CN105164058A - 具有一体成型的端部挡板的波浪形横流固定膜分布介质 - Google Patents

Abstract

一种废水或污泥处理固定膜横流分布介质波纹片材(84、84’、84”)及其组件(118、118’、118”)，其包括与片材和组件的顶部和底部成约10°至约80°的角度倾斜的波纹(98、98’、98”)。片材具有沿着至少片材(96、96’、96”)或组件(130、130’、130”)的暴露侧的顶部分(110、110’、110”)的一体成型的挡板(100、100’、100”)，该暴露侧暴露于组件的外侧、而非组件以内的较稠密的废水或污泥，当挡板与相似的片材(84、84’、84”)上的相似的挡板(100、100’、100”)或者与波纹片材相邻的可选的平坦间隙性片材(132、132’、132”)连接时，挡板足以基本上阻止喷射系统中使用的气体离开或者阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入片材的暴露侧(96、96’、96”)或组件的暴露侧(130、130’、130”)。在组件内的表面上形成生物膜的有益的生物质得到了控制，且有效地处理废水或污泥。

Description

具有一体成型的端部挡板的波浪形横流固定膜分布介质

技术背景

本发明涉及一种具有一体成型的端部挡板的废水或污泥处理固定膜横流分布介质片材以及可能包括其他构件的片材组件。本文示出了多个实施例。它们被用于公知的废水或污泥处理工艺，例如集成式固定膜活性污泥(IFAS)工艺和浸入式固定膜(SFF)工艺。

更具体地，本发明的片材设有相对于片材的顶部和底部成10°或80°夹角的波纹，其中其间具有或不具有可选的大致平坦构件的相邻片材的波纹沿相反的方向倾斜且形成位于处理盆槽内的一个或多个组件。相邻波纹片材上的相反倾斜波纹能够使废水或污泥及任何夹带的气体从一个单点源移动至两个或更多的点源并在组件内的上方进行后续再分配。具有一体成型挡板的波纹片材及其组件提供了用于废水或污泥处理所需的生物附着的良好的可利用的表面积。称作“生物质”的细菌等微生物在废水或污泥的处理中是有益的，且在组件的波纹片材和的其他构件上形成“生物膜”，组件的波纹片材和其他构件具有增强的能力以控制废水或污泥与生物膜的接触、生物膜的性能以及支撑生物质的增强控制，从而通过一个或多个片材组件的废水或污泥以及喷射的气体在整个组件有效地分布，以增强废水或污泥的处理。

将具有单一挡板的片材形成到成型的分布介质片材，减小了二次制造过程的必要劳动和附加成本，减少了将单独的材料部分粘合至介质叠层的端部存在的质量问题，且降低了在运输和安装过程中片材和组件的损害。此外，制作使用现有技术片材的组件时使用附加材料存在的诸如成本增加、损伤以及效率低等问题，在本发明中得到了克服。考虑到本发明的片材具有一体成型的挡板，可避免制作单独附接挡板(如挤出部件)的二次加工、使用额外设备剪切或测量挡板材料的中间制造步骤、用于连接挡板的现有介质叠层的准备(例如切槽以用于安装挤出部件)以及将挡板安装到介质组件所需的多个构件的最终组装。在运输过程中现有技术组件所使用的介质挡板会发生重大损害，因为在介质塔的拆和装的过程中，部件滑过其他部件的顶部，使得挡板和/或挤出部件在一端是自由的。典型的施工规范不允许损坏介质的现场维修，因而该材料必须被返厂或者在施工现场丢弃。

本发明解决了现有技术中横流分布介质片材及由其制成的组件的这些问题。本发明的作为片材的一体部分的一体挡板的存在使得片材组件的一侧或两侧的单独的挡板元件和密封件不再被需要，所述片材组件的一侧或两侧暴露于来自盆槽的在组件外部的降液区域的较稠密的废水或污泥，避免侵入组件以及组件下方喷射的气体的逃逸，使得整个组件平面图含有释放的气泡，因此产生上升流和介质表面的充分的生物膜控制。

在一个实施例中，一体的挡板沿着片材的暴露于较稠密的废水或污泥的暴露侧的至少顶部分形成，且当挡板与相似片材上的相似挡板连接或与位置接近前、后表面的可选的大致平坦构件连接时，挡板足以大致阻碍气体离开片材的暴露侧，或阻碍正被处理的较稠密的废水或污泥进入片材的暴露侧。

在另一个实施例中，一体的挡板形成为大致平坦基本竖直的延伸部分，其沿着与对应于波纹的峰或波纹的谷的平面基本垂直的方向延伸，且延伸至少片材的厚度。另一实施例中，只有前片材和后片材具有一体的挡板，该挡板形成为大致平坦基本竖直的延伸部分，该延伸部分延伸至少稍大于包含其的组件的厚度的一半的距离，其中大致平坦基本竖直的延伸部分重叠以为组件形成挡板。

此外，作为技术背景并帮助理解本发明的环境，诸如由波纹片材组件或叠层制成的结构片材介质已被用于滴滤器。当如此使用时，已进行的研究得出结论：竖直流动介质(其中波纹基本是竖直的，而非与竖直平面成夹角)在滴滤器应用中不是最佳的，因为较差的再分配使得介质表面的局部区域并不湿润，且用于生物质生长的有效表面区域减少。在文献和工业出版物中的公认解决方法是使用横流介质，其中波纹介质片材的波纹与竖直平面倾斜，较佳地成约30°至约60°量级，以允许正被处理的废水或污泥的连续再分配以及空气流过介质以处理废水或污泥。竖直流动介质安装在不具有固体可以累积的交叉波纹的位置的下方。在这种再分配中，通过自然或强制通风流进滴滤器的气体接触废水，气体中的氧气溶解在废水中并被携带至生物质处且在该处被细菌群落消耗用于碳(生物需氧量或BOD)和氮类物质(氨氮或N3/4-N)的氧化。通过介质表面的冲洗或称为斯普克拉夫(Spulkraft)的冲洗强度(分布器臂毫米/次)来实现必要的生物膜控制。虽然介质上的生物质的废水旁路增加会导致冲洗活动期间出水水质的降低，但过度的冲洗强度会侵蚀厚旧的生物质，从而允许更自由的气体流动(减少水头损失)并允许新的生长以提高整体性能。旧的生物质通常为较高等的微生物和大型动物(如蜗牛)，这取决于冲洗周期和废水特性，其必须被冲洗以保持健康细菌群落。

气体提升泵送是市政和工业污水处理厂移除废水的常用方法。过去已使用置于结构化片材介质塔(片材相互堆叠的组件)下方的通气器来提供所需的需氧量并提供SFF和IFAS工艺所需的混合。

滴滤器及其SFF技术的操作要求之间存在共性。尽管由于构造的不同，实现性能的方法可能不同，滴滤器的基础操作仍适用于SFF技术中使用的浸没的结构片材介质。浸没的结构片材介质以相同的提供生长表面积的原理来工作；然而，本申请的浸没性质非常不同，因此需要另一种方法来进行正常操作和生物膜控制。由于介质被浸没，其表面支撑不同的生物质且不一定受相同的令人讨厌的大型动物的影响，而受必须解决的其他种群影响。此外，由于BOD和NH3-N的移除需要溶解氧，气体喷射是传送所需的氧的最常见和高效的方法。利用气体喷射以提供单一的解决办法来实现通气和冲刷这两件事一直以来都是困难的，且在过去并没有有效地实现。其主要问题是：(1)介质堵塞，(2)喷气的不完全的或边际分布，(3)喷气重组形成大的气泡，和(4)介质塔内的气体卷流的“颈缩”，从而形成从扩散器流出开始并继续向上以打破水的表面的变窄的卷流。

横流介质由一系列交替方向的波纹片材制成，该交替方向指从介质的底部测量通常约30°至约60°的相反夹角。由于片材的构造，水和气流可在这些片材之间流通，且因为当安装成结构整体时介质是交叉堆叠的，介质塔内的“颈缩”沿两个垂直俯视方向皆发生。向介质的底部引入喷气也可在气体上升的位置引起局部向上流动并在扩散器的水返回底部的位置处对扩散器引起向下流动间隙，。曝气样式(指示塔下方的通气扩散器的位置)通常在水表面可见。介质塔的外边缘处形成的小型气流和附加的较大区域限制气泡在向下流动的区域接触介质表面(或附着生物表面)，因为气泡不是那么常见，也不会上升。气泡的直接撞击限制通过生物质侵蚀的附着生长深度或厚度。在流动向下的区域，通过水的流速冲刷实现一些生物质控制。最低效的生物膜控制存在于塔的外边缘或限制水流速的“过渡区”下方的区域，或者在通常局部稳态条件下发生气体冲击。过剩的生物质开始覆盖并阻塞介质且喷气旁通(绕过)该阻塞。一旦这个过程开始，将难以清除介质内的稠密厌氧固体块(现在无氧)。局部区域的气泡比安装的气体喷射扩散器释放的气泡更大说明了充分通气是存在的，即使这些区域是其他区域被阻塞的结果。

