CN215667329U - 填料及水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种填料及水处理装置，填料由硅橡胶材质制成，填料具有透氧性及阻液性，填料包括多层填料壁，多层填料壁盘卷于一体，任意相邻两层填料壁之间形成有流道，多个流道包括由内向外依次交替设置的第一流道和第二流道，各个第一流道相连通，各个第二流道相连通，当水体流经第一流道且空气流经第二流道时，填料壁朝向第一流道的一侧能够供生物膜的附着生长，流经第二流道的空气中的氧分子能够经填料壁朝向第二流道的一侧进入填料壁内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁朝向第一流道的一侧，然后从填料壁朝向第一流道的一侧脱附并进入第一流道为生物膜提供生长所需要的氧，以使生物膜对流经第一过流空间的水体中的耗氧污染物进行生物降解。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，特别涉及一种填料及水处理装置。
背景技术
目前用于氧化水体中的氨氮和有机物等污染物的水处理工艺以生物膜法的应用最为典型，现有的生物膜法使用的设备主要包括生物转盘以及生物滤池，然而上述几种技术普遍存在着占地面积大、生化处理效率低等问题，难以满足当前水体生化处理的实际需要。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种占地面积小、生化处理效率高的填料及水处理装置。
一种填料，所述填料由硅橡胶材质制成，所述填料具有透氧性及阻液性，所述填料包括多层填料壁，多层所述填料壁盘卷于一体，任意相邻两层所述填料壁之间形成有流道，多个所述流道包括由内向外依次交替设置的第一流道和第二流道，各个所述第一流道相连通，各个所述第二流道相连通，所述第一流道用于供空气和待处理的水体中的其中一个的流动穿过，所述第二流道用于供空气和待处理的水体中的另一个的流动穿过；
当所述水体流经所述第一流道且所述空气流经所述第二流道时，所述填料壁朝向所述第一流道的一侧能够供生物膜附着生长，流经所述第二流道的所述空气中的氧分子能够经所述填料壁朝向所述第二流道的一侧进入所述填料壁内部溶解和扩散，然后扩散至所述填料壁朝向所述第一流道的一侧，然后从所述填料壁朝向所述第一流道的一侧脱附并进入所述第一流道为所述生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使所述生物膜对流经所述第一过流空间的所述水体中的耗氧污染物进行生物降解；
当所述水体流经所述第二流道且所述空气流经所述第一流道时，所述填料壁朝向所述第二流道的一侧能够供生物膜附着生长，流经所述第一流道的所述空气中的氧分子能够经所述填料壁朝向所述第一流道的一侧进入所述填料壁内部溶解和扩散，然后扩散至所述填料壁朝向所述第二流道的一侧，然后从所述填料壁朝向所述第二流道的一侧脱附并进入所述第二流道为所述生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使所述生物膜对流经所述第二过流空间的所述水体中的耗氧污染物进行生物降解。
一种水处理装置，包括：上述填料。
在其中一个实施例中，所述水处理装置设有多个所述填料，多个所述填料共同构成填料组件。
在其中一个实施例中，多个所述填料并排设置，任意相邻两个所述填料之间具有间隙。
在其中一个实施例中，当所述水处理装置设有多个所述填料并且所述填料的第一流道用于供待处理的水体的流动穿过、所述填料的第二流道用于供空气的流动穿过时，所述水处理装置还包括第一输送组件和第二输送组件，所述第一输送组件与各个所述填料的第一流道的第一端连通，所述第二输送组件与各个所述填料的第一流道的第二端连通，所述第一输送组件用于供待处理的水体输入至各个所述填料的第一流道，所述第二输送组件用于供各个所述填料的第一流道输出的处理后的水体输出至外部。
在其中一个实施例中，所述第一输送组件包括多个第一辅助管和第二辅助管，各个所述第一辅助管分别与各个所述填料的第一流道的第一端连通，所述第二辅助管与各个所述第一辅助管连接，待处理的水体能够依次经所述第二辅助管、各个所述第一辅助管输入至对应的各个所述填料的第一流道。
在其中一个实施例中，所述第一输送组件还包括第一阀门，所述第一阀门设置于所述第二辅助管上，所述第一阀门用于控制所述第二辅助管的导通与断开。
在其中一个实施例中，所述第二输送组件包括多个第三辅助管和第四辅助管，各个所述第三辅助管分别与各个所述填料的第一流道的第二端连通，所述第四辅助管与各个所述第三辅助管连接，各个所述填料的第一流道输出的处理后的水体能够依次经各个所述第三辅助管、所述第四辅助管输出至外部。
