CN202785789U - 一种生物膜载体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物膜载体，该生物膜载体包括外管体（1）和翅片，相邻的所述翅片之间的所述外管体（1）向外突出。该生物膜载体：对生物反应池内的水力冲击具有良好的缓冲作用，使载体表面的生物膜不易流失；具有较大的空隙率和良好的通气性能和过水性能，使得载体内部不易堵塞或结团；增大了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；为不同种群的微生物提供不同的附着空间，形成不同的生化反应功能区；结构相对简单，生产成本较低。

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，该生物膜载体包括柱状的外管体和设置在所述外管体之内的翅片，该外管体的高度为H，该翅片的外侧边与所述外管体的内壁相连且该外侧边与所述外管体的中心轴线之间的距离为R，该翅片包括分隔翅片和短翅片，该分隔翅片的长度为R并且内侧边在所述中心轴线处相交，该短翅片长度为r且设置在相邻的分隔翅片之间，其中r＜R，相邻的所述翅片之间的所述外管体向外突出。 

优选地，所述外管体包括沿高度方向相对并相互分离的上管体和下管体，该上管体和下管体半径都为R且间距H₂，所述翅片的外侧边与所述上管体和下管体的内壁相连，相邻的所述翅片之间的所述上管体和下管体向外突出。 

优选地，所述中心轴线位于所述短翅片所在的平面上。 

优选地，相邻的所述翅片之间的所述外管体形成为半径小于R且向外突出的弧面。 

优选地，所述分隔翅片等分所述外管体，每两个所述分隔翅片之间的所述短翅片的数量相等，且所述短翅片等分两个所述分隔翅片之间的外管体。 

优选地，所述分隔翅片总数量为3n，n为整数且2≤n≤10。 

优选地，所述外管体的侧壁和/或所述翅片的表面为波纹状表面或具有突起的表面。 

优选地，所述外管体的侧壁和/或翅片的厚度为0.05mm-3mm。 

优选地，所述上管体和下管体的高度相等均为H₁，所述生物膜载体的高度H=2H₁+H₂。 

优选地，H₁/H为0.1-0.4。 

优选地，H/2R为0.2-4。 

优选地，r/R为0.1-0.9。 

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柱状的外管体和设置在外管体之内的翅片。该生物膜载体：对生物反应池内的水力冲击具有良好的缓冲作用，使载体表面的生物膜不易流失；具有较大的空隙率和良好的通气性能和过水性能，使得载体内部不易堵塞或结团；增大了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；为不同种群的微生物提供不同的附着空间，形成不同的生化反应功能区；结构相对简单，生产成本较低。 

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是本实用新型一种优选实施方式的生物膜载体的侧视图； 

图2是本实用新型一种优选实施方式的生物膜载体的俯视图 

图3是本实用新型另一种优选实施方式的生物膜载体的侧视图； 

图4是本实用新型另一种优选实施方式的生物膜载体的俯视图。 

附图标记说明 

1外管体     11上管体 

12下管体    21分隔翅片 

22短翅片 

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，“内、外”通常是指本实用新型的生物膜载体的管体所围的空间的内部和外部。 

本实用新型提供一种生物膜载体，其中，该生物膜载体包括柱状的外管体1和设置在所述外管体1之内的翅片，该外管体1的高度为H，该翅片的外侧边与所述外管体1的内壁相连且该外侧边与所述外管体1的中心轴线之间的距离为R，该翅片包括分隔翅片21和短翅片22，该分隔翅片21的长度为R并且内侧边在所述中心轴线处相交，该短翅片22长度为r且设置在相邻的分隔翅片21之间，其中r＜R，相邻的所述翅片之间的所述外管体1形成为半径小于R且向外突出的弧面。 

在本实用新型的生物膜载体的柱状的外管体1包围的空间中设置有翅片，该翅片的外侧边与外管体1的内壁相连，并且该外侧边与外管体1的中心轴线之间的距离为R。而该翅片包括分隔翅片21和短翅片22，该分隔翅片21的长度为R，也就是说该分隔翅片21的外侧边与外管体1的内壁连接，分隔翅片21的内测边在外管体1的中心轴线处相互连接。这样，外管体1至少有一部分的内壁位于底面半径为R的圆柱面上。短翅片22的长度为r并且设置在相邻的分隔翅片21之间，而且短翅片22的长度r小于分隔翅片21的长度R，翅片的内侧边优选为如图2和图4所示的相互不相连，这样外管体1之内为一个相互连通的空间。当然，翅片之间也可以相互连接，这样 就会在外管体1之内分隔出小的空间，这样还能为不同种群的微生物提供不同的附着空间，形成不同的生化反应功能区。另外，在相邻的翅片之间，即相邻的短翅片22之间或相邻的分隔翅片21和短翅片22之间，外管体1向外突出，也就是相邻的翅片之间的外管体1形成为向外突出的弧面。 