竖直流动介质先于横流波纹介质，被使用于滴滤器，并包括一系列竖直波纹片材。竖直流动介质的当前应用是用于翻新的活性生物过滤器(ABF)技术和非常高的固体负载工业应用，ABF技术使用红木板条以为活性污泥工艺提供飞溅通气。ABF技术是对依赖设计不当的鼓风机的系统的改进，设计不当的鼓风机需要维护且比离心泵消耗更多的能源。引入滴滤器顶部的大量固体更容易从完全竖直的流动介质塔冲出，因为横向波纹介质的交叉点容易积聚“碎布”(纤维素和其它材料结块在一起形成看起来像是“碎布”的物体)。

在滴滤器中，包括组合的竖流和横流介质的混合介质系统的概念整合了竖流介质和横流介质各自的优势，竖流介质便于冲刷，横流介质更好地分布。尽管滴滤器中混合介质的使用越来越普遍，在布伦特伍德工业公司的产品线引入之前，并没有组合的横流和竖流塔的浸没式应用。对于相同的波纹或槽的尺寸或开口，相比于仅适用横流介质，竖流介质可实现高得多的表面密度。这完全是由于对于叠层方向相同的部件宽度，所要求的交错偏移的片材的数量翻倍(例如更多的材料)。从增加生物膜储量、降低生物膜厚度(降低扩散限制的影响)和生物膜控制的角度来说，为实现高表面积密度介质的工艺价值，竖流结构片材介质塔下方的喷气的改进分布是必须的。这就是横流“分布”介质通过能够使用高表面积竖流介质提供的巨大好处。

气体提升泵送是用于转移废水和高固体含量的混合液态悬浮固体的常用方法。典型的气体提升泵送通过在管的下端或者在管的某些中间位置向竖直管中喷射气体来完成。当气体结合了流体，管内的废水的密度下降至低于周围废水的水平。外部的废水“下推”接近管底部的废水且流体静力学发挥作用，因为管内流体的高度一定大于周围的废水，且与被置换的废水的量成正比。管壁发挥作用，为管内的气体/废水和管外的废水提供了屏障，从而形成密度差。

在结构片材介质塔中被气体提升泵送的废水必须通过“降液管(downcomer)”返回至塔的底部，“降液管”位于槽的连续安装的塔之间没有安装介质的空间(或者第一个和最后一个塔的罐端壁)，用于循环。返回的水必须与离开塔下方安装的扩散器的新的喷气冲洗结合。两种不同状态的水和气体的再结合非常重要，因为从塔下方的侧流逐渐变窄的气流(称作“颈缩”)限制了塔的整个平面图区域内的完整的侧向流动分布，并最终限制了撞击冲刷和全塔式向上流动，从而限制了废水或污泥与气体的混合。

使用用于废水应用的典型扩散器的标准气体输送技术提供了点(盘)或线(管)源气体分布。返回水流必须流至介质塔的底部中心用于再循环，而不横向移动或“挤压(pinching)”横向流通的水流中的气流。目前的扩散器技术提供可以在塔上方的盆槽表面看到的点或线光源分布。但必须注意，关于这点必须注意竖流介质自身是挡板，因为它是竖直管。在暴露于较稠密的废水的侧边或多个侧边的分布介质和关联挡板必须充当转向并引导塔下流动的边界，而不是允许其在一系列的横向波纹和波纹片材之间的任何平坦间隙性片材之间绕过，在该边界它们终止以形成暴露于较稠密的废水的介质叠层的侧边。围绕分布介质的底层的流动的再定向也有助于保证底层的固体被冲刷。

分发介质通常包括交替的横向波纹片材，其后跟有用于分离废水的部分高度(通常叠层高度的50％)的间隙性平坦片材，以及到达相对的偏移几何位置的气体和废水路径。在分布介质中，介质叠层的底半部并不允许横向流通，因为部分平坦片材消除了片材之间的流通。目前，作为与片材和组件分开的部件的全高度外端挡板在横向波纹片材的终止点被安装在介质叠层的暴露侧，从而防止水水平流入介质和/或阻止气体损失于介质外侧。这有利于被泵送的水的下降流动和上升流动的密度差异和分离。通常，挡板被直接粘合至介质叠层的端部，在某些情况下，边缘或拐角处的“J”型材被用于保护边缘并提供更有效的附着。

竖流介质组件并不需要端部挡板，因为竖直管基本上封闭了侧向流动。公差所需要的竖流片材的组件中偏移的小缝隙以及交替偏移片材组件并不会干扰竖流介质作为管进行密度分离的总体操作。堆叠形成塔的介质组件的水平界面的小缝隙也并不会对竖流介质塔支撑气体提升泵送、足以产生竖直和偏移表面的气体冲刷的能力产生负面影响。除非竖流介质塔内存在气流分布的显著差异，整个塔通过气体提升泵送提供向上的流动。分布介质消除，或者当扩散器损坏时，最小化气流分布的这种差异的可能性。

具有根据本发明的一体成型的暴露侧挡板的固定膜横流分布介质片材以及使用其制成的组件克服了现有系统和装置的缺陷，并提供了废水或污泥的高效而有效的处理，同时减少了在塔和叠层组件的暴露端装配分离的挡板所需的劳动成本，且显著地减小或消除了安装分离的挡板的附加处理，该附加处理会导致停工，且常常损坏挡板或片材组件。

发明内容

本发明的一方面涉及一种废水或污泥处理固定膜横流分布介质片材。所述废水或污泥处理固定膜横流分布介质片材包括波纹片材材料，所述波纹片材材料具有前表面、后表面、顶部、底部、第一侧、第二侧、从所述底部延伸至所述顶部的高度、从所述第一侧延伸至所述第二侧的宽度、存在于所述前表面和所述后表面的波纹，所述波纹在所述前表面具有峰且在所述后表面具有谷，所述波纹相对于所述片材的所述顶部和所述底部成约10°至约80°的角度倾斜；且所述片材具有从对应于所述前表面上的波纹的峰的平面朝向对应于所述后表面上的波纹的谷的平面延伸的厚度；所述片材还包括沿着至少所述片材的暴露侧的顶部分的一体成型的挡板，所述暴露侧暴露于所述片材的宽度以外的、而非片材的宽度以内的较稠密的废水或污泥，当所述挡板与相似的片材上的相似的挡板或者相邻于所述前表面或所述后表面定位的可选的大致平坦片材连接时，所述挡板足以基本上阻止气体离开所述片材的所述暴露侧或者阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入所述片材的所述暴露侧。

如本文所使用，关于挡板的术语“一体成型”意味着所述波纹片材和所述挡板形成为单个的、一体的、整体的片材，而不是使得波纹片材和挡板作为相互独立的部件而相互连接以形成包括波纹片材和挡板的整体单元。

在一个实施例中，一体成型的挡板沿着所述片材的暴露侧延伸片材的高度。在另一实施例中，一体成型的挡板沿着片材的暴露侧延伸片材的高度的顶半部。

在一个实施例中，一体成型的挡板是大致竖直的波纹，这里的术语“波纹(corrugation)”是术语“槽(flute)”的同义词。在另一实施例中，一体成型的挡板是大致平坦基本垂直的延伸部分，所述大致平坦基本竖直的延伸部分沿着与对应于所述波纹的峰或所述波纹的谷的平面基本垂直的方向延伸并延伸至少所述片材的厚度。

本发明的另一方面涉及一种用于支撑用于处理废水或污泥的生物质、使用本发明的所述波纹片材的组件。所述组件包括多个波纹片材材料，其中相邻的波纹片材之间布置有可选的大致平坦片材材料，所述组件具有由前波纹片材的前表面界定的前部、由后波纹片材的后表面界定的后部、顶部、底部、第一侧、第二侧、从所述底部延伸至所述顶部的高度以及从所述第一侧延伸至所述第二侧的宽度，所述可选的大致平坦片材延伸至少所述组件的高度的约一半，所述组件的所述波纹片材的波纹存在于所述波纹片材的所述前表面和所述后表面，所述波纹在所述前表面具有峰且在所述后表面具有谷，所述波纹相对于所述波纹片材的所述顶部和所述底部以约10°至约80°的角度倾斜，其中其间具有或不具有可选的大致平坦片材的相邻波纹片材的波纹沿相反的方向倾斜，每个波纹片材具有从对应于所述波纹片材的所述前表面上的波纹的峰的平面朝向对应于所述波纹片材的所述后表面上的波纹的谷的平面延伸的厚度。足够数量的波纹片材中的每个进一步包括一体成型的挡板，所述一体成型的挡板沿着所述波纹片材的在所述组件的暴露于所述组件外侧的、而非组件以内的较稠密的废水或污泥的一侧的暴露侧的至少顶部分，当所述挡板与相似波纹片材上的相似挡板连接时或者与可选的大致平坦片材连接时，所述挡板足以基本上阻止气体离开所述组件的暴露侧或者阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入所述组件的暴露侧。

