一种污水处理用填料及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于属于环境保护
，尤其属于污水处理
，具体涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足公开了。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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°C /min的速率升温，升温至100°C后恒温20-60分钟，降温至60°C放液，停止溢流染色机的运转，水洗，完成开纤。本专利技术填料采用密度在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。本专利技术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。本专利技术填料基体采用球形，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。本专利技术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。本专利技术有益性:本专利技术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。【附图说明】图1是本专利技术填料球形基体平面示意图；图2是本专利技术填料轴向开槽平面结构示意图；图3是本专利技术填料轴向和两端开槽结构示意图；图4是本专利技术填料开纤后一结构示意图；图5是本专利技术填料开纤后另一结构示意图；图6是本专利技术填料扇形片状部件结构示意图；图7是本专利技术填料立体示意图。【具体实施方式】下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，实施例只用于对本专利技术进行进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本专利技术的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本专利技术保护的范围。结合图1至图7。如图所示，污水处理用填料为球形，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。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。中心轴两端有间隔设置的凹槽及其形成的扇形片状部件。沿轴向绕中心轴间隔设置的凹槽有12至16组，本例是12组；中心轴两端间隔设置的凹槽分别至少有两组，本例是3组。各表面的绒区是密布、蓬松的纤维毛绒。本专利技术填料球形直径为8mm-20mm。如图所示，图1是填料球形基体平面示意图，垂直于纸面方向为球体的中心轴。图2是填料轴向开槽平面结构示意图，图中，沿垂直于纸面的球体中心轴开挖了轴向设置的12组凹槽，形成了相应的扇形片状部件。图3是填料轴向和两端开槽结构示意图，图中，图中，沿垂直于纸面的球体中心轴开挖了轴向设置的12组凹槽，形成了相应的扇形片状部件，同时在轴向两端开挖了 3组凹槽，形成了两端的两组扇形片状部件。图4、图5分别是开纤后的填料结构状态示意图。图中填料表面仅为示意，表示填料表面为密布、蓬松的纤维毛绒。图6是本专利技术填料扇形片状部件结构示意图；图7是本专利技术填料立体示意图。如图所示，本专利技术填料独特的结构使其充氧性能好，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。填料的制备方法如下: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°C /min的速率升温，升温至100°C后恒温20-60分钟，降温至60°C放液，停止溢流染色机的运转，水洗，完成开纤。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/本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张进，刘成军，刘选云，梁仁君，罗贤，杨仁凯，
申请(专利权)人：四川省科学城天人环保有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51