CN102531149B - 一种承载微生物的填料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于对废水进行生物处理的生物填料，其包含：至少一块高硬聚氨酯泡沫，该泡沫具有孔，孔中含有活性炭颗粒；和包络住所述高硬聚氨酯泡沫的笼，该笼由聚合物制成。任选地，所述活性炭颗粒还负载有确保微生物存活和/或促进微生物生长的营养物质。

Description

一种承载微生物的填料
发明领域
本发明涉及一种填料，更具体地，涉及一种用于承载微生物的填料。
背景技术
废水处理领域中，常使用微生物来处理各种来源的废水，例如城市废水和工业废水例如煤气化工艺产生的废水等。在用微生物来处理废水的过程中，常使用填料以作为微生物的载体，微生物在这些填料上生长成生物膜，对流经填料的废水进行生物处理，这种填料被称为生物填料。
现有的生物填料种类繁多，例如定型固定式填料、悬挂式填料、悬浮式填料以及组合填料等。专利CN201473382公开了一种悬浮式生物填料，其包括空心塑料球、块状聚氨酯载体、塑料分隔架、配重物。其采用的聚氨酯是普通聚氨酯泡沫，因其硬度低容易积压变形，故需要塑料分隔架来加以支撑，免得变形后挂膜面积降低。为了确保旋风性，还需要调整配重物的重量。该生物填料的缺点在于结构复杂，给加工制造带来难度。
发明概述
本发明提供了一种用于承载微生物的填料，其包含：
至少一块高硬聚氨酯泡沫，该泡沫具有孔，孔中含有活性炭颗粒；和
包络住所述高硬聚氨酯泡沫的笼，该笼由聚合物制成。
附图简述
图1是本发明的生物填料的示意性结构图。
图2是本发明的生物填料的笼的示意性结构图。
发明详述
本发明的生物填料包括两部分：至少一块高硬聚氨酯泡沫以及包络住所述高硬聚氨酯泡沫的笼，其中所述高硬聚氨酯泡沫具有孔，孔中含有活性炭颗粒，所述笼由聚合物制成。
所述高硬聚氨酯泡沫具有孔，其中所述孔可以是源自所述高硬聚氨酯泡沫材料本身的孔或者另行打出的孔或者它们的组合。例如当该泡沫材料本身是多孔泡沫时，其内部原本就含有孔，这些孔来自泡沫制造过程中的发泡过程，可称为原生孔；当该泡沫材料本身内部无孔或者原生孔极小时，可利用钻孔设备另行在该泡沫材料上打出若干个孔，可称为次生孔。以上述原生孔和/或次生孔来容纳所述活性炭颗粒；当然，该泡沫材料可以既具有原生孔又具有次生孔。对次生孔的大小和形状没有限制。所述高硬聚氨酯泡沫的压陷硬度按照GB/T10807-2006测定为40-140N，回弹率按照GB/T6670-1997测定大于75％，开孔率按照GB/T10799-89测定大于90％，原生孔的孔径按照GB/T 12811-1991测定为0-25mm，比表面积按照GB/T19587-2004测定大于8000m2/m3。
所述高硬聚氨酯可以被加工成任何形状，例如块状、球状或不规则形状。所述高硬聚氨酯泡沫的数量至少为一块，优选为多于一块。当使用多于一块的高硬聚氨酯泡沫时，它们可以以任何方式填充在所述笼中，例如采用规整填充或无规则堆积的方式填充在所述笼中。
所述活性炭可以为任何类型的活性炭。该活性炭填充于高硬聚氨酯泡沫的孔中，对其填充量没有特殊要求，本领域技术人员可根据需要调整该填充量。在优选的实施方案中，该活性炭还可负载有确保微生物存活和/或促进微生物生长的营养物质，例如葡萄糖、磷酸盐及微量元素等。这些营养物质在废水处理过程中能逐步释放出来以确保微生物存活和/或供微生物生长使用。更优选地，这些营养物质是对微生物的存活来说必不可少和/或对微生物生长有促进作用但在所处理的废水中又相对缺乏的那些营养物质，例如微量元素等。实践中，本领域技术人员可以根据所使用的具体微生物和所处理的具体废水来选自在活性炭中负载哪些营养物质。
所述笼由聚合物制成，所述聚合物选自聚烯烃或聚酯。其中所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯或它们中至少两种的共聚物，优选聚丙烯或聚乙烯。在一个实施方案中，所述笼的形状为近似球形。对该笼的孔口尺寸没有特殊要求，只要能确保该笼能包络住所述高硬聚氨酯泡沫使其不从孔口处脱落即可。对笼的整体尺寸也没有特殊要求。在一个实施方案中，该笼为球形，直径为5-20cm。在一个实施方案中，该笼由两个半球形笼通过结合装置结合而成，所述结合装置例如结合扣。
本发明的生物填料由于使用了高硬聚氨酯泡沫，高硬聚氨酯与普通聚氨酯相比，其硬度高，且孔隙率大，不像普通聚氨酯空隙那么致密，因此其作为生物载体有更好的技术效果。由于其硬度高，刚性大，积压不容易变形，可以略去用来支撑它们的支架，解决了因积压造成的挂膜面积损失。此外，当使用比表面积大于8000m2/m3的高硬聚氨酯泡沫时，由于其比表面积大于普通聚氨酯的比表面积，因此挂膜面积大，另外由于该高硬聚氨酯泡沫压陷硬度高，挂膜后不容易变形，生物膜不易脱落。此外，当使用原生孔的孔径比普通聚氨酯泡沫的孔径大的高硬聚氨酯时，该高硬聚氨酯除了起到生物载体的作用外，还起到了对固体悬浮物质的过滤作用。另外所述高硬聚氨酯中装填活性炭颗粒，可以对废水中的有机物进行吸附，增加生物对有机物的处理时间，从而可以提高对废水的处理效果，也可以减小生物反应池的体积，降低了废水处理的成本。因此，整体来说，本发明的生物填料，能起到生物载体、过滤和吸附有机物的三重作用，在活性炭颗粒还可负载有营养物质，可起到维持和/或促进微生物存活和/或生长的作用。另外当该生物填料起过滤作用时，相对使用普通过滤介质(如：陶粒、沙粒、活性炭等)过滤，由于本发明的生物填料在填装过程中在笼与笼之间会存在一些孔隙，所以不容易发生堵塞的问题。