在其中一个实施例中，所述第二输送组件还包括第二阀门，所述第二阀门设置于所述第四辅助管上，所述第二阀门用于控制所述第四辅助管的导通与断开。
在其中一个实施例中，当所述水处理装置设有多个所述填料并且所述填料的第一流道用于供待处理的水体的流动穿过、所述填料的第二流道用于供空气的流动穿过时，所述水处理装置还包括第三输送组件和第四输送组件，所述第三输送组件与各个所述填料的第二流道的第一端连通，所述第四输送组件与各个所述填料的第二流道的第二端连通，所述第三输送组件用于供空气输入至各个所述填料的第二流道，所述第四输送组件用于供各个所述填料的第一流道输出的剩余的空气输出至外部。
本申请提供的填料由硅橡胶材质制成，具有透氧性及阻液性，当水体流经第一流道且空气流经第二流道时，填料壁朝向第一流道的一侧能够供生物膜附着生长，流经第二流道的空气中的氧分子能够经填料壁朝向第二流道的一侧进入填料壁内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁朝向第一流道的一侧，然后从填料壁朝向第一流道的一侧脱附并进入第一流道为生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使生物膜对流经第一流道的水体中的耗氧污染物进行生物降解，进而达到有效去除水体中的氨氮以及有机物等污染物的作用；当水体流经第二流道且空气流经第一流道时，填料壁朝向第二流道的一侧能够供生物膜附着生长，流经第一流道的空气中的氧分子能够经填料壁朝向第一流道的一侧进入填料壁内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁朝向第二流道的一侧，然后从填料壁朝向第一流道的一侧脱附并进入第二流道为生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使生物膜对流经第二流道的水体中的耗氧污染物进行生物降解，进而达到有效去除水体中的氨氮以及有机物等污染物的作用；
相比于传统的曝气方式而言，本申请中的填料由于具有透氧性及阻液性，当水体流经生物膜所在的第一流道和第二流道的其中一个、且空气流经第一流道和第二流道中的另一个时，水体中的耗氧污染物从生物膜的外侧(生物膜远离填料壁的一侧)朝生物膜的内侧(生物膜附着于填料壁的一侧)扩散，而空气中的氧分子在经填料壁朝向第一流道的一侧及填料壁朝向第二流道的一侧中的其中一个进入填料壁内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁朝向第一流道的一侧及填料壁朝向第二流道的一侧中的另一个，然后从填料壁朝向第一流道的一侧及填料壁朝向第二流道的一侧中的另一个脱附并进入与该填料壁朝向第一流道的一侧及填料壁朝向第二流道的一侧中的另一个接触的水体及生物膜中，并从生物膜的内侧(生物膜附着于填料壁的一侧)朝生物膜的外侧(生物膜远离填料壁的一侧)扩散，由于生物膜紧贴在填料壁朝向第一流道的一侧或填料壁朝向第二流道的一侧，因此氧分子从填料壁朝向第一流道的一侧或填料壁朝向第二流道的一侧脱附并扩散进入生物膜的距离短，传质效率高；同时，随着生物膜对氧分子的消耗，在填料壁朝向第一流道的一侧以及填料壁朝向第二流道的一侧的氧浓度梯度的驱动下，位于填料壁朝向第一流道的一侧及填料壁朝向第二流道的一侧中的其中一个的空气中的氧分子持续不断地透过填料壁朝向第一流道的一侧以及填料壁朝向第二流道的一侧，为位于填料壁朝向第一流道的一侧及填料壁朝向第二流道的一侧中的另一个的生物膜补给氧分子。因此，本申请中的填料可充分、快速地为生物膜提供降解水体中的耗氧污染物所需的氧分子；同时，本申请中的填料的第一流道和第二流道的空间利用率高，占地面积小，具有结构简单、易于实施、生化处理效率高的优点，且不需要传统的曝气设备，节约了能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为一实施例中的填料的结构示意图；
图2为一实施例中的填料的另一视角的结构示意图；
图3为一实施例中的水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
如图1及图2所示，一实施例中的填料200由硅橡胶材质制成，填料200具有透氧性及阻液性，该填料200包括多层填料壁210，多层填料壁210盘卷于一体，任意相邻两层填料壁210之间形成有流道211，多个流道211包括由内向外依次交替设置的第一流道220和第二流道230，各个第一流道220相连通，各个第二流道230相连通，第一流道220用于供空气和待处理的水体中的其中一个的流动穿过，第二流道230用于供空气和待处理的水体中的另一个的流动穿过。
