CN202246217U - 一种生物膜载体 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种生物膜载体，其中，该生物膜载体包括顶端切除部分球冠的半球面(1)，该半球面(1)的高度为H，球面半径为R，在所述半球面(1)的内壁上沿径向方向设置有多个长度小于所述半球面(1)的半径的翅片，所述翅片与所述半球面(1)的内壁连接的外侧边形成为与该内壁相适应的弧形。通过上述技术方案，本实用新型的生物膜载体的外壁为顶端切除的半球面，球体之内设置有多个翅片。通过上述结构，使该生物膜载体具有理想的空隙率、通气性能和过水性能，并且增加了该生物膜载体的比表面积，加大了单位体积载体的微生物负载量，提高了生物反应池的容积负荷。

Description

一种生物膜载体
技术领域
本实用新型涉及一种生物膜载体，具体地，涉及一种用于废水处理的生物膜载体。
背景技术
生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，是介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术，即在生物接触氧化池内装填一定数量的生物膜载体，利用生长在载体上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的污染物氧化分解，达到废水净化目的。生物接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的优点，该工艺具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点，自出现以来得到了越来越多研究者的重视，目前已经被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
生物膜载体作为微生物赖以栖息的场所，是生物接触氧化法的核心部分，其性能优劣直接决定着工艺的处理效果和投资效益。通常，生物接触氧化法使用的悬浮载体密度接近于水，使用时直接放置与生物接触氧化池中，微生物在载体表面生长，形成一层复杂的生物膜，在曝气时载体固定或者悬浮于水中，使膜、液、气三相充分接触，从而使得污染物质快速降解。
生物接触氧化法的生物膜载体形状一般为环状或立体球形等，形状规则，空隙率大，比表面积从几百到几千不等。载体多采用聚烯烃类(如聚乙烯、聚丙烯)及其改性材料、聚氯乙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫等塑料制成。目前，生物载体主要有固定式载体、悬挂式载体(软性、半软性、组合式载体)、悬浮载体及新型生物载体等。但是，在实际应用中，这些载体在挂膜速度、挂膜量及膜与载体的紧密度方面存在不足。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种生物膜载体，该生物膜载体具有较大的比表面积和良好的挂膜性能。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种生物膜载体，其中，该生物膜载体包括顶端切除部分球冠的半球面，该半球面的高度为H，球面半径为R，在所述半球面的内壁上沿径向方向设置有多个长度小于所述半球面的半径的翅片，所述翅片与所述半球面的内壁连接的外侧边形成为与该内壁相适应的弧形。
优选地，所述翅片包括交替均匀分布的长翅片和短翅片。
优选地，所述翅片为4-16个。
优选地，所述长翅片的内侧边沿所述半球面的高度方向延伸，所有所述长翅片的内侧边距离所述半球面的中心轴线的距离均为R1。
优选地，所述短翅片的内侧边沿所述半球面的高度方向延伸，所有所述短翅片的内侧边距离所述半球面的中心轴线的距离均为R2。
优选地，所述翅片延伸到所述半球面的外侧形成外翅片，所有所述外翅片的外侧边距离所述半球面的中心轴线的距离均为R3。
优选地，所述翅片的表面为光滑或者具有突起。
优选地，所述外翅片的表面为光滑或者具有突起。
优选地，所述半球面和所述翅片的厚度为0.05mm-5mm，所述半球面的高度半径比H/R为0.2-0.9。
优选地，R1/R为0.1-0.4。
优选地，R2/R为0.3-0.9。
优选地，R3/R为1.01-1.25。
优选地，所述生物膜载体的比重为0.90-0.99。
