申请日2014.07.07
公开(公告)日2014.09.17
IPC分类号C02F3/10; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，属于水污染治理装置领域，包括筒体、搅拌装置、曝气装置及填料;装置还包括水浴机和水浴机进水泵，所述水浴机两端分别与水浴层进水管和水浴层出水管连接，其中水浴机与水浴层进水管之间设置有水浴层进水泵;所述填料垂直悬挂在上、下网格之间，相邻两列填料成高低层错开排列，相邻两排填料之间间距相等;且所述下网格与内腔内缘相匹配，上网格与内腔外缘相匹配。本发明填料挂膜率高，污水处理负荷较高，能实现自动控制，不会发生堵塞，适用于家庭、小区或工厂等生活污水以及类似水质的污水处理。
权利要求书
1.一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，包括筒体、搅拌装置、曝气装置及填料; 所述筒体包括相嵌套的外壳和内腔，内腔内装有搅拌装置，内腔底部设置有曝气装置;所述 筒体的外壳上设置有水浴层进水管和水浴层出水管，筒体上还设置有连通内腔的反应层进水 管和反应层出水管;其特征在于：还包括水浴机和水浴机进水泵，所述水浴机两端分别与水 浴层进水管和水浴层出水管连接，其中水浴机与水浴层进水管之间设置有水浴层进水泵;装 置还包括上、下网格，且所述填料垂直悬挂在上、下网格之间，相邻两列填料成高低层错开 排列，相邻两排填料之间间距相等;且所述下网格与内腔内缘相匹配，上网格与内腔外缘相 匹配。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：所 述填料由塑料类超细球形粉体经3D打印技术加工制成，且塑料类超细球形粉体的粒径范围 为100-1000目。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：所 述填料为大于或等于5边的立体空心类蜂窝状球形结构，且填料直径为30～150mm。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于： 所述筒体还包括设置有多个排气孔的筒盖。
5.根据权利要求4所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：所 述外壳和内腔均为圆柱体，高与直径比为2:1～5:1，且所述筒体为有机玻璃材质或者PVC。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：所 述反应层进水管设置在筒体一侧的底端，所述反应层出水管为多个，且在不同高度均匀设置 在筒体另一侧。
7.根据权利要求1所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：所 述上、下网格为正多边形网状，且上网格两侧设置有与内腔顶端外缘相匹配的卡片，下网格 设置在反应层进水管的上方。
8.根据权利要求1所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：还 包括自动控制装置，自动控制装置通过空压泵与曝气装置相连接，自动控制装置内部有溶解 氧探头及温度探头。
9.根据权利要求1所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：所 述反应层进、出口分别依次连接进、出水泵和进、出水电磁阀。
10.根据权利要求1所述的一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，其特征在于：所 述内腔内还设置有PH在线监测计。
说明书
一种基于3D打印生物填料的污水处理装置
技术领域
本发明属于水污染治理装置领域，具体涉及一种基于3D打印生物填料的污水处理装置。
背景技术
