CN210122507U - 用于河道治理的浮岛式生物膜组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于河道治理的浮岛式生物膜组件，包括中部开口的浮框以及固定于所述浮框开口处的生物膜；所述生物膜包括编织形成的中空纤维管网格层，所述中空纤维管网格层上喷涂有热粘合胶层，所述热粘合胶层上粘合有微纳米纤维膜。本实用新型的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，结构简单，对于河道的治理灵活方便，且无需额外曝气增氧。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物膜技术领域，具体涉及一种用于河道治理的浮岛式生物膜组件。
背景技术
目前，我国的河道污染现状以及触目惊心，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收。对于河道的治理已经刻不容缓。在河道治理过程中，最普遍也是最主要的是采用曝气复氧的生态治理的方式，主要是通过曝气，让水体中溶氧提高，根据微生物的特性，将其有机污染物降解生化无害的二氧化碳、水及微生物细胞，氨氮则在好氧过程生成硝态氮，然后在缺氧和厌氧环境下则生成氮气，水体中的磷元素则作为合成细胞的必要元素参与细胞的合成和能量代谢的必要元素富集在细胞中，含硫化合物生成硫酸根，从而达到对污染物去除的作用。形成的生物污泥则会脱落被水体带走或通过人工清理将其送至固废处理区。在河道治理过程中，由于水体是流动的，形成的对污染物去除的微生物会随着水体的流动不断的形成，但这个过程还受其它环境的影响例如污染程度、水流流速、温度等，同时生成的适应性微生物又会随水体流动不断的被带走，因此在治理过程中容易受到干扰，治理的稳定性差。
生物膜法是指大量的微生物(好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等)附着在介质滤料表面，形成生物膜，污水同生物膜接触后，生物膜中的微生物以污水中的有机污染物为营养物质，在新陈代谢过程中将有机物降解，同时微生物自身也得到增殖，使污水得到净化。其中，提供微生物附着生长的惰性载体称之为滤料或填料。生物膜法具有一些特有优势，比如无需污泥回流，运行管理容易，无污泥膨胀问题，易于微生物生存，运行稳定等。因此，利用生物膜反应器进行水处理的技术得到的行业的肯定，应用极为广泛。
在当今河道污染日益严重的情况下，生物膜技术在河道治理中的研究与应用得到了高度重视。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于河道治理的浮岛式生物膜组件，结构简单，对于河道的治理灵活方便，且无需额外曝气增氧。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于河道治理的浮岛式生物膜组件，包括中部开口的浮框以及固定于所述浮框开口处的生物膜；所述生物膜包括编织形成的中空纤维管网格层，所述中空纤维管网格层上喷涂有热粘合胶层，所述热粘合胶层上粘合有微纳米纤维膜。
本实用新型中，所述中空纤维管网格层是由中空纤维管经编制形成的网格结构，其拉伸强度高，作为微纳米纤维膜的支撑结构，能够大大提升生物膜的力学性能，能够长时间承受水流的冲击、压迫作用。所述中空纤维管包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)纤维管、聚丙烯腈(PAN)纤维管。
本实用新型中，所述微纳米纤维膜具有极高的比表面积和良好的生物相容性，同时微纳米纤维膜又能截留水体中的营养物质，从而在膜表面营造了相对稳定的微环境，为水体中微生物的附着生长提供了优越的场所，促进了水体微生物的快速繁殖通过恢复水体本体的生态结构恢复水体的自净能力。再通过水体的自净功能达到水体的自我净化，并达到水体和水体内生态系统良性协调发展，从根本上促使河道水质得到净化和改善。优选地，所述微纳米纤维膜的厚度为0.5～5mm。
本实用新型中，加热中空纤维管网格层，使得表面的热粘合胶层熔化，即可牢牢地将微纳米纤维膜粘住。热粘合胶层可多次加热熔化，方便更换微纳米纤维膜。优选地，所述热粘合胶层是在中空纤维管网格层上喷涂聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯或丙烯酸树脂而得到的。