通过上述技术方案，本实用新型的生物膜载体包括顶端切除的半球面，半球面之内设置有多个翅片。通过上述结构，使该生物膜载体具有理想的空隙率、通气性能和过水性能，并且增加了该生物膜载体的比表面积，加大了单位体积载体的微生物负载量，提高了生物反应池的容积负荷。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的生物膜载体的侧视图；
图2是本实用新型的生物膜载体的俯视图。
附图标记说明
1半球面   21长翅片
22短翅片  23外翅片
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指示说明书附图中所示的方向。
本实用新型提供一种生物膜载体，其中，该生物膜载体包括顶端切除部分球冠的半球面1，该半球面1的高度为H，球面半径为R，在所述半球面1的内壁上沿径向方向设置有多个长度小于所述半球面1的半径的翅片，所述翅片与所述半球面1的内壁连接的外侧边形成为与该内壁相适应的弧形。
首先需要说明的是，本实用新型提供的生物膜载体的外形为将半球面切除部分球冠的的剩余部分，为了便于描述，本文中将该切除了部分球冠的半球面仍然称为半球面1，并不同于普通意义上所认为的球体的一半。而且该半球面并不是实心的，而是中空的半球面，在该半球面中设置有多个翅片等结构。这样，本实用新型的生物膜载体具有理想的空隙率，流体能够较为顺畅地通过该生物膜载体，而且还能增大载体的比表面积，加大微生物的负载量，并提高生化反应的速率。
如图1所示，该半球面1的高度H指该半球面1的相互平行的平面之间的距离为H，球面半径R指该半球面1所在的球面的半径为R。其中，在半球面1的内壁上沿径向方向设置有多个翅片，该翅片的外侧边与该半球面1的内壁相连并形成为与该内壁相适应地弧形，翅片的长度指翅片沿径向方向上的长度，由于半球面1在高度方向上的截面圆的半径逐渐变化，因此翅片在半球面1的高度方向上的各个截面圆上的长度也逐渐变化，但是总得来说，翅片在每个截面圆上的长度都小于该截面圆的半径。另外，本实用新型对翅片的高度并不加以限制，通常翅片的高度应当小于或等于半球面1的高度，如图1所示，翅片的上侧边优选地与半球面1的上边缘共面，也就是半球面1的半径为R的截面圆。而翅片可以具有下侧边也可以不具有下侧边，例如当翅片的长度随着高度逐渐减小为0时即不存在下侧边。
通过上述技术方案，本实用新型的生物膜载体的外壁为顶端切除的半球面1，半球面1之内设置有多个翅片。通过上述结构，使该生物膜载体具有理想的空隙率、通气性能和过水性能，并且增加了该生物膜载体的比表面积，加大了单位体积载体的微生物负载量，提高了生物反应池的容积负荷。
优选地，所述翅片包括交替均匀分布的长翅片21和短翅片22。
本实用新型的翅片优选为长短翅片均匀地交替分布，也就是长翅片21和短翅片22相互交替地均匀连接在半球面1的内壁上，或者有规律地交替，例如一组长翅片21和一组短翅片22相互交替分布，每组长翅片21和/或每组短翅片22的数量可以根据实际需要相应地选择。
通过这样交替设置的长翅片21和短翅片22可以增大本实用新型的生物膜载体的比表面积，增大生物膜的表面积，从而提高污染物的降解速率。
优选地，所述翅片为4-16个。上述长翅片21和短翅片22的总数优选为4-16，但是本实用新型长翅片21和短翅片22的数量并不加以限制，可以根据半球面1的大小和厚度等因素相应地选择。
优选地，所述长翅片21的内侧边沿所述半球面1的高度方向延伸，所有所述长翅片21的内侧边距离半球面1的中心轴线的距离均为R1。
在此优选实施方式中，所有长翅片21的长度都相等，并且长翅片21的内侧边距离半球面1的中心轴线的距离为R1。这样的结构使得本实用新型的生物膜载体的半球面1的内部空间较为均匀的有规律分布，使得穿过该半球面1流动的水流的分布较为均匀，从而使得半球面1内部的生物膜所承受的水流冲击较为均匀。
优选地，所述短翅片22的内侧边沿所述半球面1的高度方向延伸，所有所述短翅片22的内侧边距离半球面1的中心轴线的距离均为R2。
在此优选实施方式中，所有短翅片22的长度都相等，并且短翅片22的内侧边距离半球面1的中心轴线的距离为R2。这样的结构使得本实用新型的生物膜载体的半球面1的内部空间较为均匀的有规律分布，使得穿过该半球面1流动的水流的分布较为均匀，从而使得半球面1内部的生物膜所承受的水流冲击较为均匀。
优选地，所述翅片延伸到所述半球面1的外侧形成外翅片23，所有所述外翅片23的外侧边距离半球面1的中心轴线的距离均为R3。
