CN114162962B - 一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床 - Google Patents

Abstract

一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，属填料生物床，包括生物填料、填料架，填料架为多组弹簧钢丝接合构成的镂空状立体网状架体，相邻组弹簧钢丝间留有的空间内放置有生物填料。网状架体，除了有固定填料的基本功能外，其本身也起到填料作用，更有利于挂膜形成有效的生物菌，该生物床还可以直接冲洗或振动，利用弹簧的特性弹掉菌膜，让菌膜快速重生，无须把生物床拖出池外清洗脱膜。选择合适的生物填料，可以形成固定生物床和类流化床，尤其是形成类流化床时，生物填料间又不会碰撞，菌膜不易脱落，同时实现溶解氧控制而生物填料还在流动的功效。

Description

一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床

技术领域

本发明属填料生物床，尤其是指一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，应用于污水处理工艺中。

背景技术

应用于污水处理中的填料生物床，由填料架与填料组成，生物膜填料在生物床中作为微生物的载体， 影响着微生物的生长、 繁殖和脱落，其由填料架固定。例如，中国专利申请201120226932.X公开的“一种浮动式生物床”，包括浮筒、固定缆绳、钢结构框架、生物填料，浮筒固定在钢结构框架顶部，生物床依靠浮筒悬浮于液面，生物填料浸没于液下，生物填料固定于钢结构框架内。这种生物床可以在池外组装，可整体移动，自由吊入、吊出生化池，克服了固定式生物床安装不方便、 检修、 更换困难和悬浮填料的使用局限性。

无论填料生物床是固定式生物床，还是如上述的悬浮、活动式生物床，生物床的填料架无论做成圆形、筒形、方形或其它形状，仅仅都只有一个基本功能，即固定，而且填料架都是钢性结构，填料架对生物膜填料的挂膜、清洗都没有额外的辅助作用，当生物床需要清洗或更换时，通常要把生物床拖出池外进行清洗脱膜。

另外，在一体化装备和污水处理工艺单元中使用的常规悬浮式填料，例如球状形填料，或者海绵方块状、片状形填料，虽然悬浮在池体中，有较好的流动性和接触面，理论上会形成大量菌膜，有较高的去除污染物的效果，但是从实践来看，虽然半悬浮的状态及流动性产生流化床的类似状态，但海绵体、聚丙烯球形体表面和里面都无法形成真正意义的大量膜群体，主要原因是在流动过程中既要保持合理的氧，又要保持气泡流动，这是互为矛盾关系，从而产生了尴尬的结果：如果充氧力气泡推动不够，球形体无法流动，产生不了MBBR流动床的效果，但是降低曝气强度，虽然长成了膜，但大部分堆积成型，形成泥块状，产生堵塞状，又无法达到理论目的，而当加大空气推动，虽然产生了流动床MBBR的效果，但球体与球体的撞击会导致表面膜脱落。因此，污水处理工艺中的悬浮式填料很难同时实现溶解氧控制而填料还在流动，并且难实现填料表面及里面长满生物膜的功能。

发明内容

本发明正是为了克服上述不足，提供一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，主要创新在于填料架为多组弹簧钢丝接合构成的立体网状架体，生物填料嵌合在弹簧钢丝组间的空间内。网状填料架体，除了有固定填料的基本功能外，其本身也起到填料作用，更有利于挂膜形成有效的生物菌，该生物床还可以直接冲洗或振动，利用弹簧的特性弹掉菌膜，让菌膜快速重生，无须把生物床拖出池外清洗脱膜。

具体是这样实施的：一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，包括生物填料、填料架，其特征在于填料架为多组弹簧钢丝接合构成的镂空状立体网状架体，相邻组弹簧钢丝间留有的空间内放置有生物填料。弹簧钢丝构建的填料架，除了有固定填料的基本功能外，网状结构的弹簧钢丝本身也起到填料作用，有利于挂膜形成有效的生物菌。当生物床长时间使用后，任何一个单元生物床都可提升清洗或更换，尤其是因弹簧钢丝的弹性作用，无须把生物床拖出池外清洗脱膜，可以不提升生物床直接开启大功率风机进行底部式高强度冲洗，也可以直接采用高压枪冲洗，或其他振动例如棍铁件协助振动，振动弹簧钢丝网架让老死的膜抖落下来，即利用弹簧的特性弹掉菌膜，让菌膜快速重生，达到更换膜群及清洗堵塞的功能。

进一步地，生物填料固定嵌合在相邻组弹簧钢丝间的空间中，单体生物填料可以接触也可以不接触，单体生物填料在立体网状架体内定位不动，形成固定式生物床。

进一步地，单体生物填料间隔放置在相邻组弹簧钢丝间的空间中，单体生物填料间被弹簧钢丝隔断相互不接触，生物填料与弹簧钢丝间留有间隙，形成类流化床。弹簧钢丝既可以限位生物填料，单体生物填料又可以在原位与弹簧钢丝形成一定的间隙中活动，形成类似流化床的效果，但生物填料与生物填料之间又不会碰撞，菌膜不易脱落，并且可保证液体和生物填料间充分流动接触，即能同时实现溶解氧控制而生物填料还在流动的功效。

