CN110655182B - 一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料，其整体形状为刺猬球型，包括球形壳体及壳体外表面的锥形刺结构，该球形壳体为由经线方向均匀分布的若干根经向圆棱线和纬线方向均匀分布的若干根纬向圆棱线交织组成的中空网格状结构，若干根经向圆棱线平分整个球形壳体，若干根纬向圆棱线平分球形壳体坐标轴线，锥形刺结构由若干个圆锥形刺构成，每根经向圆棱线和每根纬向圆棱线的交汇处均设有垂直于球形壳体球面的圆锥形刺。本发明能够利用较低的能耗，实现良好流化，摇床或发酵罐培养时填料能够提供更多的剪切力及真菌菌丝的生长增殖空间，利于真菌在网外锥形刺间附着生长。
Description
技术领域：
本发明属于环保行业污水处理使用的填料技术领域，具体涉及一种辅助菌丝球形成的填料。
背景技术：
菌丝球是在一定培养条件下形成的一种微生物聚集体，具有代谢能力强、吸附污染物量大等特点，同时还具有生物活性高、沉降速度较快、易于固液分离等特性。近年来已成为国内外生物工程、环境保护等领域的研究热点。
菌丝球是丝状真菌的一种特殊发酵形态，即在氧气和营养充足、培养介质黏度较低、剪切水力强度适当的条件下，萌发的丝状真菌孢子形成菌丝体，其彼此缠绕，形成表面致密、内部疏松的类球状菌丝聚集体。菌丝球因具有多孔、表面积大、网状空隙多的结构特点而利于传质、传氧，是一种既有生物活性又有吸附和载体特性的新型微生物材料。菌丝球同样具备较良好沉降性能、内部形态和结构特征致密、安全无毒等优点，也具有较强的抗冲击负荷能力。同时，菌丝球具有优越的适应性，能够有效地应对复杂多变的废水环境，因此，菌丝球是典型的环境友好型生物材料。然而，在工业化应用中，菌丝球作为水处理中的生物载体，菌丝球的结构稳定性关系到载体的使用寿命、处理效果和经济效益。处理实际废水时，结构稳定性较差；形成时间较长；由于溶液密度不同造成菌球悬浮从而固液分离效果不佳等问题是菌丝球在载体应用中相对于其他类型载体比较欠缺的方面，影响了它的实际应用价值。在工业化应用中，菌丝球的快速培养及稳定运行仍是制约该材料应用的主要瓶颈。目前，菌丝球的成球还处于不加填料的摇床震荡培养及发酵罐培养的方式，促进菌丝球形成的辅助材料还未见报道及应用。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料。
本发明型提供的技术方案如下：一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料，其特征在于其整体形状为刺猬球型，包括球形壳体及壳体外表面的锥形刺结构，该球形壳体为由经线方向均匀分布的若干根经向圆棱线和纬线方向均匀分布的若干根纬向圆棱线交织组成的中空网格状结构，若干根经向圆棱线平分整个球形壳体，若干根纬向圆棱线平分球形壳体坐标轴线，锥形刺结构由若干个圆锥形刺构成，每根经向圆棱线和每根纬向圆棱线的交汇处均设有圆锥形刺，圆锥形刺垂直于球形壳体球面。
进一步地，所述的球形壳体的直径为5 mm，经向圆棱线和纬向圆棱线的直径均为0.2 mm；圆锥形刺的高度为3 mm，圆锥形刺的底面直径为0.2 mm。
进一步地，所述的经向圆棱线为18根，纬向圆棱线为9根。
进一步地，其材质为高密度聚乙烯，密度为0.941～0.960 g/cm3。
本发明型的有益效果是：
本发明外观为HDPE自然色，其密度为0.941～0.960 g/cm3，能够利用较低的能耗，实现良好流化；中空网格状的球形壳体及在球体外壳的两条圆棱线的交汇处上设置锥形刺，整体为刺猬球形；应用于摇床培养或是发酵罐培养中，提供更多的剪切力和菌丝增殖空间，有益于真菌菌丝体在其表面缠绕及附着生长；因而能够加速菌丝球的形成，且该填料结构的比表面积大，真菌菌丝附着于其表面形成的中空菌丝球体具有较好的稳定性，结构均一致密，不易松散，相比于普通的实心菌丝球，更有助于氧气的传输和扩散，能有效用于污水处理及生物发酵领域。本发明具有良好的压缩回弹率，其压缩回弹率高达94％～99％，受到挤压后能迅速回弹，因此不会变形、破损，使用寿命长，可回收后重复使用。其具有：
1) 摇床震荡或发酵罐培养时，锥形刺结构易于增加剪切力，能够有益于真菌菌丝体在其表面缠绕，填料提供更多的菌丝增殖空间，利于真菌菌丝在网外附着生长；
2)本发明中填料球壳外径为5～10 mm（优选5 mm），生物填料的有效比表面积大，使其综合性能能够得到更大程度的提升；
