CN102701446A - 弹性开孔泡沫悬挂生物填料及在污水处理、水环境生态修复、有机废气处理及脱臭中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹性开孔泡沫悬挂生物填料及其在污水处理、水环境生态修复、有机废气处理及脱臭中的应用。该生物填料由两股拈绳在拈合过程中以中线部位垂直嵌入后呈发散状的板条集合体构成；该板条集合体中的每一板条均须具有承载大量微生物的表面积。将若干弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于污水处理的厌氧池和水解酸化池中，可提高厌氧污泥的浓度；或，安置于被污染的河流、湖泊的水体中，可进行生态修复；或，安置于水喷淋塔中，将需要净化或脱臭的废气连续送入水喷淋塔，可进行废气净化及脱臭。该生物填料采用具有极大的比表面积和内部孔穴的弹性开孔泡沫，可负载更多的微生物，提高单位容积生物量，从而使生物处理效果更好。

Description

弹性开孔泡沫悬挂生物填料及在污水处理、水环境生态修复、有机废气处理及脱臭中的应用
技术领域
本发明涉及一种污水处理材料，特别涉及一种弹性开孔泡沫悬挂生物填料及在污水处理、水环境生态修复、有机废气处理及脱臭中的应用。
背景技术
生物填料是污水和废气的生物处理工程中的重要部件，其本身并无去除污染物的功能。但生物填料一般具有丰富的表面积，可以附着大量微生物，成为微生物的温床，而微生物的多少则直接关系到污染物的去除效果。因此，具有高比表面积的生物填料是环保行业持续追求的目标。另外，生物填料还必须具备不易堵塞、使用方便、价格低廉、寿命长的特点。根据所使用的材料，生物填料可分为高分子聚合物生物填料和无机生物填料两大类。其中，高分子聚合物生物填料应用最为广泛。市场现有的高分子聚合物类生物填料主要有：软性填料、半软性填料、弹性填料、组合填料、悬浮填料等。尽管这些填料在污水处理工程中发挥着重要的作用，但随着环标准的不断提高，其性能已经不能很好地满足实际的要求。
CN96102334.1公开了“一种立体填料的制造方法”,它的目的是提供一种产品质量大幅度提高,生产成本大幅度下降,不论是软性、柔性、弹性或者它们的任意组合所制成的各类填料,都能更经济实惠地应用于水处理行业中的立体填料。该技术方案: 先将两束或两束以上纤维束初拈成股,再将拈成股的纤维束以与初拈相反的拈向复拈成绳,复拈时在股之间嵌入丝条,使丝条绞结在绳中组成立体填料。还可以将硬质丝拈成绳,拈时在硬质丝之间嵌入丝条,使丝条绞结在绳中组成立体填料。其不足之处是:所用的丝条比表面积小，且微生物很容易脱落，难以负载大量的微生物。
CN02158870.8公开了“一种竹丝条立体填料的工艺”,它的目的是提供一种克服现有的载体填料在低温、寡营养下难以快速挂膜的弊病，适用于一般水处理工程生物接触氧化法工艺使用的载体填料，该载体填料可以在寡营养、低温情况下快速挂膜，且具有比表面积大、耐海水腐蚀等特点，造价也远比同类产品低的竹丝条立体填料的工艺。该技术方案: 将竹子丝条穿插固定于中心绳上，构成填料单体；选用生长在水边或低洼潮湿地带、生长时间在三年或三年以上的竹子，将其加工成长度为22～30cm，直径为1mm左右的丝条，将丝条穿插固定在耐腐、高强度的中心绳上，丝条刚柔适度，呈立体均匀排列辐射状态，制成了悬挂式立体填料的单体，填料在有效区域内能立体全方位舒展满布。其填料本身具有提供碳源的作用，其不足之处是:竹丝条比表面积小，同样难以负载大量的微生物。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用弹性开孔泡沫，具有极大的比表面积和内部孔穴，可为微生物提供非常良好的、相对安定的生存环境，不存在填料流失、堵塞、结块、水流短路问题，可负载更多的微生物，提高单位容积生物量，从而使生物处理效果更好的弹性开孔泡沫悬挂生物填料。
本发明的另一目的是提供一种所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料分别在污水处理、水环境生态修复、有机废气处理及脱臭中的应用。
本发明的第一技术解决方案是所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，包括至少两股拈绳，其特殊之处在于：所述两股拈绳在拈合过程中以中线部位垂直嵌入后呈发散状的板条集合体；所述板条集合体中的每一板条均须具有承载大量微生物的表面积。
作为优选：所述板条集合体由垂直于拈绳且沿中线嵌入拈绳之间且具有等距间隔的若干板条组成。
作为优选：所述板条集合体的外形为长方体，所述长方体的尺寸为：长5～15 cm，宽0.3～2 cm，厚0.3～1.5 cm。
作为优选：所述板条集合体由相互错开排列的沿中线一侧的板条间隔切口和沿中线另一侧的板条间隔切口构成具有等距间隔的若干板条组成。
作为优选：所述板条集合体的外形为长方体，所述长方体的尺寸为：长5～500 cm，宽5～15 cm，厚0.3～1.5 cm；所述切口间隔距离为：0.3～2 cm。