在组件的各个实施例中，所述挡板沿着所述波纹片材的暴露侧延伸了所述组件的高度或者延伸了所述组件的高度的约顶半部。所述挡板可以是基本竖直的波纹或大致平坦基本竖直的延伸部分，所述基本竖直的波纹或大致平坦基本竖直的延伸部分沿着与对应于所述波纹片材的所述波纹的峰或所述波纹片材的所述波纹的谷的平面基本垂直的方向延伸并延伸至少所述波纹片材的厚度。

在组件的其它各个实施例中，所述可选的大致平坦片材存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度或延伸了所述组件的高度的约底半部。

本发明的另一方面涉及一种组件，其中仅有前、后波纹片材具有一体成型的挡板，且所述挡板重叠以基本上阻止气体离开或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入所述组件的暴露侧。更具体地，该方面涉及一种用于支撑用于处理废水或污泥的生物质的组件，所述组件包括多个波纹片材材料，其中相邻的波纹片材之间布置有可选的大致平坦片材材料，所述组件具有由前波纹片材的前表面界定的前部、由后波纹片材的后表面界定的后部、顶部、底部、第一侧、第二侧、从所述底部延伸至所述顶部的高度、从所述第一侧延伸至所述第二侧的宽度，所述组件的所述波纹片材的波纹存在于所述波纹片材的所述前表面和所述后表面，所述波纹在所述前表面具有峰且在所述后表面具有谷，所述波纹相对于所述组件的所述顶部和所述底部以约10°至约80°的角度倾斜，其中其间具有或不具有可选的大致平坦片材的相邻波纹片材的波纹沿相反的方向倾斜，每个波纹片材具有从对应于所述波纹片材的所述前表面上的波纹的峰的平面朝向对应于所述波纹片材的所述后表面上的波纹的谷的平面延伸的厚度。所述前波纹片材进一步包括一体成型的挡板，所述一体成型的挡板沿着所述波纹片材的在所述组件的暴露于所述组件外侧的、而非组件以内的较稠密的废水或污泥的一侧的暴露侧的至少顶部分，所述挡板为大致平坦基本竖直的延伸部分，所述大致平坦基本竖直的延伸部分沿着与对应于所述前波纹片材的所述前表面上的峰的平面基本垂直的方向延伸到自由边缘，该自由边缘延伸至少稍大于组件的厚度的一半的距离，其中所述后波纹片材呈组件的前波纹片材前后旋转180°的形式，使得后波纹片材的大致平坦基本竖直的延伸部分的自由边缘与前波纹片材的大致平坦基本竖直的延伸部分的自由边缘重叠，从而基本上阻止气体离开所述组件的暴露侧或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入所述组件的暴露侧。

在组件的其它实施例中，所述前、后波纹片材的所述大致平坦基本竖直的延伸部分沿着所述波纹片材的暴露侧延伸了所述组件的高度。或者，所述前、后片材的所述大致平坦基本竖直的延伸部分沿着所述片材的暴露侧延伸了所述组件的高度的约顶半部。

此外，在组件的其它实施例中，所述可选的大致平坦片材存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度或者延伸了所述组件的高度的约底半部。

定义

除了列于本文其他部分的词汇或术语的定义，以下定义将应用于说明书、权利要求书和摘要各处使用的词汇或术语。

如本文所用，除非上下文另有明确说明，单数形式“一”、“一个”和“该”可表示复数指示对象，复数形式可表示单数指示对象。

如本文所用，关于任何数值的术语“约”，表示该数值有一些合理的余地，且不会对所描述的构件或者使用该构件的系统或子系统的功能或操作产生显著影响。

在本文中使用的某些方向性术语仅仅是为了方便而不具有限制性。指示方向的词汇，例如“底”、“顶”、“前”、“后”、“左”、“右”、“侧”、“向上”和“向下”，在所参考的附图中指示方向，而不限制本发明及其构件和装置可能的定向。术语包括上面特别提到的词汇、其派生词和类似含义的词汇。类似地，关于片材或片材组件的一侧的术语“暴露侧”指的是暴露于较稠密的废水或污泥的一侧，一体成型的挡板阻止气体从该侧排出并阻止较稠密的废水或污泥从该侧进入。

如本文所用，关于任何元件或参数的术语“基本”或其衍生词汇表示该数值、元件具有基本的形状，或该参数在一定的程度上具有相同的基本方向、方位等，使得元件或参数些许的改变不会对元件或参数的功能产生实质性的不利影响。通过示例而非限制的方式，挡板是“基本竖直的”不仅是指绝对竖直的挡板，还指可从竖直平面稍微倾斜、使得横流不会发生且气体和废水或污泥将被阻止穿过挡板的挡板。类似地，可被描述为与另一元件“基本垂直”的元件可被定向成稍稍超过或小于(完全垂直的)精确的90°，其中这种变型并不会对具有一体成型的挡板的波纹片材或包含其的组件产生实质性的不利影响。

如本文所用，关于任何元件或参数的任何数值或描述的术语“大致”精确地表示了该元件或参数的数值或描述，但在不会对包含其的元件或参数或装置的功能产生不利影响的工业制造公差的合理变化内。通过示例而非限制的方式，当所述挡板被描述成“大致阻止气体离开片材(或片材组件)的暴露侧或阻止正被处理的较稠密的废水或物理进入片材(或片材组件)的暴露侧”，如果有少许气体、废水或污泥绕过了挡板且绕过挡板的气体、废水或污泥的量并不会对废水或污泥处理功能产生不利影响，且该量在一定程度上小于可能绕过正确配置且附接的单独挡板的量，那么可认为该挡板充分地实现了其阻挡功能。

简要附图说明

结合附图来阅读时，将更好地在理解前述内容以及本发明的各个实施例(包括优选实施例)。出于说明本发明的目的，附图中示出了目前优选的实施例。然而，应理解，本发明不限于所示的精确布置和手段。

图1是生物废水或污泥处理系统的示意俯视等距视图，其示出了根据本发明的实施例的由片材制成的组件的使用环境。

图2是图1的生物处理系统的一部分的放大侧视图，其示出了根据本发明的一个塔或组件叠层。

图3是在图1和2中的一种类型的生物废水或污泥处理系统中使用的现有技术中的片材组件的后部第二侧等距视图。

图4是图3的现有技术组件的分解的后部第二侧等距视图。

图5是图3的现有技术的组件的分解的第二侧视图。

图6是根据本发明的具有一体成型挡板的波纹片材的一个实施例的后部第二侧等距视图。

图7是根据本发明的组件的一个实施例的后部第二侧等距视图，该组件使用具有如图6所示的一体成型挡板的波纹片材。

图8是图7中所示组件的实施例的前部第一侧等距视图。

图9是具有根据本发明的一体成型挡板的波纹片材的另一实施例的后部第二侧等距视图。

图10是根据本发明的组件的另一实施例的后部第二侧等距视图，该组件使用具有图9所示的一体成型挡板的波纹片材。

图11是图10中所示组件的实施例的前部第一侧等距视图。

图12是根据本发明的具有一体成型挡板的波纹片材的又一实施例的后部第二侧等距视图。

图13是根据本发明的部分组装的组件的另一实施例的后部第二侧等距视图，该组件使用如图12所示的具有一体成型挡板的前部和后部波纹片材。

图14是图13所示的部分组装的组件的实施例的前部第一侧等距视图。

图15是完全组装的图13所示组件的实施例的后部第二侧等距视图。

图16是完全组装的图13所示组件的实施例的前部第一侧等距视图。

具体实施方式

本发明将参考附图被描述，其中相同的数字表示所有附图中的相同元件。首先，本发明的环境将结合图1和2所示的示意性生物废水或污泥处理系统10来描述，该系统是可适用本发明的片材和组件的典型环境而非唯一的环境类型。因此，片材和组件可适用于使用浸入式固定膜(SFF)或集成式固定膜活性污泥(IFAS)工艺的的系统的其他实施例中。