也就是说，本实用新型的生物膜载体的外管体1优选地形成一个花朵形的柱状管体，而对分隔翅片21和短翅片22的形状并不加以限制，即可以采用平面的形状也可以采用其他形状例如弧面，当翅片为弧形或者其他不规则形状时，短翅片的长度指翅片的内侧边和外侧边之间的直线距离。 

本实用新型的生物膜载体的外管体1围成一个空间，并且该空间通过分隔翅片21间隔成多个相互分隔的小空间。这样的结构具有较大的空隙率，便于流体流过生物膜载体，提高通气性能和过水性能，从而使得载体内部不易堵塞或结团。而且这样的结构对生物反应池内的水的冲击具有良好的缓冲作用，从而保护该生物膜载体使其不易流失。并且，翅片的设置使得生物膜载体的比表面积增大，提高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载。其中，分隔翅片21将外管体1所围的空间分成了若干相互分隔的小空间，因此为不同种群的微生物提供不同的附着空间，形成不同的生化反应功能区。另外，本实用新型的生物膜载体的结构简单，生产成本较低。 

通过上述技术方案，本实用新型的生物膜载体包括柱状的外管体和设置在外管体之内的翅片。该生物膜载体：对生物反应池内的水力冲击具有良好的缓冲作用，使载体表面的生物膜不易流失；具有较大的空隙率和良好的通气性能和过水性能，使得载体内部不易堵塞或结团；增大了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；为不同种群的微生物提供不同的附着空间，形成不同的生化反应功能区；结构相对简单，生产成本较低。 

优选地，所述外管体1包括沿高度方向相对并相互分离的上管体11和下管体12，该上管体11和下管体12半径都为R且间距H2，所述翅片的外侧边与所述上管体11和下管体12的内壁相连，相邻的所述翅片之间的所述上管体11和下管体12向外突出。 

首先需要说明的是，如图3所示，本实用新型的上管体11和下管体12沿高度方向相对，指的是上管体11和下管体12的中心的连线即为上管体11和下管体12的中心轴线，并且上管体11和下管体12的形状一致且相互对应。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4所示，翅片的上部和下部分别于上管体11和下管体12的内壁连接。优选地，翅片的上侧边与所述上管体11的上边缘共面，下侧边与所述下管体12的下边缘共面。翅片在本实用新型的生物膜载体中起到了主要的连接和支撑作用。 

上管体11和下管体12被翅片划分为多个分隔空间，而且上管体11和下管体12之间具有一定间距，也就是说在上管体11和下管体12之间的部分，污水能够从侧面与翅片相接触，这样不仅增大了生物膜载体的比表面积，而且在载体内部划分出来多个相互分离的空间以提供不同的微生物种群的附着空间。 

优选地，所述中心轴线位于所述短翅片22所在的平面上。 

在本优选实施方式中，如图2和图4所示，短翅片为平面形状，短翅片22所在的平面经过外管体1的中心轴线，也就是说翅片的外侧边围绕外管体1的中心轴线设置在半径为R的圆柱面上，这样各个翅片沿该圆柱面的径向方向设置，而且分隔翅片21优选地也为平面形状且长度为R，因此分隔翅片21恰好设置在半径上，而短翅片22的长度小于半径，也就是说短翅片的 内侧边相互分离，相邻分隔翅片21之间的短翅片22能够将该分离翅片21和外管体1所围的空间进一步划分，但仍然保持连通。这样能够适当地将外管体1之内的空间划分为多个不同的生化反应功能区，而又不会影响生物膜载体的通气和过水性能。根据本实用新型的优选实施方式，外管体1包括上管体11和下管体12，如图2和图4所示，翅片的外侧边围绕上管体11和下管体12的中心轴线设置在半径为R的圆柱面上，分隔翅片21恰好设置在半径上，而短翅片22的长度小于半径，相邻分隔翅片21之间的短翅片22能够将该分离翅片21和上管体11和下管体12所围的空间进一步划分，但仍然保持连通。 