进一步地，形成固定式生物床时，与弹簧钢丝网架组合的生物填料，可以采用市售的常规球状形填料，或者海绵方块状、片状形填料，只要能被弹簧钢丝网架限定位移，都可以使用。

进一步地，形成类流化床时，生物填料选择内置纤维丝的球形聚丙烯镂空状填料或内置海绵块球形聚丙烯镂空状填料或内置圆片状球形聚丙烯镂空填料。由于弹簧钢丝网架镂空形成的空间利于球状形固定，也利于球状形与球状形球之间形成“宇宙”形空间状，利于菌膜类微生物生存和发展，球状形与球状形及钢丝网架、球状内置纤维填料等形成互为作用，既实现溶解氧控制而填料还在流动，同时实现填料表面及里面长满生物膜的功能。

进一步地，多组弹簧钢丝接合的立体网状架体为二层以上的立体架体，大小根据需要放置的生物填料量搭建。

进一步地，各组弹簧钢丝的钢丝以圆形或波浪形螺旋，螺距一般根据生物填料的类型匹配性设置，单个圆形或波浪形的直径一般控制在φ50-φ80mm之间，相邻圆形或波浪形的间距一般控制在3-20mm之间，钢丝太密，不利于生物填料上微生物的生长繁殖和脱落，钢丝太宽，相邻两组弹簧钢丝间的空间过大，就无法固定住或隔离开生物填料。

进一步地，为了更好地限位生物填料，各组弹簧钢丝两端宽中间窄。

进一步地，弹簧钢丝可以用不锈钢弹簧钢丝或弹性弹簧钢丝，且弹性弹簧钢丝表面镀锌、喷塑或烤漆，防止老化和腐蚀。

进一步地，各组弹簧钢丝接合的同侧端面，设有用于搭接各组弹簧钢丝的钢丝绳或平面钢丝网。

本发明的生物床，应用于污水处理中，生物床可以根据应用场合做成方形，圆形等适配性形状，可以放置于自然河湖沟渠中，也可以安放于污水处理用工业设备中，根据需要设计放置位置与数量以及放置方式。例如，在一体化设备沟渠内放置该生物床，在水下设置推进器，推进器推动水体形成氧化沟式的回流，可充分实现了相对流动床的效果，另外，将这种生物床应用在好氧和厌氧的一体化装备中形成硝化和反硝化的效果，对难降解的氨氮、总氮可进一步高效去除。该生物床还可适用在接触氧化池和活性污泥池中。

本发明的有益效果是：

1、实现在线清洗，用棍棒类工具对弹簧钢丝网架敲打振动，生物床抖动，利用弹簧网架的弹性，方便剥落生物膜；另外，在清洗时间，还可以利用高压枪等进行冲洗，生物床可以反复使用，利用率高。

2、弹簧钢丝网架既可用于固定生物填料，还可利用弹簧本身网状结构和材膜，辅助形成有效的的生物菌膜。

3、选择合适的生物填料，单体生物填料可以在原位与弹簧钢丝形成一定的间隙中活动，形成类似流化床的效果，生物填料间又不会碰撞，菌膜不易脱落，同时实现溶解氧控制而生物填料还在流动的功效。

4、本发明弹簧钢丝接合构成的镂空状立体网状架体可以采用现成的席梦思床垫用的钢丝弹簧床，其已经广泛产品化，成本较低，任何其他填料架均无法达到模块化的生产，成本较高。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为图1的主视图。

图3为实施例2的结构示意图。

图4为图3的主视图。

图5为应用例1的示意图。

图6为应用例2的示意图。

图7为应用例3的示意图。

图8为应用例4的示意图。

图9为应用例5的示意图。

图10为应用例6的示意图。

图11为图10的剖视图。

具体实施方式

实施例1，见图1，图2，一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，包括生物填料1、填料架2，填料架2为多组弹簧钢丝接合构成的多层（2层以上，具体层数根据需要设计的处理量决定）立体网状架体，弹簧钢丝用不锈钢弹簧钢丝或弹性弹簧钢丝，且弹性弹簧钢丝表面镀锌、喷塑或烤漆；各组弹簧钢丝的钢丝以圆形螺旋，螺距根据生物填料的类型匹配性设置，一般单个圆形的直径控制在φ50-φ80mm之间，相邻圆形的间距控制在3-20mm之间；各组弹簧钢丝两端宽中间窄，各组弹簧钢丝的同侧端面以钢丝绳3或平面钢丝网搭接。单体生物填料1间隔放置在相邻组弹簧钢丝间的空间中，单体生物填料1间被弹簧钢丝隔断相互不接触，生物填料1与弹簧钢丝间留有间隙，形成类流化床。生物填料1可以根据适用场合选择内置纤维丝的球形聚丙烯镂空状填料或内置海绵块球形聚丙烯镂空状填料或内置圆片状球形聚丙烯镂空填料。