图1和2中所示的生物废水或污泥处理系统10是SSF系统，其包括盆槽12，盆槽12具有前壁14、后壁16、第一侧壁18、第二侧壁20和底部22。盆槽12的顶部由顶壁24界定。如图2所示，具有水位28的废水或污泥26在系统10中被处理，且当被处理时，废水或污泥26沿着大致箭头30的方向流过盆槽12。废水或污泥26通过入口32进入盆槽12，且在被处理后通过出口34流出盆槽12。

盆槽12还包括下部支撑结构36，用于在底部22上方支撑至少一个、较佳地多个塔或叠层38，塔或叠层38由横流废水或污泥分布介质组件40和竖流介质组件47组合而成。至少一个的横流介质组件40，较佳地所有的横流介质组件40，是使用本发明的片材而形成的。下面将描述片材和组件40的细节。形成塔38的横流介质组件40和竖流介质组件47的叠层通过上支撑件42保持在盆槽12中位置处，上支撑件42的端部与条带或缆索44的上端连接。条带或缆索44的下端与锚46连接，锚46附接到盆槽12的底部22。分布介质塔38具有前侧39、后壁41、第一侧43和第二侧45，其中前侧39相邻于盆槽12的前壁14，后壁41相邻于盆槽12的后壁16，第一侧暴露于较稠密的废水或污泥26，第二侧45也被暴露于较稠密的废水或污泥26。

如在图1示意性地示出，每个塔38可包括若干组件40，并排或前后堆叠数个高。图1示出了具有堆叠两个高和两个从前到后的组件40的典型的塔38，在三组塔38中每一堆横流介质组件40的顶部具有竖流介质组件47。通常，第二层横流介质组件40相对于第一层被旋转90°以确保塔38的更佳的稳定性，并保证组件内气体与废水和污泥的混合。这是示例性的而非限制性的方式。只有横流介质组件40的暴露于盆槽12内的降液区域的废水或污泥的侧面需要有挡板，因为横流介质组件40的相互抵接的侧面或盆槽的壁会大致阻止气体离开组件40，或阻止正在被处理的废水或污泥进入组件40。

气体扩散器48位于盆槽12的底部22与每个分布介质塔38的底部之间的间隙50中。如上述背景技术部分所描述地，来自扩散器的气体通过分布介质塔大致向上流过分布介质塔，气体在分布介质塔种接触废水或污泥和在介质组件40的表面形成生物膜的生物质。在图1和2示意性示出的SFF系统中，分布介质塔38的顶部浸没在正被处理的废水或污泥26中，因此较佳地浸没在废水或污泥26的水位28的下方。

分布介质组件40包括具有一体成型的挡板的本发明的片材，其将在下文中在图3-5所示的现有技术的具有倾斜波纹55的波纹片材54和大致平坦间隙性片材56的分布介质组件52的以下描述之后被描述，因为在与现有技术的片材和组件相比较时本发明的片材和组件会显得更清楚。

图3是可用于且已用于图1和2中类型的生物废水或污泥处理系统的现有技术片材组件的后部第二侧等距视图。图4示出了沿相同方向的相同现有技术组件52，除了在分解图中示出了三件式暴露侧挡板。图5示出了现有技术组件52的第二侧视图，其中挡板以分解图示出。现有技术组件52将与竖流介质组件，而不是与本发明的组件40相结合地堆叠，从而形成类似于图1和2所示的塔38的组合的竖流分布介质塔。在图1和2中的盆槽12内如图3所示定向现有技术组件52，其中组件52可在塔38的底层上，例如，组件52具有前部58、后部60、第一侧62和第二侧64，前部58形成塔38的前部39的一部分，后部60形成塔38的后部41的一部分，第一侧62形成塔38的第一侧43的一部分，第二侧64形成塔38的第二侧45的一部分。在所提出的图1和2的布置中，组件52需要都安装在组件52的第一侧62和第二侧64的挡板66和J形型材80和82，因为这两侧都会暴露于更较稠密的污水和污泥。然而，为了方便及更好地理解，仅示出位于组件52的后侧64的挡板66。如图3、4和5所示，现有技术52还包括在波纹片材54之间且相邻于波纹片材54的大致平坦的片材56。每个波纹片材54相对于其所面向的波纹片材54对齐，使得波纹片材54的波纹55相对于其所面向的波纹片材54上的波纹55成相反的角度。

现有技术组件52显著地包括单独的挡板66，挡板66大致阻止气体离开或阻止较稠密的废水或污泥进入组件52的暴露侧。挡板66被粘接或以其它方式结合到在组件52的第二侧64的波纹片材54的边缘68和间隙的大致平坦的片材56的边缘70。由于侧边缘68和70处暴露的表面积很小，大量的胶水被使用，但接合往往仍不完全有效。使用单独的挡板66是相当耗时的，因为它需要一额外的步骤，需要额外的一片材料，且需要额外的劳动使用更多的胶水将挡板66粘合至现有技术组件52的第二侧64。此外，所有四个边缘，即前边缘72，后边缘74，顶边缘76和底边缘76，最初是暴露的，且可能会被从现有技术组件52的第二侧64处的波纹片材54和大致平坦片材56的边缘68和70拉开。为了解决这个问题，进行了使用J形型材80和82遮盖顶边缘76和底边缘78的尝试，以保护现有技术组件52的第二侧的顶部和底部外拐角。J形型材80和82进一步减慢了制造流程，且使其更加昂贵而需要较稠密劳动。即使在顶部和底部拐角处粘接了单独的J形型材80和82，J形型材80和82趋向于容易在运输、装卸和堆放以形成分布介质塔的过程中被拉离组件52。

现有技术组件52的前述缺陷导致了具有本发明的一体成型挡板的片材的发明以及其在本发明组件中的使用，这克服了现有技术的缺陷。

图6是根据本发明的具有一体形成挡板的波纹废水或污泥处理固定膜横流分布介质片材84的一个实施例的后部第二侧等距视图。

波纹片材84包括具有前表面86、后表面88、顶部90、底部92、第一侧94和第二侧96的波纹片材材料，其中从底部92至顶部90延伸高度“h”，从第一侧94至第二侧96延伸宽度“w”。波纹片材84可以具有任何尺寸的所需的“h”和“w”，以便于形成和处理该片材以及由多个片材形成的组件。通常，高度“h”为约2英尺(约0.61米)，宽度“w”为约4英尺(约1.21米)，该尺寸可以广泛地变化。

片材84可以由能够容易形成成具有波纹98和一体成型挡板100的任何材料制成，其中一体成型挡板是波纹片材84的一体部分而不是必须粘接至片材84的单独的构件。例如，各个片材可以由以下材料制成：热塑性材料(诸如塑或增塑聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯、聚苯乙烯)、诸如由通用电气公司以商标NORYL出售的工程热塑性塑料、金属材料(诸如镀锌钢、铝、铜等)、诸如石棉或纤维素材料、或热塑性材料的混合物(诸如聚氯乙烯(PVC)与其它热塑性材料的混合物)、复合材料(如浸制有热塑性树脂的纤维状纤维原料)等等。

可使用的其它树脂和工程树脂的例子包括乙缩醛、尼龙、聚苯醚、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳砜、聚对苯二甲酸乙酯、聚醚醚酮、聚丙烯、聚硅氧烷、聚苯硫醚、离子聚合物，聚环氧化合物，聚偏二卤化物等等。目前，聚丙烯和具有很少或没有增塑剂的PVC是优选的。

具有一体成型挡板100的单独的波纹片材84可由任何合适的、适用于制作片材所使用的材料的常规技术制成。例如，当片材84及其一体的挡板100是由热塑性聚合物树脂(例如未增塑聚氯乙烯)的大致平坦的坯材制作时，波纹片材84及其一体的挡板100可通过例如真空成型、模制、热冲压、压制波纹、冷成形等工艺进行热成型。

片材84具有存在于前表面86和后表面88的波纹98，其中峰102位于前表面86，谷位于后表面88。波纹98相对于片材84的顶部90和底部92成约10°至约80°的角度，以使废水或污泥以及任何夹带的气体从单点源移动至两个或更多的点源，并在片材84的组件40中的上方进行后续再分配。波纹98与水平方向的夹角(即当片材作为分布介质片材使用处于正常的大致竖直定向时，波纹98相对于片材84的顶部90和底部98的夹角)可在约10°至约80°的范围内变化。约45°至约60°的波纹角是优选的，并且对于大多数应用，约60°的角度是更优选的。限定波纹片材84的厚度“t”的波纹98斜度或深度可广泛变化，这取决于波纹壁的角度。波纹片材84的优选实施例的厚度“t”为约0.5英寸(约1.27厘米)至约2.5英寸(约6.35厘米)，更优选地为约0.75英寸(约1.91厘米)至约1.25英寸(约3.18厘米)。