作为优选：所述板条集合体为由高分子材料制成的开孔泡沫；所述高分子材料优选聚氨酯、聚丙烯、聚脲、橡胶、硅橡胶的一种或其组合；所述开孔泡沫的孔隙率大于50%。
本发明的第二技术解决方案是所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的污水处理方法，其特殊之处在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于污水处理的厌氧池或水解酸化池中，以提高厌氧污泥的浓度。
本发明的第三技术解决方案是所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的水环境生态修复方法，其特殊之处在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于被污染的河流、湖泊的水体中，进行生态修复。
本发明的第四技术解决方案是所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的有机废气处理及脱臭方法，其特殊之处在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于水喷淋塔中，将需要净化或脱臭的废气连续送入水喷淋塔，进行废气净化及脱臭。
本发明的第五技术解决方案是所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的污水处理方法，其特殊之处在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于污水处理的好氧池中，以提高硝化和反硝化作用。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
⑴本发明由于采用开孔泡沫，具有极大的比表面积和内部孔穴，所以可为微生物提供非常良好的、相对安定的生存环境。
⑵本发明提供的弹性开孔泡沫悬挂生物填料不存在填料流失、堵塞、结块、水流短路等问题。
⑶本发明提供的弹性开孔泡沫悬挂生物填料可负载更多的微生物，提高单位容积生物量，从而使生物处理效果更好。
⑷将所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂等方式安置于污水处理的好氧池中，可以达到同步硝化和反硝化的效果。
⑸将所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂等方式安置于污水处理的厌氧池和水解酸化池中，可以达到提高厌氧污泥浓度的效果。
⑹将所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂等方式安置于被污染的河流、湖泊等水环境的水体中，可以达到生态修复的效果。
⑺将所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂等方式安置于水喷淋塔中，可以达到废气净化及脱臭的效果。
附图说明
图1是本发明弹性开孔泡沫悬挂生物填料板条集合体的结构示意图。
图2是本发明弹性开孔泡沫悬挂生物填料的另一种板条集合体的结构示意图。
图3是图2所对应的横截面剖视图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述： 
图1示出了本发明的第一个实施例。
本实施例中，将0.5cm厚的聚氨酯开孔泡沫裁剪成长12cm，宽1cm的板条1，将一定数量的这种板条1均匀对称地嵌入纤维绳2的两绳股之间，即得到所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，所述板条集合体中的每一板条均须具有承载大量微生物的表面积。如图1所示。
所述板条集合体的外形为长方体，所述长方体的尺寸为：长5～15 cm，宽0.3～2 cm，厚0.3～1.5 cm。
上述板条集合体均由高分子材料制成的开孔泡沫；高分子材料优选聚氨酯、聚丙烯、聚脲、橡胶、硅橡胶的一种或其组合；所述开孔泡沫的孔隙率大于50%。
图2、图3示出了本发明的第二个实施例。
本实施例中，将0.5cm厚的聚氨酯开孔泡沫裁剪成长300cm，宽10cm的板条1，然后在其宽度方向的两侧每隔0.5 cm等距离剪切，切口深度5.5 cm，两侧的切口位置刚好错开0.25cm；将一块剪切好的该泡沫板条1按其宽度的中间线顺着纤维绳的长度方向嵌入纤维绳2的两绳股之间，即得到所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，如图2所示。该生物填料的轴向视图如图3所示。所述板条集合体的外形为长方体，所述长方体的尺寸为：长5～500 cm，宽5～15 cm，厚0.3～1.5 cm；所述切口间隔距离为：0.3～2 cm。上述板条集合体均由高分子材料制成的开孔泡沫；高分子材料优选聚氨酯、聚丙烯、聚脲、橡胶、硅橡胶的一种或其组合；所述开孔泡沫的孔隙率大于50%。
本发明的第三个实施例。