优选地，相邻的所述翅片之间的所述外管体1形成为半径小于R且向外突出的弧面。 

根据本实用新型的生物膜载体，翅片之间的外管体1形成为向外突出的弧面，在本优选实施方式中，该弧面为半径小于R且向外突出的弧面，这样可以使得相邻两个翅片与外管体1所围成的空间的形状更加规则，有利于流体通过该空隙。而且，也可以使得外管体1的各个弧面的半径都相等，这样可以使得整个生物膜载体内部的空隙均匀分布，使得流体能够均匀流过该生物膜载体。并且，该弧面的半径的大小还能根据实际需要进行设置和调整，从而便于调整生物膜载体的空隙率，提高生物膜载体的性能。本方案对于本实用新型的外管体1包括上管体11和下管体12的优选实施方式也适用，翅片之间的上管体11和下管体12形成为向外突出的弧面，并且上管体11和下管体12向外突出的弧面的半径可以相同也可以不相同。 

优选地，所述分隔翅片21等分所述外管体1，每两个所述分隔翅片21之间的所述短翅片22的数量相等，且所述短翅片22等分两个所述分隔翅片21之间的外管体1。 

在本优选实施方式中，生物膜载体的分隔翅片21将外管体1等分为多 个相互分隔的空间，这样就为不同种群的微生物提供不同的附着空间，形成不同的生化反应功能区。而且，分隔翅片21将外管体1所围的空间等分，从而使得流体能够均匀地通过生物膜载体。另外，每两个相邻的分隔翅片21之间的短翅片22的数量相等，并且所述短翅片22将相邻两个分隔翅片21之间的外管体1平分。 

需要说明的是，根据不同的实际需要，本实用新型的生物膜载体的分隔翅片21也可以设置为不平分外管体1，而且分隔翅片21之间的短翅片22的数量可以不同，也可以不平分相邻两个分隔翅片21之间的外管体1。也就是说分隔翅片21和短翅片22都可以根据实际需要而相应地设置。 

而且，针对本实用新型的外管体1包括上管体11和下管体12的优选实施方式，分隔翅片21和短翅片22等分上管体11和下管体12. 

优选地，所述分隔翅片总数量为3n，n为整数且2≤n≤10。 

在图1-图4所示的优选实施方式中，所述分隔翅片21为3个，所述短翅片22为6个。以上仅例举了分隔翅片21和短翅片22的优选数量，如图2和图4所示，分隔翅片21为3个并且将外管体1平分成三个部分，每个部分所对应的圆心角为120°，短翅片22共为6个，相邻的两个分隔翅片21之间具有两个短翅片22，该两个短翅片22将相邻两个分隔翅片21之间的外管体1三等分。也就是说，翅片的总数为3n个，其中分隔翅片21的数量为n个，短翅片22的数量为2n个。 

当然，本实用新型的分隔翅片21和短翅片22的数量并不限于此，还可以根据实际应用设置为其他数量。 

优选地，所述外管体1的侧壁和/或所述翅片的表面为波纹状表面或具有突起的表面。 

在本实用新型的生物膜载体中，外管体1的侧壁和/或翅片的表面可以为光滑表面，通过增大比表面积来提高该生物膜载体的挂膜数量。此外，可 以增加生物膜载体的表面的粗糙度，以进一步地有利于挂膜等。通常在外管体1的侧壁和/或翅片的表面上形成能够增加表面粗糙度的结构。优选的，外管体1的侧壁和/或外壁为波纹状表面或具有突起的表面。本实用新型的外管体1的内壁与翅片的外侧边连接，而外管体1的内壁和外壁也可以分别具有不同的表面形式，例如外壁为光滑表面，内壁为波纹状表面或具有突起的表面，反之亦然。 

另外，翅片的表面也可以为波纹状表面，或者具有突起的平面或弧状表面，从而增加载体的表面粗糙度，以进一步地有利于挂膜等。而且该翅片的表面也可以为光滑表面，或者优选为波纹状表面或具有突起的表面。需要说明的是，本实用新型对翅片的形状并不加以限制，因此该翅片可以采用任何适宜的形状，例如可以为平面形状或弧面形状。相应的，该翅片的平面或弧状表面也可以波纹状或具有突起。当然，该翅片的两个面也可以分别具有不同的表面形式。 

需要说明的是，该波纹状的表面指表面形成为波纹状，该波纹可以为锯齿状波纹或圆弧状波纹等，本实用新型对此不加以限制。另外，以上仅仅例举了外管体1和翅片的表面的几种优选实施方式，任何能够增加本实用新型的生物膜载体的表面粗糙度的形式都可以应用到本实用新型中。而且，本实用新型的外管体1和翅片的各个表面也可以部分地形成为上述或者其他表面形式，也就是每个表面上可以具有多种不同的表面形式。另外，对于外管体1包括上管体11和下管体12的情况来说，该上管体11和下管体12的侧壁也具有同样的特性，而且上管体11和下管体12也可以具有不同的表面形式。 