如下文所述，波纹98优选地在峰102和谷104处具有定位器106，以在片材84被组装成根据本发明另一方面的组件时定位并与邻接的片材84形成胶合或粘接垫。且如下文所述，波纹片材84还优选地在峰102和谷104的中间具有壁阶(offset)108以容纳大致平坦间隙性片材56并与大致平坦间隙性片材56(下文还将描述)形成胶合或粘接垫，当组件由片材制成时，胶合或粘接垫可以且优选地被布置在相邻的波纹片材84之间。片材84具有顶部部分110和底部部分112，顶部部分110优选地为约上半部，底部部分112优选地为约下半部，其中当优选地存在壁阶108时，顶部和底部部分或各半部优选地由壁阶108决定。壁阶108还限定台阶109在界定第二峰隆起102a和谷104a的波纹隆起中的位置，用于适应大致平坦间隙性片材56的规格，以提供表面上线性的成品组件40。

波纹片材84具有厚度“t”，厚度“t”从对应于前表面86上的波纹98的峰102和102a的平面朝向对应于后表面88上的波纹98的谷104和104a的平面延伸。

波纹片材84还包括沿着板材的任意侧94和/或96的至少顶部部分110的一体成型的挡板100，当在这种片材的组件40或118中使用时，该任意侧94和/或96将暴露于待处理的较稠密的废水或污泥，组件40、118在图7和8中最佳地示出。当组件40、118如图1和2所示定向在介质塔38的底部时，片材84的两侧将包括一体成型的挡板100。然而，为了清楚和易于理解，图6、7和8中仅示出了片材84的第二侧96的挡板100。当与相似的波纹片材84(参见图7中挡板100c)上的相似挡板100或者相邻于波纹片材84的前表面86或后表面88定位的可选的大致平坦片材接合时，挡板100(参见图7中挡板100b)足以大致阻止气体离开或阻止正在被处理的较稠密的废水或污泥进入片材84的第二侧96和组件118的第二侧130。为了确保挡板100之间或挡板100与可选的大致平坦片材之间的全压式、基本无泄漏接合，在挡板100连接波纹片材84的位置处，沿着挡板100的自由边缘形成凸缘114，且沿着波纹片材84的边缘也形成凸缘115。这能够形成用于胶合或其他粘接的充分的表面积，以在挡板100的连接部分诸如挡板100b和100c之间形成良好密封。

该一体成型的挡板100可以采取各种形式。一优选实施例是，如图6所示挡板100形成为大致垂直的波纹或槽纹116，图6也示出了延伸片材的整个高度“h”的挡板100。在以下描述的其他实施例中，挡板100可以仅沿着片材84的第二侧96的顶部分110或从顶部90向下约半程延伸。当一体成型的挡板100为波纹或槽116的形式时，其充当一竖直管，当片材与其他片材或任何可选的大致平坦间隙性片材连接成根据本发明的组件时，该竖直管阻止气体离开暴露侧(如图所示第二侧96)或阻止较稠密的废水或污泥26进入暴露的波纹片材的第二侧96。

在下面更详细描述的其它实施例中，一体成型的挡板100可为沿与波纹的峰或波纹的谷所对应的平面大致垂直的方向延伸并延伸至少片材的厚度“t”的基本平坦、大致竖直的延伸部分。该基本平坦大致竖直的延伸部分与接近的片材的相似延伸部分接合并与临近暴露侧(例如片材84的第二侧96)的最后一个波纹98一起形成竖直管或障碍物，所述竖直管或障碍物大致阻止气体从波纹片材84的暴露的第二侧96离开或阻止较稠密的废水或污泥进入暴露的第二侧96。

波纹片材84制成之后，它们通常以嵌套的方式水平地堆叠以节省用于储存和运输的空间，其中底部片材的前表面86向下，使得第二个片材的前表面86对着该底部片材的后表面88，等等。然而，在片材84的组件40中作为废水或污泥分布介质使用以支撑在组件40内的表面上形成生物膜的生物质时，其中每个波纹片材82之间使用或者不使用但较佳地使用可选的大致平坦间隙性片材时，波纹片材84如组件40的第一实施例118所示地竖直定向，组件40的第一实施例118如图7和8所示且使用图6所示和如上所述的波纹片材84的第一实施例。由于可选的大致平坦间隙性片材优选地被使用，因而组件40的每个实施例中都以132示出了大致平坦间隙性片材，为了方便阅读，描述大致平面板材132的术语“可选的(optional)”在下文中通常将被删除。

图7是根据本发明的组件118的一个实施例的后部第二侧等距视图，组件118对应于根据本发明如图1和2所示的通用组件40，且使用具有如图6的实施例所示的一体成型挡板100的波纹片材84的第一实施例。图8是图7中所示的组件118的实施例的前部第一侧等距视图。

参考图7和8，组件118通过布置波纹片材84使得相对的波纹98成相反的角度而形成，从而相对于彼此并相对于大致平坦间隙性片材132形成通道，用于将废水或污泥以及任何夹带的气体从单点源移动至两个或更多的点源并实现波纹片材84的组件118内上方的后续再分布。这可通过以下方法简单地实现：使用相同的波纹片材84并旋转它们使得前部波纹片材84a的前表面86对着第二个波纹片材84b的前表面86，第二个波纹片材84b的后表面88对着第三个波纹片材84c的后表面88，以此类推，直到标记为84z的最后一个波纹片材被安装。如图7和8所示位于组件118的后部的最后一个片材被标记为“84z”，这并不意味着或暗示组件118中使用了26个片材84。波纹片材84的波纹98上的定位器106有助于将波纹片材相互对齐，且壁阶108有助于使大致平坦间隙性片材132在波纹片材之间对齐。组件40、118通常组装成片材大致水平地躺在彼此的顶部，每个连续的顶部片材与其下方的片材粘接。

该粘接例如可由通过胶水或溶剂粘接的粘性粘合、熔融粘合或声波粘合来实现。通常，使用粘性粘合或溶剂粘合，其中胶水或溶剂例如通过滚筒至少涂在峰102和谷106(峰和谷也通常称作“顶点”)的定位器106和壁阶108上，或者沿着波纹片材84的一侧上的波纹的顶端的整体涂抹；且下一个相邻的片材或84铺在第一个片材的顶上使得两个片材的波纹98交叉。如下文所述，可使用且较佳地使用大致平坦间隙性片材132。波纹98的顶端可以是略微扁平的，以提供较大的粘接表面。当片材由未增塑的PVC热成型时，可使用溶剂来将每个片材上的波纹98的顶端接触部分焊接在一起。残留溶剂能够从片材的非接触部分蒸发。

组件118具有前部120、后部122、顶部124、底部126、第一侧128和第二侧130，且具有高度“H”、宽度“W”和厚度“T”。厚度“T”取决于组件118中使用的片材84和132的数量。通常，为了使组件易于处理并在典型尺寸的盆槽12内装配，组件118具有约2英尺(约0.61米)的高度“H”、约4英尺(约1.21米)的宽度“W”和约2英尺(约0.61米)的厚度“T”，但这些尺寸可以广泛地变化。

当使用大致平坦间隙性片材132时，其可沿着组件118的整个高度“H”延伸，或较佳地只沿着底部分112延伸通常约组件118的高度“H”的一半(示作底部分136)，从组件118的底部126向上高度“H”的约一半。

组件118示出了一体成型的挡板100，在本实施例中，相邻的波纹片材84诸如片材84a、84b和84c的大致竖直的波纹或槽116，例如与其相应的一体成型的挡板100a、100b和100c，如何沿着凸缘114和115被连接在一起以形成结合区域138。取决于组件118中使用的波纹片材84的数量，可能存在未粘接的挡板，诸如形成组件118的前部120的挡板100a，前部120可抵靠盆槽12的内前壁，形成塔38的组件的叠层(通常成组的多个组件)位于盆槽12中。同样地，结合区域140在凸缘114和115接合至大致平坦间隙性片材132的位置处形成。当沿着组件118的第二侧130接合在一起时，挡板形成大致竖直的管142，管142基本上阻止气体离开或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入组件的第二侧。

图9是根据本发明的具有一体成型的挡板100’的波纹片材84’的第二实施例的后部第二侧等距视图。查看图6和9可清楚地看出，图9中所示的波纹片材84’与图6所示以及上文中结合图6详细描述的波纹片材84具有许多相同的结构元件。因此，与片材84的元件相同或等价的片材84’的元件将以撇标号来标识，且将不结合片材84’再作描述，除非需要理解两个实施例之间的区别。