3)本发明中所涉填料具有良好的压缩回弹率，其压缩回弹率高达94％～99％，受到挤压后能迅速回弹，不会变形、破损，可降低对池体及设备之间的磨损，延长整个系统的寿命；
4)本发明所涉填料进行了改进，材质为HDPE材料，密度为0.941～0.960 g/cm3，与填料形成复合菌丝球后密度约为1.004～1.05 g/cm3，与水接近，在水中呈悬浮状态，因此能够利用较低的能耗，实现良好流化；
5) 本发明所形成的复合菌丝球的结构稳定性好，污水处理领域应用时更利于菌丝球与水的分离。
附图说明：
图1为本发明型的结构示意图；
图2为本发明型的球形壳体的结构示意图；
图3为本发明型的圆锥形刺与球形壳体连接处的结构示意图。
具体实施方式：下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：
如图1-图3所示，一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料，材质为HDPE材质，密度为0.941～0.960 g/cm3。整体形状为刺猬球型，其包括球形壳体1及壳体外表面的锥形刺结构2，该球形壳体直径为5～10 mm(优选5 mm)，该球形壳体1为由经线方向均匀分布的18根经向圆棱线1-1和纬线方向均匀分布的9根纬向圆棱线1-2交织组成的中空网格状结构，18根经向圆棱线1-1平分整个球形壳体，9根纬向圆棱线1-2平分球形壳体坐标轴线，经向圆棱线1-1和纬向圆棱线1-2的直径均为0.2 mm；锥形刺结构2由若干个圆锥形刺2-1构成，每根经向圆棱线1-1和每根纬向圆棱线1-2的交汇处均设有圆锥形刺2-1，圆锥形刺2-1垂直于球形壳体球面，圆锥形刺2-1的高度为3 mm，底面直径为0.2 mm。
本实施填料的制备方法为：采用整体注塑成型方式制得，生产后参照《碳化纤维编织填料》JB/T6371-2008中的试验方法抽样进行压缩回弹率试验。
具体实验步骤如下：采用精度达0.01KN的试验机，取10个填料为一组试样。匀速施加初载至0.5 MPa，在10s内匀速加载至2.5 MPa，维持60s后记录终载下的变形量，随即卸载至初载，维持60s后记录变形量。
依照上述试验步骤抽样三次进行压缩回弹率测试，测试结果如下：
试样一组：平均回弹率96.6％；
试样二组：平均回弹率98.3％；
试样三组：平均回弹率97.7％。
三组平均回弹率为97.5％，因此本载体填料的压缩回弹率很高，不易变形、破损，可重复使用且使用寿命长。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分都属于现有技术。以上的实施例仅仅是对发明的优选实施方式进行描述，其它优选实施方式在此不一一累述，且并非对本发明的范围进行限定。
Claims (3)
1.一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料，其特征在于其整体形状为刺猬球型，包括球形壳体（1）及壳体外表面的锥形刺结构（2），该球形壳体（1）为由经线方向均匀分布的若干根经向圆棱线（1-1）和纬线方向均匀分布的若干根纬向圆棱线（1-2）交织组成的中空网格状结构，若干根经向圆棱线（1-1）平分整个球形壳体，若干根纬向圆棱线（1-2）平分球形壳体坐标轴线，锥形刺结构（2）由若干个圆锥形刺（2-1）构成，每根经向圆棱线（1-1）和每根纬向圆棱线（1-2）的交汇处均设有圆锥形刺（2-1），圆锥形刺（2-1）垂直于球形壳体球面；所述的球形壳体的直径为5 mm，经向圆棱线（1-1）和纬向圆棱线（1-2）的直径均为0.2 mm；圆锥形刺（2-1）的高度为3 mm，圆锥形刺（2-1）的底面直径为0.2 mm。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料，其特征在于所述的经向圆棱线（1-1）为18根，纬向圆棱线（1-2）为9根。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理用辅助菌丝球形成的填料，其特征在于其材质为高密度聚乙烯（HDPE），密度为0.941～0.960 g/cm3。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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