当水体流经第一流道220且空气流经第二流道230时，填料壁210朝向第一流道220的一侧能够供生物膜附着生长，流经第二流道230的空气中的氧分子能够经填料壁210朝向第二流道230的一侧进入填料壁210内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁210朝向第一流道220的一侧，然后从填料壁210朝向第一流道220的一侧脱附并进入第一流道220为生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使生物膜对流经第一流道220的水体中的耗氧污染物进行生物降解。
当水体流经第二流道230且空气流经第一流道220时，填料壁210朝向第二流道230的一侧能够供生物膜附着生长，流经第一流道220的空气中的氧分子能够经填料壁210朝向第一流道220的一侧进入填料壁210内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁210朝向第二流道230的一侧，然后从填料壁210朝向第一流道220的一侧脱附并进入第二流道230为生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使生物膜对流经第二流道230的水体中的耗氧污染物进行生物降解。
具体地，填料100的透氧性是指填料壁210朝向第一流道220的一侧或填料壁210朝向第二流道230的一侧接触空气并吸附空气中的氧分子，在该填料壁210朝向第一流道220的一侧和填料壁210朝向第二流道230的一侧的氧浓度梯度的驱动下，填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的其中一个吸附的空气中的氧分子在填料壁210内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的另一个，然后从该填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的另一个脱附并进入与该填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的另一个接触的水体及生物膜中，从而实现了空气中的氧分子从填料100的第一流道220进入填料100的第二流道230，或从填料100的第二流道230进入填料100的第一流道220。
填料100的阻液性是指水体不能以液态形式透过该填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧，从而避免了水体从填料100的第一流道220进入填料100的第二流道230，或从填料100的第二流道230进入填料100的第一流道220。
本申请提供的填料200由硅橡胶材质制成，具有透氧性及阻液性，当水体流经第一流道220且空气流经第二流道230时，填料壁210朝向第一流道220的一侧能够供生物膜附着生长，流经第二流道230的空气中的氧分子能够经填料壁210朝向第二流道230的一侧进入填料壁210内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁210朝向第一流道220的一侧，然后从填料壁210朝向第一流道220的一侧脱附并进入第一流道220为生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使生物膜对流经第一流道220的水体中的耗氧污染物进行生物降解，进而达到有效去除水体中的氨氮以及有机物等污染物的作用；当水体流经第二流道230且空气流经第一流道220时，填料壁210朝向第二流道230的一侧能够供生物膜附着生长，流经第一流道220的空气中的氧分子能够经填料壁210朝向第一流道220的一侧进入填料壁210内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁210朝向第二流道230的一侧，然后从填料壁210朝向第一流道220的一侧脱附并进入第二流道230为生物膜提供生长和代谢所需要的氧，以使生物膜对流经第二流道230的水体中的耗氧污染物进行生物降解，进而达到有效去除水体中的氨氮以及有机物等污染物的作用；
