CN203222512U - 一种用于去除氨氮的组合生物填料 - Google Patents

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梅荣武
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李欲如
沈浙萍
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王付超
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仝武刚
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Abstract

本实用新型公开了一种用于去除氨氮的组合生物填料，包括空心塑料球，所述空心塑料球具有网状结构的壳体，壳体内部填充有多孔聚氨酯载体和沸石，其中所述沸石填充于壳体的下部，多孔聚氨酯载体填充于壳体的上部。本实用新型是通过将多孔聚氨酯载体和沸石组合起来，提高填料中的微生物附着量，延长自养微生物的停留时间，从而实现对氨氮的高效降解。

Description

一种用于去除氨氮的组合生物填料
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种用于去除氨氮的组合生物填料，
背景技术
生物填料的种类及分类方法繁多，较常见的按填料安装方法分类，生物填料大致可分为固定式、悬挂式、分散型和新型生物填料几种类型。
固定式填料主要有蜂窝状和波纹板状等硬性填料。早在七十年代初，网状蜂窝填料就得到了开发和生产，这种填料的特点是空隙率大，其比表面积为200m2/m3左右，污水在填料中三维流动，充填材料质轻，韧性强，长期使用不会变质，而且网状蜂窝填料相互交融，具有长久的稳定性。但硬性蜂窝填料的最大缺点是易堵塞、水在波纹通道内流动不均，不利于生物膜更新等缺陷，同时其造价较高。
悬挂填料产生于20世纪70年代末80年代初，应用比较广泛，使用寿命长，价格适中，非常具有市场竞争力，一般分为软性填料、半软性填料、组合填料和弹性填料等几类。软性纤维填料挂膜容易，不堵塞，但容易缠结、结块、断丝，中心绳易断，影响使用寿命，特别是废水化学需氧量高时，缠结在一起的纤维中心很容易产生厌氧，从而大大缩短使用时间。
继而出现变性聚乙烯塑料制成的半软性填料，弥补了硬性填料的易堵和软性填料的缠结和断丝两方面不足；其不足在于比表面积相对较小，表面光滑，微生物附着性能相对较差。此后，组合填料相继得到开发，它既利用了软性纤维填料中醛化维纶纤维具有耐酸碱、耐老化、耐生物降解的化学性能和比表面积大、重量轻、生物膜附着性能好等物理特征，又发挥了半软性填料的不结团、气水再分布能力强、氧传质效率高的优点。
分散型填料包括堆积式和悬浮式填料，如拉西环、鲍尔环、空心球和悬浮粒子等。悬浮型生物填料是一种典型的分散型填料，它由纤维丝球体、网络状外壳和通心多孔柱体三部分组成。纤维丝球体是微生物主要附着场所，网络状外壳起固定填料形状的作用，通心多孔柱体为球体内部微生物与周围环境交流提供通道。该悬浮式填料不需固定，不用安装，具有大的比表面积，容易脱膜，不断运动中能够得到连续不断的冲洗，不易堵塞。但其比表面积小、挂膜效果差，容易受到进水波动的冲击。
目前出现的新型填料主要包括聚氨酯块状填料和磁性生物填料。聚氨酯块状填料比表面积大，但容易磨损并结块，废水处理效果受影响；磁性生物填料具有亲水性、易于挂膜的特点，但也存在价格较高，比表面积有限的缺点。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于去除氨氮的组合生物填料，该填料是通过将多孔聚氨酯载体和沸石组合起来，提高填料中的微生物附着量，延长自养微生物的停留时间，从而实现对氨氮的高效降解。
一种用于去除氨氮的组合生物填料，包括空心塑料球，所述空心塑料球具有网状结构的壳体，壳体内部填充有多孔聚氨酯载体和沸石，其中所述沸石填充于壳体的下部，多孔聚氨酯载体填充于壳体的上部。
作为优选，所述的壳体为经纬交错的网状结构。该网状结构的空隙为5～8mm。
更优选，所述的壳体由两个半球焊接而成，直径为100-120mm。
所述空心塑料球的材质为聚烯烃，选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚异戊二烯或聚苯乙烯。
作为优选，所述的多孔聚氨酯载体为六边形块状，边长为20-30mm。
更优选，所述的多孔聚氨酯载体内部开设有8～10mm圆柱形通孔。
所述多孔聚氨酯载体具有亲水性，用孔隙率高、比表面积大，均匀地分布在空心塑料球内，有利于微生物的附着生长。
作为优选，所述沸石的粒径为20-30mm。
更优选，所述沸石的填充高度为空心塑料球高度的1/3～1/2。
本实用新型的填料整体为网状结构，表面为网状结构的壳体，内部具有3～5mm的网状空隙。
所述沸石同时作为载体和配重物，增加了整个填料的微生物附着量，并确保填料在废水中呈流化状态，改善了气液传质效率和布水布气效果；沸石在曝气状态下可随填料翻滚，易于老化生物膜的脱落，不需进行反冲洗。
本实用新型的组合生物填料应用于生物膜法废水处理工艺，生物膜法为接触氧化、BAF或ABFT。本实用新型组合生物填料挂膜后的比重为1.2-1.3，在好氧曝气状态下呈流化状态。
与现有的组合填料相比，本实用新型的有益效果：