另外，在半球面1的外壁与内壁上连接的各个翅片相对应的位置上，分别形成有多个外翅片23，该外翅片23与相对应的半球面1内部的长短翅片可以形成为整体，该整体穿过所述半球面1的壁从而在内外两侧分别形成翅片，也可以分别在半球面1的内壁和外壁上相对应的形成。所有外翅片23的外侧边距离半球面1的中心轴线的距离均为R3。通过设置该外翅片23结构，使得生物膜载体的比表面积大大增加，而且在半球面1的外壁上有规律地形成有长度相同的外翅片23，使得半球面1的外壁附近的水流均匀。
需要说明的是，本实用新型例举了外翅片23与半球面1内部的长短翅片相对应的实施方式，但是在实际应用中，根据实际的需要，该外翅片23也可以不与半球面1内部的长短翅片相对应。
优选地，所述翅片的表面为光滑或者具有突起。优选地，所述外翅片23的表面为光滑或者具有突起。
在本实用新型中的所有翅片，包括长翅片21、短翅片22和外翅片23的表面可以为光滑或者具有突起。另外半球面1的内壁和外壁也可以为光混或者具有突起。而且，突起也可以采用多种形式，例如锯齿形突起、圆弧形突起或者波纹形突起等。此外，长翅片21、短翅片22和外翅片23可以具有不同的表面特征，在如图2所示的优选实施方式中，外翅片23采用光滑的表面，长翅片21和短翅片22均采用具有突起的表面，而且突起优选为锯齿形突起，半球面1的内壁和外壁也均采用光滑表面。
这样的表面形式可以根据需要适当地增大生物膜载体的比表面积。而且对于水流的冲击力也能起到很好的缓冲作用，从而使得生物膜载体表面的生物膜不易流失。
优选地，所述半球面1和所述翅片的厚度为0.05mm-5mm，所述半球面1的高度半径比H/R为0.2-0.9。优选地，R1/R为0.1-0.4。优选地，R2/R为0.3-0.9。优选地，R3/R为1.01-1.25。
以上例举了本实用新型的生物膜载体的优选实施方式的尺寸参数，优选地在上述范围内选择生物膜载体的制造尺寸，能够获得较好的污水处理效果。但是本实用新型并不限于此，可以根据实际需要而制造。
优选地，所述生物膜载体的比重为0.90-0.99。由于本实用新型的生物膜载体通常需要悬浮在水中，因此选择比重略小于水的材料来制造，从而使得该生物膜载体能够较好地悬浮在污水中。通常，本实用新型的生物膜载体选择有机高分子材料，一般采用聚乙烯或聚丙烯等材料。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (13)

1.一种生物膜载体，其特征在于，该生物膜载体包括顶端切除部分球冠的半球面(1)，该半球面(1)的高度为H，球面半径为R，在所述半球面(1)的内壁上沿径向方向设置有多个长度小于所述半球面(1)的半径的翅片，所述翅片与所述半球面(1)的内壁连接的外侧边形成为与该内壁相适应的弧形。
2.根据权利要求1所述的生物膜载体，其特征在于，所述翅片包括交替均匀分布的长翅片(21)和短翅片(22)。
3.根据权利要求2所述的生物膜载体，其特征在于，所述翅片为4-16个。
4.根据权利要求2所述的生物膜载体，其特征在于，所述长翅片(21)的内侧边沿所述半球面(1)的高度方向延伸，所有所述长翅片(21)的内侧边距离所述半球面(1)的中心轴线的距离均为R1。
5.根据权利要求2所述的生物膜载体，其特征在于，所述短翅片(22)的内侧边沿所述半球面(1)的高度方向延伸，所有所述短翅片(22)的内侧边距离所述半球面(1)的中心轴线的距离均为R2。
6.根据权利要求1或2所述的生物膜载体，其特征在于，所述翅片延伸到所述半球面(1)的外侧形成外翅片(23)，所有所述外翅片(23)的外侧边距离所述半球面(1)的中心轴线的距离均为R3。
7.根据权利要求2、4或5所述的生物膜载体，其特征在于，所述翅片的表面为光滑或者具有突起。
8.根据权利要求6所述的生物膜载体，其特征在于，所述外翅片(23)的表面为光滑或者具有突起。
9.根据权利要求1或2所述的生物膜载体，其特征在于，所述半球面(1)和所述翅片的厚度为0.05mm-5mm，所述半球面(1)的高度半径比H/R为0.2-0.9。
10.根据权利要求4所述的生物膜载体，其特征在于，R1/R为0.1-0.4。
11.根据权利要求5所述的生物膜载体，其特征在于，R2/R为0.3-0.9。
12.根据权利要求6所述的生物膜载体，其特征在于，R3/R为1.01-1.25。
13.根据权利要求1或2所述的生物膜载体，其特征在于，所述生物膜载体的比重为0.90-0.99。
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