实施例2，见图3，图4，一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，包括生物填料1、填料架2，填料架2为多组弹簧钢丝接合构成的多层（2层以上，具体层数根据需要设计的处理量决定）立体网状架体，弹簧钢丝用不锈钢弹簧钢丝或弹性弹簧钢丝，且弹性弹簧钢丝表面镀锌、喷塑或烤漆；各组弹簧钢丝的钢丝以波浪形螺旋，螺距根据生物填料的类型匹配性设置，一般单个波浪形的直径控制在φ50-φ80mm之间，相邻波浪形的间距控制在3-20mm之间；各组弹簧钢丝两端宽中间窄，各组弹簧钢丝的同侧端面以钢丝绳3搭接。单体生物填料1间隔放置在相邻组弹簧钢丝间的空间中，单体生物填料1间被弹簧钢丝隔断相互不接触，生物填料1与弹簧钢丝间留有间隙，形成类流化床。生物填料1可以根据适用场合选择内置纤维丝的球形聚丙烯镂空状填料或内置海绵块球形聚丙烯镂空状填料或内置圆片状球形聚丙烯镂空填料。

实施例3 ，一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，包括生物填料1、填料架2，填料架2为多组弹簧钢丝接合构成的多层（2层以上，具体层数根据需要设计的处理量决定）立体网状架体，弹簧钢丝用不锈钢弹簧钢丝或弹性弹簧钢丝，且弹性弹簧钢丝表面镀锌、喷塑或烤漆；各组弹簧钢丝的钢丝以圆形或波浪螺旋，螺距根据生物填料的类型匹配性设置，一般单个圆形或波浪形的直径控制在φ50-φ80mm之间，相邻圆形或波浪形的间距控制在3-20mm之间；各组弹簧钢丝两端宽中间窄，各组弹簧钢丝的同侧端面以平面钢丝网4或钢丝绳3搭接。生物填料1固定嵌合在相邻组弹簧钢丝间的空间中，单体生物填料接触或不接触，单体生物填料在立体网状架体内定位不动，形成固定式生物床。生物填料可以采用市售的常规球状形填料，或者海绵方块状、片状形填料。

应用例1

参见图5，将实施例1或实施例2或实施例3的生物床做成长方体，放置于AO+氧化沟+底曝的一体化污水处理设备中，各长方体生物床垂直平行均匀排布在氧化沟中。

应用例2

参见图6，将实施例1或实施例2或实施例3的生物床做成长方体，放置于折板流生物床+底曝的污水处理设备中，各长方体生物床水平平行均匀排布在折板流生物床中。

应用例3

参见图7，将实施例1或实施例2或实施例3的生物床做成长方体，放置于矩形箱体的污水处理设备中，各长方体生物床水平平行均匀排布在矩形箱体中。

应用例4

参见图8，将实施例1或实施例2或实施例3的生物床做成圆形，放置于卧式罐体生物床中，各圆形生物床沿罐体长度方向平行均匀排布，相邻生物床间设置曝气装置。

应用例5

参见图9，将实施例1或实施例2或实施例3的生物床做成圆形，放置于圆形箱体的污水处理设备中，各圆形生物床水平平行均匀排布。

应用例6

参见图10，图11，将实施例1或实施例2或实施例3的生物床应用到河道处理中，多组生物床排列固定在浮筒下，通过缆绳放置于河道中，形成河道移动生物床。

Claims (10)

1.一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，包括生物填料、填料架，其特征在于填料架为多组弹簧钢丝接合构成的镂空状立体网状架体，相邻组弹簧钢丝间留有的空间内放置有生物填料。

2.根据权利要求1所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于生物填料固定嵌合在相邻组弹簧钢丝间的空间中，单体生物填料接触或不接触，单体生物填料在立体网状架体内定位不动，形成固定式生物床。

3.根据权利要求1所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于单体生物填料间隔放置在相邻组弹簧钢丝间的空间中，单体生物填料间被弹簧钢丝隔断相互不接触，生物填料与弹簧钢丝间留有间隙，形成类流化床。

4.根据权利要求2所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于形成固定式生物床时，与弹簧钢丝网架组合的生物填料，采用市售的常规球状形填料，或者海绵方块状、片状形填料。

5.根据权利要求3所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于形成类流化床时，生物填料选择内置纤维丝的球形聚丙烯镂空状填料或内置海绵块球形聚丙烯镂空状填料或内置圆片状球形聚丙烯镂空填料。

6.根据权利要求1所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于多组弹簧钢丝接合的立体网状架体为二层以上的立体架体。

7.根据权利要求6所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于各组弹簧钢丝的钢丝以圆形或波浪形螺旋，螺距根据生物填料的类型匹配性设置。

8.根据权利要求7所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于单个圆形或波浪形的直径控制在φ50-φ80mm之间，相邻圆形或波浪形的间距控制在3-20mm之间。

9.根据权利要求1所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于弹簧钢丝用不锈钢弹簧钢丝或弹性弹簧钢丝，且弹性弹簧钢丝表面镀锌、喷塑或烤漆。

10.根据权利要求1所述的一种弹簧钢丝网架组合填料的生物床，其特征在于各组弹簧钢丝接合的同侧端面，设有用于搭接各组弹簧钢丝的钢丝绳或平面钢丝网。

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