优选地，所述外管体1的侧壁和/或翅片的厚度为0.05mm-3mm。 

由于外管体1和翅片的厚度会影响外管体1所围成的空间的大小，因此本实用新型的生物膜载体的外管体1和翅片的厚度优选为0.05mm-3mm，并且外管体1和翅片的厚度可以相等也可以不等。以上仅例举了外管体1和翅 片厚度的优选实施方式，本实用新型的生物膜载体并不限于此。对于外管体1包括上管体11和下管体12的情况来说，该上管体11和下管体12的壁厚也可以同样地在该数值范围内选择设置。另外，上管体11和下管体12的壁厚也可以根据情况设置为不同，本实用新型对此不加以限制。 

优选地，所述上管体11和下管体12的高度相等均为H₁，所述生物膜载体的高度H=2H₁+H₂。 

上管体11和下管体12的高度优选为相等，而且整个生物膜载体也可以看做一个管体，该管体内部设置有多个分隔翅片和短翅片，管体的中间具有周向环绕的缝隙，水流可以从载体的两端和中间的缝隙的部分流入。 

优选地，H₁/H为0.1-0.4。 

以上仅例举了本实用新型的生物膜载体的优选尺寸，但是本实用新型的生物膜载体并不限于此，而是可以根据实际应用情况相应地调整。

优选地，H/2R为0.2-4。优选地，r/R为0.1-0.9。优选地，所述生物膜载体的比重为0.90-0.99。 

以上仅例举了本实用新型的生物膜载体的优选尺寸，但是本实用新型的生物膜载体并不限于此，而是可以根据实际应用情况相应地调整 

为了使本实用新型的生物膜载体能够悬浮在生物反应池中，该生物膜载体的比重优选为0.90-0.99。更优选地，该生物膜载体采用有机高分子材料，例如聚乙烯或聚丙烯等。 

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，该生物膜载体包括柱状的外管体（1）和设置在所述外管体（1）之内的翅片，该外管体（1）的高度为H，该翅片的外侧边与所述外管体（1）的内壁相连且该外侧边与所述外管体（1）的中心轴线之间的距离为R，该翅片包括分隔翅片（21）和短翅片（22），该分隔翅片（21）的长度为R并且内侧边在所述中心轴线处相交，该短翅片（22）长度为r且设置在相邻的分隔翅片（21）之间，其中r＜R，相邻的所述翅片之间的所述外管体（1）向外突出。

2.根据权利要求1所述的生物膜载体，其特征在于，所述外管体（1）包括沿高度方向相对并相互分离的上管体（11）和下管体（12），该上管体（11）和下管体（12）半径都为R且间距H₂，所述翅片的外侧边与所述上管体（11）和下管体（12）的内壁相连，相邻的所述翅片之间的所述上管体（11）和下管体（12）向外突出。

3.根据权利要求1或2所述的生物膜载体，其特征在于，所述中心轴线位于所述短翅片（22）所在的平面上。

4.根据权利要求1或2所述的生物膜载体，其特征在于，相邻的所述翅片之间的所述外管体（1）形成为半径小于R且向外突出的弧面。

5.根据权利要求1或2所述的生物膜载体，其特征在于，所述分隔翅片（21）等分所述外管体（1），每两个所述分隔翅片（21）之间的所述短翅片（22）的数量相等，且所述短翅片（22）等分两个所述分隔翅片（21）之间的外管体（1）。 

6.根据权利要求5所述的生物膜载体，其特征在于，所述分隔翅片总数量为3n，n为整数且2≤n≤10。

7.根据权利要求1或2所述的生物膜载体，其特征在于，所述外管体（1）的侧壁和/或所述翅片的表面为波纹状表面或具有突起的表面。

8.根据权利要求1所述的生物膜载体，其特征在于，所述外管体（1）的侧壁和/或翅片的厚度为0.05mm-3mm。

9.根据权利要求2所述的生物膜载体，其特征在于，所述上管体（11）和下管体（12）的高度相等均为H₁，所述生物膜载体的高度H=2H₁+H₂。

10.根据权利要求9所述的生物膜载体，其特征在于，H₁/H为0.1-0.4。

11.根据权利要求1所述的生物膜载体，其特征在于，H/2R为0.2-4。

12.根据权利要求1所述的生物膜载体，其特征在于，r/R为0.1-0.9。

13.根据权利要求1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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