波纹片材84’与波纹片材84非常相似，除了一体成型的挡板100’。在图6的波纹片材84中，以大致竖直波纹或槽116形式的挡板100沿着片材84的第二侧96延伸了片材的整个高度“h”。然而，在图9的波纹片材84’中，以大致竖直波纹或槽116’形式的挡板100’只沿着片材84’的第二侧96’的顶部分110’延伸了约片材的高度“h”的顶半部。如在其它公开的实施例中，当形成类似组件40’、118’(见图10和11)的组件时，挡板100将一体成型在片材84’的暴露于较稠密的废水或污泥的任一侧或两侧。如前所述，为了方便和易于理解，仅示出了在第二侧96’上的挡板100。在图9的实施例中，相比于图6的实施例，使用了更少的材料，包括使用更少的的胶水和溶剂，实现了材料和劳力的节约，而不会对包括片材84’的组件产生不利的影响，因为在分布介质中，在位于底部分112’的片材之间延伸的大致平坦间隙性片材大致消除了片材84’之间的连通，从而底部分112’(使用片材84’的组件的底半部)并不允许气体和正被处理的废水或污泥的横向流通。

图10和11示出了用于形成废水或污泥横流分布介质组件118’的片材84’的第二实施例的使用。图10是根据本发明使用图9所示的具有一体成型的挡板100’的波纹片材84’的组件118’的第二实施例的后部第二侧等距视图。图11是图10所示的组件118’的第二实施例的前部第一侧等距视图。

与图6和9中的波纹片材84和84’的说明相似的方式，相应地，既然图10和11中的组件118’与图7和8所示以及结合图7和8详细描述的组件118具有许多相同的结构元件，与组件118的元件相同或等价的组件118’的元件将以撇标号来标识，且将不结合组件118’再作描述，除非需要理解两个实施例之间的区别。

图10和11所示的组件118’的第二实施例与图7和8所示的组件118的第一实施例非常相似，除了挡板100’在组件118’中的相对高度和位置。由于在组件118’中使用了波纹片材84’，当相邻片材84’上的凸缘114’粘接在一起时，形成的大致竖直的波纹或槽116’大体上形成为大致竖直的管142’，该大致竖直的管142’沿着组件118’的暴露的第二侧130’从位于顶部分134’的顶部124’向下延伸约组件118’的高度“H”的顶半部。如上文中结合一体成型的挡板100’在片材84’上的位置所描述地，仅沿着组件118’的暴露的第二侧130’的顶部分134’的大致竖直的管142’并不会对挡板基本阻止气体离开或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入组件118’的暴露的第二侧130’的能力产生不利的影响。与此同时，这样节省了材料和劳动力成本。

图12是根据本发明的具有一体成型的挡板100”的波纹片材84”的第三实施例的后部第二侧等距视图。与图9所示的波纹片材84’的第二实施例类似，图12所示的波纹片材84”的第三实施例与分别如图6和9所示并结合图6详细描述的第一实施例的波纹片材84以及第二实施例的波纹片材84’具有许多相同的结构元件。因此，与图6中片材84的元件相同或等价的第三实施例的片材84”的元件将以双撇标号来标识，且将不结合组件片材84”再作描述，除非需要理解这些实施例之间的区别。

图12的波纹片材84”的第三实施例具有第一实施例的波纹片材84和第二实施例的波纹片材84’的元件，包括大致阻止气体离开或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入片材84”的暴露的第二侧96”的一体成型的挡板100”。然而，挡板100”的构造与上述实施例中的挡板100和100’的构造不同。

一体式挡板100”可具有多种构造，其中只需要示出其中一种构造以理解其全部构造。参照图12，一体式挡板100”的第一种构造以大致平坦、基本上竖直的延伸部分144的形式被示出，该延伸部分144具有自由端146，且沿着与波纹98”的峰102”或波纹98”的谷104”所对应的平面大致垂直的方向延伸并延伸了至少为片材84”的厚度“t”的距离“d”。如图12所示，大致平坦、基本竖直的延伸部分144(下文中出于易读的目的，简称为“平坦竖直延伸部分144”)的自由边缘146延伸了远大于片材84”的厚度“t”的距离“d”。在该第一实施例中，如图13-16最佳地示出，参考组件118”将更清楚，波纹片材的组件118”包括两个片材84”，一个为组件118”的前片材84a”，另一个是组件118”的后片材84z”。距离“d”允许平坦竖直延伸部分144的相对的自由边缘146的自由边缘的可大至延伸度为“x”的重叠150，这允许平坦竖直延伸部分144相互之间的良好接合，从而形成有效的障碍物，以基本上阻止气体离开或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入组件118”的暴露的第二侧130”。与现有技术组件52的波纹片材54以及可能需要的任何可选的平坦间隙性片材132类似，平坦竖直延伸部分144也可被粘接至中间波纹片材54”的第二侧边缘。然而，对于提供根据本发明的有效的横流废水或污泥分布介质组件118”，该附加粘接至该中间波纹片材54”的第二侧边缘并不被认为是必要的。

在第一种构造中，平坦竖直延伸部分144的高度大至波纹片材的高度“h”。呈平坦竖直延伸部分144形式的一体成型的挡板100”的波纹片材84”的第三实施例的第二种构造中，平坦竖直延伸部分144的高度不到波纹片材84”的全部高度“h”。相反，在第二种构造中，平坦竖直延伸部分144仅沿着顶部分110”延伸或从片材84”的暴露的第二侧96”的顶部90”向下延伸约半程，尤其当大致平坦间隙性片材132”使用于底部分112”(从片材84”的底部92”向上约半程)。

具有以平坦竖直延伸部分144形式的一体成型的挡板的波纹片材84”的第三实施例的第三种构造中，自由边缘146仅延伸稍大于片材84”的厚度“t”的距离“d”。在第三种构造中，组件118”的所有波纹片材具有相同的结构，而不是像在第一种构造中，只有前波纹片材84a”和后波纹片材84z”是相同的。在该第三种构造中，一体成型于在组件118”中使用的波纹片材84”上的平坦竖直延伸部分144的自由边缘146将与相邻的自由边缘146重叠一较小的长度，从而在接合在一起时提供坚固的结构。此外，在第三种构造中，平坦竖直延伸部分144的高度大至波纹片材84”的高度“h”。考虑到用于将所有自由边缘146粘接在一起所需的付出和额外的胶水，这种构造尽管可行，但相比于第一种或第二种构造不够理想。

呈平坦竖直延伸部分144形式的一体成型的挡板100”的波纹片材84”的第三实施例的第四种构造与第三种构造相似，除了其平坦竖直延伸部分144并不具有延伸至波纹片材84”的全部高度“h”的高度。相反，在第四种构造中，平坦竖直延伸部分144仅沿着顶部分110”延伸或从片材84”的暴露的第二侧96”的顶部90”向下延伸约半程，尤其当大致平坦间隙性片材132”使用于底部分112”(从片材84”的底部92”向上约半程)。相比于第三种构造的全部高度，第四种构造会减少制作波纹片材84”所需的材料的量以及减少所需的胶水的量，且仍提供根据本发明的有效的横流废水或污泥分布介质组件118”。

具有呈平坦竖直延伸部分144形式的一体成型的挡板100”的波纹片材84”的第三实施例的第五种构造与第一种构造相似，其中自由边缘146进一步延伸，以沿着组件118”的第二侧130”提供唯一的挡板或障碍物。在第五种构造中，平坦竖直延伸部分144到其自由边缘146的距离“d”实际上可以等于组件118”的第二侧130”的整个厚度“t”，或者稍微更大以允许重叠至组件118”的前部120”或后部122”，这取决于组件118”中存在多少个类似于现有技术波纹片材54的中间波纹片材54”。在第种五构造中，将不需要类似于现有技术组件52的挡板66的单独挡板，但由于平坦竖直延伸部分144的距离d”的尺寸，该尺寸可能很大，因此即使可形成可行的组件，这个第三种构造与第一种或第二种构造相比不够理想。

具有呈平坦竖直延伸部分144形式的一体成型的挡板100”的波纹片材84”的第三实施例的第六种构造与第四种构造类似，除了平坦竖直延伸部分144并不具有延伸至波纹片材84”的全部高度“h”的高度。相反，在第六种构造中，平坦竖直延伸部分144仅沿着顶部分110”延伸或从片材84”的暴露的第二侧96”的顶部90”向下延伸约半程，尤其当大致平坦间隙性片材132”使用于底部分112”(从片材84”的底部92”向上约半程)。