相比于传统的曝气方式而言，本申请中的填料200由于具有透氧性及阻液性，当水体流经生物膜所在的第一流道220和第二流道230的其中一个、且空气流经第一流道220和第二流道230中的另一个时，水体中的耗氧污染物从生物膜的外侧(生物膜远离填料壁210的一侧)朝生物膜的内侧(生物膜附着于填料壁210的一侧)扩散，而空气中的氧分子在经填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的其中一个进入填料壁210内部溶解和扩散，然后扩散至填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的另一个，然后从填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的另一个脱附并进入与该填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的另一个接触的水体及生物膜中，并从生物膜的内侧(生物膜附着于填料壁210的一侧)朝生物膜的外侧(生物膜远离填料壁210的一侧)扩散，由于生物膜紧贴在填料壁210朝向第一流道220的一侧或填料壁210朝向第二流道230的一侧，因此氧分子从填料壁210朝向第一流道220的一侧或填料壁210朝向第二流道230的一侧脱附并扩散进入生物膜的距离短，传质效率高；同时，随着生物膜对氧分子的消耗，在填料壁210朝向第一流道220的一侧以及填料壁210朝向第二流道230的一侧的氧浓度梯度的驱动下，位于填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的其中一个的空气中的氧分子持续不断地透过填料壁210朝向第一流道220的一侧以及填料壁210朝向第二流道230的一侧，为位于填料壁210朝向第一流道220的一侧及填料壁210朝向第二流道230的一侧中的另一个的生物膜补给氧分子。因此，本申请中的填料200可充分、快速地为生物膜提供降解水体中的耗氧污染物所需的氧分子；同时，本申请中的填料200的第一流道220和第二流道230的空间利用率高，占地面积小，具有结构简单、易于实施、生化处理效率高的优点，且不需要传统的曝气设备，节约了能耗。
参考表1，采用本申请填料200的水处理工艺与传统的水处理工艺对水体中的耗氧污染物处理的容积效率比对：
表1
在一实施例中，具体地，硅橡胶是指主链由硅原子和氧原子交替构成、且硅原子上连有有机基团的聚硅氧烷经过硫化作用后形成的高分子材料；更具体地，填料200可以为二甲基硅橡胶材质或氟硅橡胶材质制成；可以理解的是，只要能够实现透氧阻液功能的填料应当都适用于本申请的实施例。
具体地，空气中的氧能够依靠组成填料200的微观分子单元作为传递媒介实现在第一流道220和第二流道230之间的转移。
在一实施例中，本申请还提供了一种水处理装置，该水处理装置包括上述填料200。该填料200的具体结构参照上述实施例，由于本水处理装置采用了上述填料200的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述填料200的实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
如图3所示，在一实施例中，上述水处理装置设有多个填料200，多个填料200共同构成填料组件201。在一实施例中，多个填料200并排设置，任意相邻两个填料200之间具有间隙。
在一实施例中，当上述水处理装置设有多个填料200并且填料200的第一流道220用于供待处理的水体的流动穿过、填料200的第二流道230用于供空气的流动穿过时，上述水处理装置还包括第一输送组件202和第二输送组件203，第一输送组件202与各个填料200的第一流道220的第一端连通，第二输送组件203与各个填料200的第一流道220的第二端连通，第一输送组件202用于供待处理的水体输入至各个填料200的第一流道220，第二输送组件203用于供各个填料200的第一流道220输出的处理后的水体输出至外部。
在一实施例中，第一输送组件202包括多个第一辅助管2021和第二辅助管2022，各个第一辅助管2021分别与各个填料200的第一流道220的第一端连通，第二辅助管2022与各个第一辅助管2021连接，待处理的水体能够依次经第二辅助管2022、各个第一辅助管2021输入至对应的各个填料200的第一流道220。在一实施例中，第一输送组件202还包括第一阀门2023，第一阀门2023设置于第二辅助管2022上，第一阀门2023用于控制第二辅助管2022的导通与断开，进而控制水体相对各个填料200的第一流道220内的输入。