由于工业生产的日益发展和人口急剧增加，我国水资源正遭受来自生产、生活等各方面 的污染，因此污水处理技术和装置应运而生。生物膜污水处理技术是一种被广泛应用的污水 处理技术，这种技术的实质是细菌及一些原生动物、后生动物一类的微型生物附在填料表面 生长繁育，形成生物膜，污水中的污染物被生物膜中的微生物降解，从而使污水得到净化。 传统的填料种类很多，包括固定式蜂窝状填料、波纹板状填料、多孔生物填料以及球型填料 等，置放方式包括固定式、悬挂式以及悬浮式等多种方式。而这些填料有各种各样的优缺点， 比如蜂窝状填料抗有机负荷冲击效果差，生物膜易脱落;悬挂式软式生物填料传统填料纤维 丝易缠结、结块、断丝，结块中心部分会形成厌氧环境，使用时间短;悬浮型填料则会因为 生物挂膜、积泥等问题导致填料下沉堆积。工程中运用的填料通常追求比表面积大、布水布 气特性好，同时对挂膜速率、挂膜紧密程度、对污染物的扑捉程度等方面也具有较高的要求。 尽管现水处理生物填料种类及置放方式繁多，但是难以同时满足多种功能需求。
同时，影响生物填料挂膜的因素很多，其中最重要的是填料表面特性。表面粗糙度是影 响填料表面形成初期生物膜的主要因素之一。填料表面的粗糙部分，如孔洞、裂缝等可以对 微生物直接起到保护作用，减小水力剪切对微生物的冲刷作用。粗糙的表面有利于微生物的 附着与增殖，故填料表面粗糙度越大，微生物在填料表面的附着能力也就越强。应用3D打印 技术能够制备出相比普通填料的表面粗糙度较高、结构复杂的生物填料，此结构有利于对生 物挂膜，至今还未见有采用3D打印技术加工制作的填料用于污水生物处理的技术。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，此装置 能够较高的去除氮磷，不易堵塞，运行稳定。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于3D打印生物填料的污水处理装置，包括筒体、搅拌装置、曝气装置及填料; 所述筒体包括相嵌套的外壳和内腔，内腔内装有搅拌装置，内腔底部设置有曝气装置;所述 筒体的外壳上设置有水浴层进水管和水浴层出水管，筒体上还设置有连通内腔的反应层进水 管和反应层出水管;还包括水浴机和水浴机进水泵，所述水浴机两端分别与水浴层进水管和 水浴层出水管连接，其中水浴机与水浴层进水管之间设置有水浴层进水泵;装置还包括上、 下网格，且所述填料垂直悬挂在上、下网格之间，相邻两列填料成高低层错开排列，相邻两 排填料之间间距相等;且所述下网格与内腔内缘相匹配，上网格与内腔外缘相匹配。
进一步，所述填料由塑料类超细球形粉体经3D打印技术加工制成，且塑料类超细球形 粉体的粒径范围为100-1000目。
进一步的，所述填料为大于或等于5边的立体空心类蜂窝状球形结构，且填料直径为30～ 150mm。
进一步的，所述筒体还包括设置有多个排气孔的筒盖。
进一步的，所述外壳和内腔均为圆柱体，高与直径比为2:1～5:1，且所述筒体为有机玻 璃材质或者PVC。
进一步的，所述反应层进水管设置在筒体一侧的底端，所述反应层出水管为多个，且在 不同高度均匀设置在筒体另一侧。
进一步的，所述上、下网格为正多边形网状，且上网格两侧设置有与内腔顶端外缘相匹 配的卡片，下网格设置在反应层进水管的上方。
进一步的，还包括自动控制装置，自动控制装置通过空压泵与曝气装置相连接，自动控 制装置内部有溶解氧探头及温度探头。
进一步的，所述反应层进、出管分别依次连接进、出水泵和进、出水电磁阀。
进一步的，所述内腔内还设置有PH在线监测计。
本发明与现有技术相比，具有以下技术优势：
1.采用3D打印技术加工蜂窝状球型填料，生物填料制造原料为塑料类超细球形粉体， 比表面积以及粗糙度高于普通接触氧化挂膜填料，微生物易于附着，挂膜速度较快。
2.填料布置形式采用固定悬挂式，将球形填料串起，相邻两排填料呈等间距，相邻两列 填料呈高低层错开状排列，使装置内布水、布气均匀，同时不会发生由于生物膜生长而导致 填料下沉堆积，也不会发生缠绕，结丝等问题。
3.本装置设置有水浴层，由水浴层进水泵泵将水浴机中的水抽入水浴层，出来的水再进 入水浴机，实现水浴循环，保证内腔温度稳定，可以使微生物在温度较低的情况下仍能够良 好生长。
4.本装置的下网格设置在反应层进水管上方，使填料区域与进水区域相隔离，填料不会 堆积于底部，也不会堵塞进水管以及曝气装置;同时老化脱落的生物膜可以脱落在装置底部， 有利于被排出。
5.本装置采用控制系统，控制装置内部溶解氧浓度，使溶解氧浓度稳定在一个区间内。