本实用新型中，中空纤维管网格层和微纳米纤维膜的孔隙率可高达90％以上，大大降低了氧气传质的阻力，水体表面的溶解氧能够顺畅地经过中空纤维管网格层和微纳米纤维膜，为微生物供氧，极大地增强了河道的增氧效率，无需额外曝气增氧，大幅度降低能耗。
进一步地，所述微纳米纤维膜是以中空纤维管网格层为接收器，接收静电纺丝纤维而形成的。采用静电纺丝的方法能够快速、大批量地生产微纳米纤维膜，且纤维的厚度、孔隙率均可控，有利于批量生产，降低成本。
进一步地，所述微纳米纤维为可降解的亲水性纤维。可降解纤维在使用一段时间后能够降解，避免对水体造成二次污染；而亲水性纤维能够促使水体携带微生物、营养物质进入到微纳米纤维膜内部，有利于水体中微生物的附着生长。优选地，所述可降解的亲水性纤维为聚酯和另一种亲水性材料复合纺丝得到的，聚酯降解的产物为二氧化碳和水，不会造成水体的污染；而另一种亲水性材料可为羧甲基纤维素、壳聚糖等亲水性材料，其能够增加聚酯的亲水性，且易降解。
进一步地，所述浮框包括相互配合的上框和下框，所述上框和下框通过卡扣结构、榫卯结构或固定件固定在一起，所述生物膜的四周夹设于上框与下框之间。优选地，浮框可由木材或泡沫制成。当浮框为泡沫材质时，上框和下框可通过防水胶粘接在一起。
进一步地，所述浮框呈多边形或圆形，优选地为矩形、方形或圆形。
进一步地，所述浮框上设有至少一个连接搭扣，所述连接搭扣用于通过绳索将多个浮岛式生物膜组件连接在一起。
本实用新型的浮岛式生物膜组件在使用时，根据河道具体位置的污染情况，可投放一个或多个，投放多个时，可将多个浮岛式生物膜组件通过绳索连接在一起；根据水流的情况，可通过绳索将生物膜组件固定在岸边或河道中的固定物上，避免生物膜组件随水流走。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型的浮岛式生物膜组件，使用方便，直接投放到水体中即可；并且浮在水面上，便于回收。
2、本实用新型的浮岛式生物膜组件，可通过绳索将多个生物膜组件连接在一起，从而覆盖大面积水域；可通过绳索将生物膜组件固定在岸边或河道中的固定物上，避免生物膜组件随水流走。
3、本实用新型的浮岛式生物膜组件，无需额外曝气增氧，大幅度降低能耗；并且使得微生物在膜表面形成生物群落，恢复了水体的自净能力，加速了水体净化的效率。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的浮框的结构示意图；
图2是本实用新型一实施例的生物膜的结构示意图；
图中标号说明：100、浮框；110、上框；120、下框；130、螺孔；140、锯齿；150、连接搭扣；200、生物膜；210、中空纤维管网格层；220、热粘合胶层；230、微纳米纤维膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
本实用新型的浮岛式生物膜组件的一实施例，用于河道水体的治理，包括中部开口的浮框100以及固定于所述浮框100开口处的生物膜200。
具体的，参照图1所示，浮框100为木材、塑料或泡沫制成的，从而可以漂浮在水面上。本实施例中，浮框100的形状为方形，其中部设有一方形的开口。在其他实施方式中，还可为矩形、圆形、多边形等任意形状。浮框100包括相互配合的上框110和下框120，上框110和下框120的四角处均设有螺孔 130，通过螺钉或螺栓可将上框110和下框120固定在一起。在其他实施方式中，上框110和下框120还可通过卡扣结构或榫卯结构固定在一起。当浮框100为泡沫材质时，上框110和下框120可通过防水胶粘接在一起。
浮框100上设有多个连接搭扣150，用于通过绳索将多个浮岛式生物膜组件连接在一起；或者根据水流的情况，可通过绳索将生物膜组件固定在岸边或河道中的固定物上，避免生物膜组件随水流走。
生物膜200略大于浮框100中部的开口，从而可以被夹设在上框110和下框120之间。优选地，上框110和下框120开口处均形成相互配合的锯齿140，从而更好地夹住生物膜200。
生物膜200包括编织形成的中空纤维管网格层210，中空纤维管网格层210 上喷涂有热粘合胶层220，所述热粘合胶层220上粘合有微纳米纤维膜230。
中空纤维管网格层210是由中空纤维管经编制形成的网格结构，其拉伸强度高，作为微纳米纤维膜230的支撑结构，能够大大提升生物膜200的力学性能，能够长时间承受水流的冲击、压迫作用而不损坏。所述中空纤维管包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)纤维管、聚丙烯腈(PAN)纤维管。
