CN103351055A - 一种生物膜填料球 - Google Patents

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邹彦江
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Abstract

本发明提供一种生物膜填料球，包括外壳和内核，内核至少有一个，置于外壳的内腔中，内核在外壳的内腔中自由运动，外壳呈椭圆形，外壳的壁面上设有与其内腔相通的微孔。外壳由骨架和多孔纤维编织层组成，骨架内外两侧分别覆设外侧多孔纤维编织层和内侧多孔纤维编织层。内核由内至外包括实心球、蜂窝状骨架和多孔纤维编织层。本发明比表面积大，亲水性和生物吸附性强，内核在外壳内部做无规则的运动，利于外壳内壁老化的生物膜脱落及更新，防止外壳内生物膜堵塞，曝气时产生的上升水流使外壳在水体中旋转、碰撞，利于老化的生物膜脱落，直接投入生化池中，操作维修方便。

Description

一种生物膜填料球
技术领域
本发明涉及一种通过生物膜法处理污水过程中生长生物膜使用的悬浮填料，属于生物膜填料技术领域。
背景技术
填料是生物膜赖以栖息的场所，是生物膜的载体，影响着微生物的生长、繁殖、脱落和形态及空间结构，同时兼有截留悬浮物质的作用。因此，填料是曝气生物滤池的关键部分，对曝气生物滤池的功效有直接的影响，同时也影响到曝气生物滤池的结构形式和成本。国内目前采用的填料主要有玻璃钢或塑料蜂窝填料、立体波状填料、软性纤维填料、半软性填料以及不规则粒状滤料等。其在结构方面都未能充分考虑生化反应的需要，结构简单，比表面积小，孔隙率低，填充度不够，稳定性差，生物膜附着性低等，限制了曝气生物滤池在我国污水处理中的应用。
中国专利文献CN201148376公开了《一种毛竹材质的弹性立体填料》，该弹性立体填料的丝条为毛竹制成，对微生物亲和性高，不易发生弯曲下垂，粘连结球等现象，且挂膜启动快。但由于是针状填料，污泥只能在竹线表面挂膜，没有体现污泥的空间截留能力，因此在处理低浓度污水时存在启动时间过长的问题。
    CN201713381U公开了《一种用于污水处理的生物膜法悬浮填料球》，该悬浮填料球为一次成型的整体球体，其带扇形空洞的组合体，比表面积大，处理效果较好。但由于填料球球体表面光滑，不利于生物膜的形成，且球心部分空间狭小，生物膜得不到及时更新，常常造成球体的孔隙堵塞，限制了水体污染物向球体内部的扩散，生物处理效果不佳。
发明内容
本发明针对现有生物滤池填料存在的问题，提供一种孔隙率大、比表面积大、高吸附性、易挂膜、膜体易更新、兼具不同溶解氧含量环境的生物膜填料球。
本发明的生物膜填料球，采用如下技术方案：
该填料球，包括外壳和内核，内核至少有一个，置于外壳的内腔中，内核在外壳的内腔中自由运动，外壳呈椭圆形，外壳的壁面上设有与其内腔相通的微孔。
外壳由骨架和多孔纤维编织层组成，骨架内外两侧分别覆设外侧多孔纤维编织层和内侧多孔纤维编织层。
内核由内至外包括实心球、蜂窝状骨架和多孔纤维编织层，实心球外侧设置蜂窝状骨架，蜂窝状骨架的表面外侧覆设多孔纤维编织层。
运行时，外壳及内核表面均生长生物膜，在底部曝气及上升水流在作用下，外壳上下翻滚，强化了污染物向膜内的传质及降解，同时各个填料球的相互碰撞，强化了单个填料球外表面老化生物膜的脱落及更新；内核在外壳内部无规则的运动，碰撞到外壳内壁，强化了外壳内表面老化生物膜的脱落及更新，内核表层生物膜也因碰撞而不断脱落和更新。
   本发明具有以下优点：
1．比表面积大，亲水性和生物吸附性强，多层级生物膜系统为微生物的多样性提供了理想的生长条件，形成了理想的微 A-O 处理环境，脱氮效率高。