将实施例2所得弹性开孔泡沫悬挂生物填料按横竖均为20cm的间隔悬挂固定于400cm×300cm×400cm（长×宽×高）的支架上，然后将支架整体置于450cm×330cm×450cm（长×宽×深）的曝气池中，形成接触氧化池。进水为城市生活污水（COD210～300mg/L，氨氮20～50 mg/L），停留时间为6小时，出水总氮小于3 mg/L，COD小于50 mg/L。
本发明的第四个实施例。
将实施例2所得弹性开孔泡沫悬挂生物填料按横竖均为20cm的间隔悬挂固定于400cm×300cm×400cm（长×宽 ×高）的支架上，然后将支架整体置于450cm×330cm×450cm（长×宽 ×深）的厌氧池中，形成水解酸化池，可提高厌氧污泥的浓度。进水为综合污水（COD 2000～3000mg/L），停留时间为12小时，出水COD小于800mg/L。
本发明的第五个实施例。
将实施例1所得弹性开孔泡沫悬挂生物填料按横竖均为25cm的间隔悬挂固定于300cm×200cm×100cm（长×宽×高）的支架上，然后将支架整体置于水深超过100cm的人工湖中进行生态修复，形成人工水草。安装三个月后，其周边水中的蓝藻得到抑制，湖水透明度由原来的0.5米变为1.4米。
本发明的第六个实施例。
将实施例1所得弹性开孔泡沫悬挂生物填料悬挂固定于直径200 cm、高200 cm的喷淋塔中，填料间的水平间距为12 cm。将需要净化或脱臭的废气连续送入水喷淋塔，用该喷淋塔对12000 m3/h喷漆废气进行生物处理，进行废气净化及脱臭。调整合适的喷水流量，经三个月达到稳定处理效果，VOC去除率达到96%，排气中VOC低于10 mg/m3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种弹性开孔泡沫悬挂生物填料，包括至少两股拈绳，其特征在于：所述两股拈绳在拈合过程中以中线部位垂直嵌入后呈发散状的板条集合体；所述板条集合体中的每一板条均须具有承载大量微生物的表面积。
2.根据权利要求1所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，其特征在于：所述板条集合体由垂直于拈绳且沿中线嵌入拈绳之间且具有等距间隔的若干板条组成。
3.根据权利要求2所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，其特征在于：所述板条集合体的外形为长方体，所述长方体的尺寸为：
长5～15 cm，宽0.3～2 cm，厚0.3～1.5 cm。
4.根据权利要求1所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，其特征在于：所述板条集合体由相互错开排列的沿中线一侧的板条间隔切口和沿中线另一侧的板条间隔切口构成具有等距间隔的若干板条组成。
5.根据权利要求4所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，其特征在于：所述板条集合体的外形为长方体，所述长方体的尺寸为：
长5～500 cm，宽5～15 cm，厚0.3～1.5 cm；
所述切口间隔距离为：0.3～2 cm。
6.根据权利要求1至权利要求6任一项所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料，其特征在于：所述板条集合体为由高分子材料制成的开孔泡沫；所述高分子材料优选聚氨酯、聚丙烯、聚脲、橡胶、硅橡胶的一种或其组合；所述开孔泡沫的孔隙率大于50%。
7.一种利用权利要求1所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的污水处理方法，其特征在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于污水处理的厌氧池或水解酸化池中，以提高厌氧污泥的浓度。
8.一种利用权利要求1所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的水环境生态修复方法，其特征在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于被污染的河流、湖泊的水体中，进行生态修复。
9.一种利用权利要求1所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的有机废气处理及脱臭方法，其特征在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于水喷淋塔中，将需要净化或脱臭的废气连续送入水喷淋塔，进行废气净化及脱臭。
10.一种利用权利要求1所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料的污水处理方法，其特征在于：将若干所述弹性开孔泡沫悬挂生物填料通过支架悬挂的方式安置于污水处理的好氧池中，以提高硝化和反硝化作用。
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