现将结合图13-16描述由具有呈平坦竖直延伸部分144形式的一体成型的挡板100”的波纹片材84”的第三实施例形成的组件118”。只有第三实施例的第一种构造将被详细讨论，因为参考第一种构造的解释，即可清楚地明白如何制作和使用第二至第六种构造。此外，由于第三实施例的组件118”的许多结构元件与第一和第二实施例118和118’相似，为了清楚起见，一些相似元件的部件标号没有被标出，但为了理解必须标识的与组件118和118’的元件相同或等价的组件118”的元件将用双撇标号来标识，并附上任何其他必要的解释以理解第三实施例的组件118”的结构和功能及其与第一实施例的组件118和第二实施例的组件118’的区别。

图13是根据本发明的部分组装的组件118”的后部第二侧等距视图，该组件118”使用具有如图12所示且结合图12所述的呈平坦竖直延伸部分144形式的一体成型的挡板100”的前波纹片材84a”和后波纹片材84z”。图14是图13所示的部分组装的组件118”的实施例的前部第一侧等距视图。图15是完全组装的图13所示组件118”的实施例的后部第二侧等距视图。图16是完全组装的图13所示的组件118的实施例的前部第一侧等距视图。

用于支撑用于处理废水或污泥的生物质的组件118”包括多个分别对应于现有技术波纹片材54和55的波纹片材材料54”和55”。相邻的波纹片材54”和55”之间布置有可选的但优选的大致平坦片材材料132”。组件118”具有由前波纹片材84a”的前表面86a”限定的前部120”、由后波纹片材88”的后表面88a”限定的后部122”、顶部124”、底部126”、第一侧128”和第二侧130”、从底部126”延伸至顶部124”的高度“H”、从第一侧128”延伸至第二侧130”的宽度“W”以及从组件118”的前部120”延伸至后部122”厚度“T”。

前波纹片材84a”包括沿着至少顶部分134”、且如图13-16所示沿着波纹片材84a”的第二侧130”的全部高度“H”的一体成型挡板100”，该一体成型挡板100”为平坦竖直延伸部分144、144a的形式，该平坦竖直延伸部分144、144a沿着与前波纹片材84a”的前表面86a”上的峰102”所对应的平面大致垂直的方向朝自由边缘146、146a延伸，自由边缘146、146a延伸的长度“d”至少稍大于组件118”的厚度“T”的一半。后波纹片材84z”为组件118”的前波纹片材84a”前后旋转180°的形式，使得后波纹片材84z”的平坦竖直延伸部分144、144z的自由边缘146、146z与前波纹片材84a”的平坦竖直延伸部分144a的自由边缘146a重叠长度“x”(见图15)，这保证了平坦竖直延伸部分144的重叠部分150相互之间的良好粘接，从而基本上阻止气体离开或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入组件118”的暴露的第二侧130”。

平坦竖直延伸部分144也可被粘接至在前波纹片材84a”和后波纹片材84z”之间的中间波纹片材54”和可能需要的任何大致平坦间隙性片材132”的暴露的第二侧130”边缘。然而，对于提供根据本发明的有效的横流废水或污泥分布介质组件118”，附加粘接至该中间波纹片材的第二侧边缘并不被认为是必要的。

如图15和16所示的组件118”的完全组装的视图可最佳地看出，当平坦竖直延伸部分144a和144z的重叠部分粘接在一起时，波纹片材54”、84a”和84z”的在组件的第二侧130”的边缘与平坦竖直延伸部分144之间形成了竖直的通道148，且通道148从俯视图来看具有大致三角形的横截面。

如上面结合图12的波纹片材的第三实施例的各种构造的解释所描述地，参考以上描述和解释任何一种构造都可以稍作修改而使用，以制成提供有效障碍物的组件118”，该障碍物用于基本上阻止气体离开或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入组件118”的暴露的第二侧130”，且同时有效地处理该废水或污泥。

本领域技术人员应理解，可对上述实施例做出修改而不脱离其广义发明概念。因此应理解，本发明并不限于所公开的具体实施方案，而旨在覆盖本发明的精神和范围内的修改。

Claims (36)

1.一种废水或污泥处理固定膜横流分布介质片材(84、84’、84”)，其特征在于，所述废水或污泥处理固定膜横流分布介质片材(84、84’、84”)包括波纹片材材料，所述波纹片材材料具有前表面(86、86’、86”)、后表面(88、88’、88”)、顶部(90、90’、90”)、底部(92、92’、92”)、第一侧(94、94’、94”)、第二侧(96、96’、96”)、从所述底部延伸至所述顶部的高度(h、h’、h”)、从所述第一侧延伸至所述第二侧的宽度(w、w’、w”)、存在于所述前表面和所述后表面的波纹(98、98’、98”)，所述波纹(98、98’、98”)在所述前表面具有峰(102、102’、102”)且在所述后表面具有谷(104、104’、104”)，所述波纹以相对于所述片材的所述顶部和所述底部成约10°至约80°的角度倾斜；且所述片材具有从对应于所述前表面上的波纹的峰的平面朝向对应于所述后表面上的波纹的谷的平面延伸的厚度(t、t’、t”)；所述片材还包括沿着至少所述片材的暴露侧(96、96’、96”)的顶部分(110、110’、110”)的一体成型的挡板(100、100’、100”)，所述暴露侧(96、96’、96”)暴露于所述片材的宽度以外的、而非片材的宽度以内的较稠密的废水或污泥，当所述挡板与相似的片材上的相似的挡板或者相邻于所述前表面或所述后表面定位的可选的大致平坦片材(132、132’、132”)连接时，所述挡板足以基本上阻止气体离开所述片材的所述暴露侧或者阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入所述片材的所述暴露侧。

2.如权利要求1所述的分布介质片材(84、84”)，其特征在于，所述挡板(100、100”)沿着所述片材的所述暴露侧延伸了所述片材的高度(h、h”)。

3.如权利要求1所述的分布介质片材(84’)，其特征在于，所述挡板(100’)沿着所述片材的所述暴露侧(96’)延伸了所述片材的高度(h’)的约顶半部(110’)。

4.如权利要求1所述的分布介质片材(84、84’)，其特征在于，所述挡板(100、100’)是大致竖直的波纹(116、116’)。

5.如权利要求2所述的分布介质片材(84)，其特征在于，所述挡板(100)是大致竖直的波纹(116)。

6.如权利要求3所述的分布介质片材(84’)，其特征在于，所述挡板(100’)是大致竖直的波纹(116’)。

7.如权利要求1所述的分布介质片材(84”)，其特征在于，所述挡板(100”)是大致平坦基本竖直的延伸部分(144)，所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144)沿着与对应于所述波纹(98”)的峰(102”)或所述波纹(98”)的谷(104”)的平面基本垂直的方向延伸并延伸至少所述片材的厚度(t”)。

8.如权利要求7所述的分布介质片材(84”)，其特征在于，所述基本竖直的延伸部分(144)沿着所述片材的所述暴露侧(96”)延伸了所述片材的高度(h”)。

9.如权利要求7所述的分布介质片材(84”)，其特征在于，所述基本竖直的延伸部分(144)沿着所述片材的所述暴露侧(96”)延伸了所述片材的高度的约顶半部(110”)。

10.如权利要求7所述的分布介质片材(84”)，其特征在于，所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144)沿着与对应于所述前表面(86”)上的峰(102”)的平面垂直的方向延伸到自由边缘(146)，该自由边缘(146)超出对应于所述后表面(88”)上的谷(104”)的平面。

11.如权利要求10所述的分布介质片材，其特征在于，所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144)的所述自由边缘(146)延伸的距离至少为所述片材的厚度(t”)的两倍。

12.如权利要求10所述的分布介质片材(84”)，其特征在于，所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144)的所述自由边缘(146)延伸的距离至少稍大于包括波纹片材和可选的大致平坦片材材料(132”)的组件(118”)的组合厚度(T”)的一半，所述可选的大致平坦片材材料(132”)布置在相邻的波纹片材(54”)之间且从所述底部延伸至所述波纹片材的高度(h”)的至少约一半(112”)，其中其间具有或不具有可选的大致平坦片材的相邻波纹片材(54”)的波纹(55)沿相反的方向倾斜，且所述组件的波纹片材中的一个作为组件的前波纹片材(84a”)且所述组件的波纹片材中的另一个作为组件的后波纹片材(84z”)，其中所述组件的所述后波纹片材前后旋转180°，使得所述后波纹片材(84z”)的所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144z)的自由边缘(146z)与所述前波纹片材(84a”)的所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144a)的自由边缘(146a)重叠。

