璃钢切割机对模塑玻璃钢格栅进行切割，并用角磨机将切割断面打磨光滑；

步骤3：用柔性绳索对切割好的玻璃钢格栅进行绑扎，绑扎的间距50mm～200mm，各处柔性绳索绑扎的绳扣相互独立，系紧无松动；

步骤4：在绑扎固定好底面与四个侧面后，在模块化柔性连接填料容器内壁敷设尼龙网，尼龙网的目数规格可根据填料大小、允许的水力损失的实际情况进行选择；尼龙网与玻璃钢格栅内壁间的固定采用与尼龙网相同材质的细尼龙丝进行绑扎，尼龙网为单层敷，应保持平整均匀，在不同分块的尼龙网接缝处应重叠敷设，重叠宽度为10mm～20mm。模块化柔性连接填料容器顶面内壁可不敷设尼龙网；

步骤5：为绑扎好的模块化柔性连接填料容器安装有吊装辅助部件，每个模块化柔性连接填料容器设置两条吊装带，每根吊装带与临近的平行底边间距为底边边长的1/4，每根吊装带自框底穿过向上兜起，超出框顶0.6m～1.2m，吊装带的顶端连接吊环，吊装带与模块化柔性连接填料容器边棱接触处设置防磨橡胶片，橡胶片的长度为200mm～400mm，宽度为吊装带宽的2倍，吊装带与模块化柔性连接填料容器间用柔性绳索做永久性固定，柔性绳索与步骤3中相同。 

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