申请日2015.04.02
公开(公告)日2015.07.15
IPC分类号C02F3/10
摘要
本发明公开了一种污水处理用填料及其制备方法。所述填料为球形，包括中心的实心球体、实心球体外层间隔设置的片状扇形扩展区和各表面的绒区;制备方法包括球形基体的制造、扩展区扇面的形成、开纤等步骤。本发明填料独特的结构及其工艺使其充氧性能好，启动挂膜快;填料比表面积大，扇面的绒区促进微生物附着，在球形内部形成兼氧甚至在球形中心形成缺氧状态，生物膜上微生物品种多，食物链长，具有较高处理能力;填料安装简单，运行管理方便;填料以球形为基体形状，在曝气气泡的搅动下，这种填料会出现高速旋转的状态，阻力小，脱膜更新容易;该填料以合成纤维聚氨酯为基体材质，亲水性好。
摘要附图
权利要求书
1.一种污水处理用填料，其特征在于：所述填料为球形，包括中心的实心 球体、实心球体外层间隔设置的片状扇形扩展区和各表面的绒区。
2.根据权利要求1所述的污水处理用填料，其特征在于：所述扇形扩展区 由凹槽分隔成的扇形片状部件构成，凹槽和扇形片状部件沿同一轴向绕中 心轴间隔设置。
3.根据权利要求2所述的污水处理用填料，其特征在于：所述中心轴两端 有间隔设置的凹槽及其形成的扇形片状部件。
4.根据权利要求3所述的污水处理用填料，其特征在于：所述沿轴向绕中 心轴间隔设置的凹槽有12至16组，中心轴两端间隔设置的凹槽分别至少 有两组。
5.根据权利要求1至4任一项所述的污水处理用填料，其特征在于：所述 各表面的绒区是密布、蓬松的纤维毛绒。
6.根据权利要求5所述的污水处理用填料，其特征在于：所述填料球形直 径为8mm-20mm。
7.一种污水处理用填料制备方法，其特征在于包括以下步骤：a球形基体 的制造，采用聚氨酯材料通过成形工艺制备填料球形基体;b扩展区扇面的 形成，用多痕梨钯似的模具在球形基体四周沿中心轴向开挖，形成沿轴向 的凹槽和扇形片状部件，或继续在中心轴向两端开挖形成中心轴两端的凹 槽和扇形片状部件;c开纤，对填料表面进行延展，形成密布、蓬松的纤维 毛绒。
8.根据权利要求7所述的污水处理用填料制备方法，其特征在于所述开纤 步骤是：在室温下，将填料放进加入水的溢流染色机内，填料与水的重量 百分比例为1:5-12，开启溢流染色机以2-3min/每转的速率运行5-10分钟， 在水中加入氢氧化钠2-10克/升，乙二胺1-5克/升，溢流染色机继续运行 3-7分钟后，以2℃/min的速率升温，升温至100℃后恒温20-60分钟，降 温至60℃放液，停止溢流染色机的运转，水洗，完成开纤。
说明书
一种污水处理用填料及其制备方法
技术领域
本发明属于属于环境保护技术领域，尤其属于污水处理技术领域，具 体涉及一种污水处理用填料及其制备方法。
背景技术
生物填料是一种人工可控理化性质的有利于微生物快速附着生长的基 体，经过特殊工艺改性、构造而成，是污水处理工程中接触氧化的核心组 成材料，微生物在填料表面形成生物膜从而促进水体的净化。填料的结构、 形式与材质对污水处理系统的处理性能、运行和维护的简易程度等有直接 关系。