13.如权利要求12所述的分布介质片材(84”)，其特征在于，所述前、后波纹片材(84a”、84z”)的所述基本竖直的延伸部分(144a”、144z”)沿着所述波纹片材的所述暴露侧(96”)延伸了所述片材的高度(h”)。

14.如权利要求12所述的分布介质片材(84”)，其特征在于，所述前、后波纹片材(84a”、84z”)的所述基本竖直的延伸部分(144a”、144z”)沿着所述片材的所述暴露侧(96”)延伸了所述片材的高度(h”)的约顶半部(110”)。

15.一种用于支撑用于处理废水或污泥的生物质的组件(118、118’、118”)，其特征在于，所述组件包括多个波纹片材材料(84、84’、84”)，其中相邻的波纹片材之间布置有可选的大致平坦片材材料(132、132’、132”)，所述组件具有由前波纹片材(84a、84a’、84a”)的前表面(86、86’、86”)界定的前部(120、120、120)、由后波纹片材(84z、84z’、84z”)的后表面(88、88’、88”)界定的后部(122、122’、122”)、顶部(124、124’、124”)、底部(126、126’、126”)、第一侧(128、128’、128”)、第二侧(130、130’、130”)、从所述底部延伸至所述顶部的高度(H、H’、H’)以及从所述第一侧延伸至所述第二侧的宽度(W、W’、W”)，所述可选的大致平坦片材延伸所述组件的高度(H、H’、H”)的至少约一半(136、136’、136”)，所述组件的所述波纹片材的波纹(98、98’、98”)存在于所述波纹片材的所述前表面和所述后表面，所述波纹在所述前表面具有峰(102、102’、102”)且在所述后表面具有谷(104、104’、104”)，所述波纹相对于所述波纹片材的所述顶部和所述底部以约10°至约80°的角度倾斜，其中其间具有或不具有可选的大致平坦片材的相邻波纹片材的波纹沿相反的方向倾斜，每个波纹片材具有从对应于所述波纹片材的所述前表面上的波纹的峰的平面朝向对应于所述波纹片材的所述后表面上的波纹的谷的平面延伸的厚度(t、t’、t”)，足够数量的波纹片材中的每个进一步包括一体成型的挡板(100、100’、100”)，所述一体成型的挡板(100、100’、100”)沿着在所述组件的暴露于所述组件外侧的、而非组件以内的较稠密的废水或污泥的一侧(130、130’、130’)上的所述波纹片材的暴露侧(96、96’、96”)的至少顶部分(110、110’、110”)，当所述挡板与波纹片材的相似的暴露侧上的相似的挡板连接时或者与可选的大致平坦片材连接时，所述挡板足以基本上阻止气体离开所述组件的暴露侧或者阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入所述组件的暴露侧(130、130’、130”)。

16.如权利要求15所述的组件(118、118”)，其特征在于，所述挡板(100、100”)沿着所述波纹片材(84、84”)的暴露侧(96、96”)延伸了所述组件的高度(H、H”)。

17.如权利要求16所述的组件(118、118”)，其特征在于，所述可选的大致平坦片材(132、132”)存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度(H、H”)。

18.如权利要求15所述的组件(118、118’、118”)，其特征在于，所述可选的大致平坦片材(132、132’、132”)存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度(H、H’、H”)的约底半部(112、112’、112”)。

19.如权利要求18所述的组件(118’)，其特征在于，所述挡板(100’)沿着所述片材(84’)的暴露侧(96’)延伸了所述组件的高度(H’)的约顶半部(134’)。

20.如权利要求19所述的组件(118’)，其特征在于，所述可选的大致平坦片材(132’)存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度的约底半部(136’)。

21.如权利要求15所述的组件(118、118’)，其特征在于，所述挡板(100、100’)是大致竖直的波纹(116、116’)。

22.如权利要求16所述的组件(118)，其特征在于，所述挡板(100)是大致竖直的波纹(116)。

23.如权利要求17所述的组件(118)，其特征在于，所述挡板(100)是大致竖直的波纹(116)。

24.如权利要求18所述的组件(118、118’)，其特征在于，所述挡板(100、100’)是大致竖直的波纹(116、116’)。

25.如权利要求19所述的组件(118’)，其特征在于，所述挡板(100’)是大致竖直的波纹(116’)。

26.如权利要求20所述的组件(118’)，其特征在于，所述挡板(100’)是大致竖直的波纹(116’)。

27.如权利要求15所述的组件(118’)，其特征在于，所述挡板(100’)是大致平坦基本竖直的延伸部分(144)，所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144)沿着与对应于所述波纹片材(84”)的所述波纹(98”)的峰(102”)或所述波纹片材(84”)的所述波纹(98”)的谷(104”)的平面基本垂直的方向延伸并延伸至少所述波纹片材的厚度(T”)。

28.如权利要求27所述的组件(118’)，其特征在于，所述基本竖直的延伸部分(144)沿着所述片材的所述暴露侧(96”)延伸了所述组件的高度(H”)。

29.如权利要求28所述的组件(118’)，其特征在于，所述可选的大致平坦片材(132”)存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度(H”)。

30.如权利要求27所述的组件(118’)，其特征在于，所述基本竖直的延伸部分(144)沿着所述片材的所述暴露侧(96”)延伸了所述组件的高度(H”)的约顶半部(134”)。

31.如权利要求27所述的组件(118’)，其特征在于，所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144)沿着与对应于所述波纹片材(84”)的所述前表面(86”)上的峰(102”)的平面垂直的方向延伸到自由边缘(146)，该自由边缘(146)超出对应于所述波纹片材(84”)的所述后表面(88”)上的谷(104”)的平面以及当存在有大致平坦片材时任何可选的大致平坦片材(132”)。

32.一种用于支撑用于处理废水或污泥的生物质的组件(118”)，其特征在于，所述组件包括多个波纹片材(84”)材料，其中相邻的波纹片材之间布置有可选的大致平坦片材(132”)材料，所述组件具有由前波纹片材(84a”)的前表面(86”)界定的前部(120”)、由后波纹片材(84z”)的后表面(88”)界定的后部(122”)、顶部(124”)、底部(126”)、第一侧(128”)、第二侧(130”)、从所述底部延伸至所述顶部的高度(H”)以及从所述第一侧延伸至所述第二侧的宽度(W”)，所述组件的所述波纹片材的波纹(98”)存在于所述波纹片材的所述前表面和所述后表面，所述波纹在所述前表面具有峰(102”)且在所述后表面具有谷(104”)，所述波纹相对于所述组件的所述顶部和所述底部以约10°至约80°的角度倾斜，其中其间具有或不具有可选的大致平坦片材的相邻波纹片材的波纹沿相反的方向倾斜，每个波纹片材具有从对应于所述波纹片材的所述前表面上的波纹的峰的平面朝向对应于所述波纹片材的所述后表面上的波纹的谷的平面延伸的厚度(t”)，所述前波纹片材(84a”)进一步包括一体成型的挡板(100”)，该一体成型的挡板(100”)沿着在所述组件的暴露于所述组件外侧的、而非组件以内的较稠密的废水或污泥的一侧(130’)的所述波纹片材的暴露侧(96”)的至少顶部分(110”)，所述挡板为大致平坦基本竖直的延伸部分(144)，所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144)沿着与对应于所述前波纹片材的所述前表面上的峰的平面垂直的方向延伸到自由边缘(146)，该自由边缘(146)延伸至少稍大于组件的厚度(T”)的一半的距离，其中所述后波纹片材(84z”)呈组件的前波纹片材(84a”)前后旋转180°的形式，使得后波纹片材的大致平坦基本竖直的延伸部分(144a)的自由边缘(146a)与前波纹片材的大致平坦基本竖直的延伸部分的自由边缘(146z)重叠，从而基本上阻止气体离开所述组件的暴露侧或阻止正被处理的较稠密的废水或污泥进入所述组件的暴露侧。

33.如权利要求32所述的组件(118”)，其特征在于，所述前、后波纹片材(84a”、84z”)的所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144a、144z)沿着所述组件的暴露侧(130”)延伸了所述组件的高度(H”)。

34.如权利要求33所述的组件(118”)，其特征在于，所述可选的大致平坦片材(132”)存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度(H”)。

35.如权利要求32所述的组件(118”)，其特征在于，所述前、后片材(84a”、84z”)的所述大致平坦基本竖直的延伸部分(144a、144z)沿着所述片材的暴露侧(130”)延伸了所述组件的高度(H”)的约顶半部(134”)。

36.如权利要求35所述的组件(118”)，其特征在于，所述可选的大致平坦片材(132”)存在于所述组件中且延伸了所述组件的高度(H”)的约底半部(136”)。