2．内核在外壳内部做无规则的运动，利于外壳内壁老化的生物膜脱落及更新，防止外壳内生物膜堵塞。
3．外壳采用椭圆形，曝气时产生的上升水流使填料在水体中旋转、碰撞，椭圆形球体经线方向表面的转速不同，各填料球间更易发生碰撞，利于老化的生物膜脱落。
4．填料无需固定框架，直接投入生化池中，操作维修方便。
附图说明
图1是本发明中椭圆形外壳的结构示意图。
图2是本发明中椭圆形外壳沿短轴方向的剖面图。
图3是本发明中内核的的结构示意图。
图中：1、经线骨架，2、纬线骨架，3、上圆弧片，4、下圆弧片，5、卡槽，6、外侧多孔纤维编织层，7、内侧多孔纤维编织层，8、实心球，9、蜂窝状骨架，10、多孔纤维编织层。
具体实施方式
本发明的生物膜填料球，包括外壳和内核，外壳的内腔中至少置入一个内核，内核在外壳的内腔中自由运动。外壳呈椭圆形，外壳的壁面上设有与其内腔相通的微孔。内核为一圆球。根据外壳与内核的大小，可将2-5个内核置于外壳内部。运行时，生长生物膜的填料球密度大约为0.9-1.1g/cm3。
如图1所示，椭圆形外壳由骨架和多孔有机纤维材料编织层组成，用PE（聚乙烯）材料制作骨架，骨架内外两侧分别覆设外侧多孔纤维编织层6和内侧多孔纤维编织层7，外侧纤多孔维编织层6为疏密两层多孔有机纤维材料编织层，疏层在外，密层在内，疏层多孔有机纤维材料的孔径为5μm -25μm，密层多孔有机纤维材料的孔径为1μm-5μm，骨内侧纤维编织层7为孔径为1μm-5μm的密层多孔有机纤维材料层。骨架由多根经线骨架1和纬线骨架2连接而成，为网格状分布，骨架可由上下两部分通过卡槽5结合而成。骨架的两端为上圆弧片3和下圆弧片4，通过多根均匀分布的圆弧条形经线骨架1连接。外侧纤维编织层6厚2-4mm，内侧纤维编织层7厚1-3mm。纬线骨架2呈褶皱圆环状，其上的褶皱均匀分布，褶皱夹角145°。
内核2由内至外包括实心球8、蜂窝状骨架9和孔径为1-5μm的多孔纤维编织层10，实心球8和蜂窝状骨架9均为PE材料，实心球8外侧为蜂窝状骨架9，蜂窝状骨架9的表面外侧覆设多孔纤维编织层10。内核2直径2-3cm，其内实心球8直径0.5-2.0cm，蜂窝状骨架内不同蜂窝间相互连通，水体污染物及溶解氧可向蜂窝体内部扩散。
骨架外侧复合多孔有机纤维材料层的不同孔径大小为实现微生物的多样性提供了最理想的条件，形成了理想的微 A-O 处理环境，保证了硝化和反硝化作用的同时进行，使其能高效地脱氮除磷。多孔纤维有机复合层采用生物惰性材料，在水中不会分解，且材料经过交联、阳离子化等技术改性，使载体表面具有亲水性及生物亲和性的官能团，对水体中的污染物有很强的吸附能力，同时促进有益菌类的生长繁殖，易于微生物群落能快速形成和发展，高效降解水体污染物。
内核由内至外包括实心球、蜂窝状骨架和孔径为1-5μm的多孔有机纤维材料层，实心球和蜂窝状骨架均为PE材料，实心球外侧为蜂窝状骨架，蜂窝状骨架外侧覆设多孔有机纤维材料层。

Claims (3)

1.一种生物膜填料球，其特征是：包括外壳和内核，内核至少有一个，置于外壳的内腔中，内核在外壳的内腔中自由运动，外壳呈椭圆形，外壳的壁面上设有与其内腔相通的微孔。
2.根据权利要求1所述的生物膜填料球，其特征是：所述外壳由骨架和多孔纤维编织层组成，骨架内外两侧分别覆设外侧多孔纤维编织层和内侧多孔纤维编织层。
3.根据权利要求1所述的生物膜填料球，其特征是：所述内核由内至外包括实心球、蜂窝状骨架和多孔纤维编织层，实心球外侧设置蜂窝状骨架，蜂窝状骨架的表面外侧覆设多孔纤维编织层。
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