填料的种类，按形状分有圆球状、粒状、片状、柱状、纤维状、蜂窝 状等;按载体的材料分类，大致可分为固定型填料、软性填料、半软性填 料及复合填料等悬挂式填料和悬浮型填料，目前常用的有蜂窝填料，半软 性填料等。这些现有的填料在挂膜速度上、处理能力方面有一定的局限性， 例如，采用蜂窝状填料时，在高负荷情况下，生物膜变得较厚，容易堵塞 填料;而纤维状填料耐冲击强度低，易受到加工设备的破碎影响。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种污水处理用填料及其制备方 法。本发明要解决的问题是提供一种比表面积更大，更容易挂膜，处理效 率更好的污水处理用填料结构及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
污水处理用填料，其特征在于：所述填料为球形，包括中心的实心球 体、实心球体外层间隔设置的片状扇形扩展区和各表面的绒区。
所述扇形扩展区由凹槽分隔成的扇形片状部件构成，凹槽和扇形片状 部件沿同一轴向绕中心轴均匀间隔设置。
所述中心轴两端有间隔设置的凹槽及其形成的扇形片状部件。
所述沿轴向绕中心轴间隔设置的凹槽有12至16组，中心轴两端间隔 设置的凹槽分别至少有两组。
所述各表面的绒区是密布、蓬松的纤维毛绒。
所述填料球形直径为8mm-20mm。
本发明还提供了上述填料的制备方法：
包括以下步骤：
a球形基体的制造，采用聚氨酯材料通过成形工艺制备填料球形基体;
b扩展区扇面的形成，用多痕梨钯似的模具在球形基体四周沿中心轴 向开挖，形成沿轴向的凹槽和扇形片状部件，或继续在中心轴向两端开挖 形成中心轴两端的凹槽和扇形片状部件;
c开纤，对填料表面进行延展，形成密布、蓬松的纤维毛绒。
具体开纤步骤是：在室温下，将填料放进加入水的溢流染色机内，填 料与水的重量百分比例为1:5-12，开启溢流染色机以2-3min/每转的速率 运行5-10分钟，在水中加入氢氧化钠2-10克/升，乙二胺1-5克/升，溢 流染色机继续运行3-7分钟后，以2℃/min的速率升温，升温至100℃后恒 温20-60分钟，降温至60℃放液，停止溢流染色机的运转，水洗，完成开 纤。
本发明填料采用密度在0.98-1.08g/cm3之间的弹性扩孔亲水性聚氨酯 泡沫材料复合涤纶纤维制成。如：PEG/PET,PEG/ECDP/PET。
本发明采用复合球形绒式多孔填料结构，由聚氨酯材料制成，聚氨酯 材料包括纤维增强聚氨酯复合材料，制备工艺简便，填料具有丰富的孔结 构，为微生物提供了繁殖空间，是一种性能优异的固定化微生物载体，填 料由内核、扩展区和绒区一体化组合而成。绒区是通过利用碱氨的协调作 用对聚氨酯进行开纤处理而形成，比表面积大，填料单元与水体有良好的 交换界面。
本发明填料基体采用球形，在曝气气泡的搅动下，填料会出现高速旋 转的状态，提高了传质效果，填料扩展区的凹槽形成的通道不会形成堆积 结块，高速旋转还能使填料的死膜即时脱落，提高生物的新陈代谢。
本发明其扇面扩展区和球形基体形成的凹槽使传质距离缩短，大大提 高了传质速率，并且在球形内部形成兼氧甚至在球形中心形成缺氧状态， 产生大量的兼氧微生物，对硝态氮和亚硝态氮的反硝化效果很好。同时拥 有凹槽和绒区，使微生物启动阶段在无碰撞摩擦状态下快速挂膜，这种填 料有很多沟槽和绒区，对难降解有机悬浮物的截留能力也很强。
本发明有益性：本发明填料独特的结构及其工艺使其充氧性能好，启 动挂膜快;填料比表面积大，扇面的绒区促进微生物附着，在球形内部形 成兼氧甚至在球形中心形成缺氧状态，生物膜上微生物品种多，食物链长， 具有较高处理能力;填料安装简单，运行管理方便;填料以球形为基体形 状，在曝气气泡的搅动下，这种填料会出现高速旋转的状态，阻力小，脱 膜更新容易;该填料以合成纤维聚氨酯为基体材质，亲水性好。