微纳米纤维膜230具有极高的比表面积和良好的生物相容性，同时微纳米纤维膜230又能截留水体中的营养物质，从而在膜表面营造了相对稳定的微环境，为水体中微生物的附着生长提供了优越的场所，促进了水体微生物的快速繁殖通过恢复水体本体的生态结构恢复水体的自净能力。再通过水体的自净功能达到水体的自我净化，并达到水体和水体内生态系统良性协调发展，从根本上促使河道水质得到净化和改善。优选地，所述微纳米纤维膜230的厚度为 0.5～5mm。
热粘合胶层220的熔点较低，可通过加热中空纤维管网格层210，使得表面的热粘合胶层220熔化，从而牢牢地将微纳米纤维膜230粘住。由于热粘合胶层220可多次加热熔化，因此方便更换微纳米纤维膜230。优选地，所述热粘合胶层220是在中空纤维管网格层210上喷涂聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯或丙烯酸树脂而得到的。
本实用新型中，中空纤维管网格层210和微纳米纤维膜230的孔隙率可高达90％以上，大大降低了氧气传质的阻力，水体表面的溶解氧能够顺畅地经过中空纤维管网格层210和微纳米纤维膜230，为微生物供氧，极大地增强了河道的增氧效率，无需额外曝气增氧，大幅度降低能耗。
本实用新型中，所述微纳米纤维膜230是以中空纤维管网格层210为接收器，接收静电纺丝纤维而形成的。采用静电纺丝的方法能够快速、大批量地生产微纳米纤维膜230，且纤维的厚度、孔隙率均可控，有利于批量生产，降低成本。
本实用新型中，所述微纳米纤维为可降解的亲水性纤维。可降解纤维在使用一段时间后能够降解，避免对水体造成二次污染；而亲水性纤维能够促使水体携带微生物、营养物质进入到微纳米纤维膜230内部，有利于水体中微生物的附着生长。优选地，所述可降解的亲水性纤维为聚酯和另一种亲水性材料复合纺丝得到的，聚酯降解的产物为二氧化碳和水，不会造成水体的污染；而另一种亲水性材料可为羧甲基纤维素、壳聚糖等亲水性材料，其能够增加聚酯的亲水性，且易降解。
本实用新型的浮岛式生物膜组件在使用时，根据河道具体位置的污染情况，可投放一个或多个，投放多个时，可将多个浮岛式生物膜组件通过绳索连接在一起；根据水流的情况，可通过绳索将生物膜组件固定在岸边或河道中的固定物上，避免生物膜组件随水流走。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (8)
1.一种用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，包括中部开口的浮框以及固定于所述浮框开口处的生物膜；所述生物膜包括编织形成的中空纤维管网格层，所述中空纤维管网格层上喷涂有热粘合胶层，所述热粘合胶层上粘合有微纳米纤维膜。
2.如权利要求1所述的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，所述热粘合胶层是在中空纤维管网格层上喷涂聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯或丙烯酸树脂而得到的。
3.如权利要求1所述的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，所述微纳米纤维膜的厚度为0.5～5mm。
4.如权利要求1所述的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，所述微纳米纤维膜是以中空纤维管网格层为接收器，接收静电纺丝纤维而形成的。
5.如权利要求4所述的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，所述微纳米纤维为可降解的亲水性纤维。
6.如权利要求1所述的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，所述浮框包括相互配合的上框和下框，所述上框和下框通过卡扣结构、榫卯结构、固定件或防水胶固定在一起，所述生物膜的四周夹设于上框与下框之间。
7.如权利要求1所述的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，所述浮框呈多边形或圆形。
8.如权利要求1所述的用于河道治理的浮岛式生物膜组件，其特征在于，所述浮框上设有至少一个连接搭扣，所述连接搭扣用于通过绳索将多个浮岛式生物膜组件连接在一起。
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