（1）本填料结构简单、制作方法成熟，比表面积大、使用寿命长、价格适中，尤其通过将沸石和聚氨酯填料组合后能提高对废水中氨氮的去除效果。
（2）本发明使用的空心塑料球耐腐耐磨性能好，并确保多孔聚氨酯载体不会相互摩擦和变形；多孔聚氨酯载体孔隙率高、比表面积大，均匀地分布在空心塑料球内，有利于微生物的附着生长；沸石同时作为载体和配重物，增加了整个填料的微生物附着量，并确保填料在废水中呈流化状态，改善了气液传质效率和布水布气效果。
（3）本填料适用于中低浓度氨氮废水的处理，氨氮最高可达到500mg/L，尤其适合氨氮的达标改造处理，具有投资省、运行费用低、启动快的优点，推广应用价值高。
附图说明
图1是本实用新型的组合生物填料结构示意图。
图2是空心塑料球的结构示意图。
图3是空心塑料球半球的结构示意图。
图4是多孔聚氨酯载体的横向截面图。
图5是多孔聚氨酯载体的纵向截面图。
图中所述附图标记如下：
1-空心塑料球、2-多孔聚氨酯载体、3-沸石。
具体实施方式
如图1所示，一种组合生物填料，包括空心塑料球1、多孔聚氨酯载体2和沸石3；空心塑料球1的结构如图2和图3所示，包括一个网状结构的壳体，壳体表面为经络状的网状结构，该网状结构的空隙为5～8mm，由两个半球焊接而成，直径为100-120mm，材质为聚烯烃，选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚异戊二烯或聚苯乙烯。
多孔聚氨酯载体2和沸石3均匀地填充在空心塑料球1的壳体内，沸石3位于壳体的下部，多孔聚氨酯载体2位于壳体的上部。
多孔聚氨酯载体2的结构如图4和图5所示，具有亲水性，为六边形块状，边长为20-30mm，厚度为15～20mm，内部有8～10mm圆柱形通孔。
沸石3同时作为微生物载体和配重物，粒径为20-30mm，沸石3在壳体中的填充高度为空心塑料球1的高度的1/3～1/2，在曝气状态下可随填料翻滚，易于老化生物膜的脱落，不需进行反冲洗。
本实施方式的组合填料整体为网状结构，填料表面为空隙为5～8mm的网状结构壳体，壳体内部具有3-5mm的网状空隙。
实施例1
高效去除氨氮的组合生物填料采用直径为100mm的空心塑料球，空心塑料球为两个半球，作为填料骨架；将多孔聚氨酯载体切割成边长为20mm的六边形，并在六边形中部开直径为10mm的圆柱形通孔；将粒径为20mm的沸石放入空心塑料球的半球，以半球的二分之一高度为宜，再将多孔聚氨酯载体均匀放入另一半球，焊接。
实施例2
高效去除氨氮的组合生物填料采用直径为120mm的空心塑料球，空心塑料球为两个半球，作为填料骨架；将多孔聚氨酯载体切割成边长为30mm的六边形，并在六边形中部开直径为10mm的圆柱形通孔；将粒径为30mm的沸石放入空心塑料球的半球，以半球的二分之一高度为宜，再将多孔聚氨酯载体均匀放入另一半球，焊接。
实施例3
本实施例的污水处理工艺为接触氧化，处理合成氨工业废水。合成氨工业废水水质为pH：7.0-9.0，CODcr：500-800mg/L，NH3-N:50-100mg/L，水温为10-40℃，水量为500m3/d。污水经混凝沉淀处理后进入接触氧化池，组合生物填料区的停留时间为15h，在此条件下，氨氮处理效果达80%以上。
实施例4
本实施例与实施例3不同之处在于，污水处理工艺为BAF，处理制药废水。制药废水水质为pH：7.0-9.0，CODcr：3000-4000mg/L，NH3-N:150-200mg/L，水温为10-30℃，水量为3000m3/d。污水经混凝沉淀、UASB、缺氧/好氧活性污泥法处理后进入BAF，组合生物填料区的停留时间为32h，在此条件下，氨氮处理效果达90%以上。
实施例5
本实施例与实施例3不同之处在于，污水处理工艺为ABFT，处理制革污水。制革废水水质为pH：8.0-11.0，CODcr：4000-6000mg/L，NH3-N:350-500mg/L，水温为10-30℃，水量为5000m3/d。污水经混凝沉淀、缺氧/好氧活性污泥法处理后进入ABFT，组合生物填料区的停留时间为48h，在此条件下，氨氮处理效果达90%以上。
以上较佳实施例公开了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采用同等替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于去除氨氮的组合生物填料，包括空心塑料球，其特征在于，所述空心塑料球具有网状结构的壳体，壳体内部填充有多孔聚氨酯载体和沸石，其中所述沸石填充于壳体的下部，多孔聚氨酯载体填充于壳体的上部。
2.根据权利要求1所述的组合生物填料，其特征在于，所述的壳体为经纬交错的网状结构。
3.根据权利要求2所述的组合生物填料，其特征在于，所述的壳体由两个半球焊接而成，直径为100-120mm。
4.根据权利要求1所述的组合生物填料，其特征在于，所述的多孔聚氨酯载体为六边形块状，边长为20-30mm。
5.根据权利要求4所述的组合生物填料，其特征在于，所述的多孔聚氨酯载体内部开设有8～10mm圆柱形通孔。
6.根据权利要求1所述的组合生物填料，其特征在于，所述沸石的粒径为20-30mm。
7.根据权利要求1或6所述的组合生物填料，其特征在于，所述沸石的填充高度为空心塑料球高度的1/3～1/2。
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