进一步地，第二输送组件203包括多个第三辅助管2031和第四辅助管2032，各个第三辅助管2031分别与各个填料200的第一流道220的第二端连通，第四辅助管2032与各个第三辅助管2031连接，各个填料200的第一流道220输出的处理后的水体能够依次经各个第三辅助管2031、第四辅助管2032输出至外部。在一实施例中，第二输送组件203还包括第二阀门2033，第二阀门2033设置于第四辅助管2032上，第二阀门2033用于控制第四辅助管2032的导通与断开，进而控制各个填料200的第一流道220输出的处理后的水体相对外部的输出。
在一实施例中，当上述水处理装置设有多个填料200并且填料200的第一流道220用于供待处理的水体的流动穿过、填料200的第二流道230用于供空气的流动穿过时，上述水处理装置还包括第三输送组件204和第四输送组件205，第三输送组件204与各个填料200的第二流道230的第一端连通，第四输送组件205与各个填料200的第二流道230的第二端连通，第三输送组件204用于供空气输入至各个填料200的第二流道230，第四输送组件205用于供各个填料200的第一流道220输出的剩余的空气输出至外部。
具体在本实施例中，第三输送组件204和第四输送组件205的具体结构与第一输送组件202和第二输送组件203的结构相似，在此不再一一敷述。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种填料，其特征在于，所述填料由硅橡胶材质制成，所述填料具有透氧性及阻液性，所述填料包括多层填料壁，多层所述填料壁盘卷于一体，任意相邻两层所述填料壁之间形成有流道，多个所述流道包括由内向外依次交替设置的第一流道和第二流道，各个所述第一流道相连通，各个所述第二流道相连通，所述第一流道用于供空气和待处理的水体中的其中一个的流动穿过，所述第二流道用于供空气和待处理的水体中的另一个的流动穿过。
2.一种水处理装置，其特征在于，包括：如权利要求1所述的填料。
3.根据权利要求2所述的水处理装置，其特征在于，所述水处理装置设有多个所述填料，多个所述填料共同构成填料组件。
4.根据权利要求3所述的水处理装置，其特征在于，多个所述填料并排设置，任意相邻两个所述填料之间具有间隙。
5.根据权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，当所述水处理装置设有多个所述填料并且所述填料的第一流道用于供待处理的水体的流动穿过、所述填料的第二流道用于供空气的流动穿过时，所述水处理装置还包括第一输送组件和第二输送组件，所述第一输送组件与各个所述填料的第一流道的第一端连通，所述第二输送组件与各个所述填料的第一流道的第二端连通，所述第一输送组件用于供待处理的水体输入至各个所述填料的第一流道，所述第二输送组件用于供各个所述填料的第一流道输出的处理后的水体输出至外部。
6.根据权利要求5所述的水处理装置，其特征在于，所述第一输送组件包括多个第一辅助管和第二辅助管，各个所述第一辅助管分别与各个所述填料的第一流道的第一端连通，所述第二辅助管与各个所述第一辅助管连接，待处理的水体能够依次经所述第二辅助管、各个所述第一辅助管输入至对应的各个所述填料的第一流道。
7.根据权利要求6所述的水处理装置，其特征在于，所述第一输送组件还包括第一阀门，所述第一阀门设置于所述第二辅助管上，所述第一阀门用于控制所述第二辅助管的导通与断开。
8.根据权利要求5所述的水处理装置，其特征在于，所述第二输送组件包括多个第三辅助管和第四辅助管，各个所述第三辅助管分别与各个所述填料的第一流道的第二端连通，所述第四辅助管与各个所述第三辅助管连接，各个所述填料的第一流道输出的处理后的水体能够依次经各个所述第三辅助管、所述第四辅助管输出至外部。
9.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，所述第二输送组件还包括第二阀门，所述第二阀门设置于所述第四辅助管上，所述第二阀门用于控制所述第四辅助管的导通与断开。
10.根据权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，当所述水处理装置设有多个所述填料并且所述填料的第一流道用于供待处理的水体的流动穿过、所述填料的第二流道用于供空气的流动穿过时，所述水处理装置还包括第三输送组件和第四输送组件，所述第三输送组件与各个所述填料的第二流道的第一端连通，所述第四输送组件与各个所述填料的第二流道的第二端连通，所述第三输送组件用于供空气输入至各个所述填料的第二流道，所述第四输送组件用于供各个所述填料的第一流道输出的剩余的空气输出至外部。
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