Claims (9)

1.一种用于对废水进行生物处理的生物填料，包含：
至少一块高硬聚氨酯泡沫，该泡沫具有孔，活性炭填充于高硬聚氨酯泡沫的孔中，所述活性炭为活性炭颗粒；和
包络住所述高硬聚氨酯泡沫的笼，该笼由聚合物制成；
所述高硬聚氨酯泡沫的压陷硬度按照GB/T10807-2006测定为40-140N，回弹率按照GB/T6670-1997测定大于75％，开孔率按照GB/T 10799-89测定大于90％，原生孔的孔径按照GB/T 12811-1991测定为0-25mm，比表面积按照GB/T19587-2004测定大于8000m2/m3。
2.权利要求1的生物填料，其特征在于，所述聚合物选自聚烯烃或聚酯。
3.权利要求2的生物填料，其特征在于，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯或它们中至少两种的共聚物。
4.权利要求1的生物填料，其特征在于，所述笼呈近似球形。
5.权利要求4的生物填料，其特征在于，所述笼由两个半球形笼通过结合装置结合而成。
6.权利要求5的生物填料，其特征在于，所述结合装置是结合扣。
7.权利要求1的生物填料，其特征在于，所述活性炭颗粒负载有确保微生物存活和/或促进微生物生长的营养物质。
8.权利要求1的生物填料，其特征在于，该生物填料在工作时所述聚氨酯泡沫作为生物膜的载体。
9.权利要求1的生物填料，其特征在于，所述孔是所述高硬聚氨酯泡沫材料本身具有的产生自发泡过程的孔或者通过钻孔设备打出的孔或者它们的组合。
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