一种开放式生物填料结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开放式生物填料结构，涉及污水处理领域，包括填料本体和支撑体，所述支撑体包括两个支撑条，所述两个支撑条构成一个十字架，所述填料本体包括第一圆柱体和第二正方体，所述第一圆柱体和第二正方体分别固定在两个支撑条构成的十字架上，所述第二正方体设置在所述第一圆柱体内部，所述第一圆柱体外有紧贴外侧面的均匀分布的外齿轮。该开放式生物填料是一种齿轮状开放圆柱体，克服了上一代填料有死角的缺点，其特殊结构使水中空气气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气和污染物的接触机率，提高了系统的传质效率和生物的降解活性，同时填料内部为硝化细菌的成长提供了绝佳的条件，更有利于生物脱氮反应。

【技术实现步骤摘要】
一种开放式生物填料结构
本技术涉及污水处理领域，具体是一种开放式生物填料结构。
技术介绍
水污染问题越来越成为社会关注的焦点之一，由于我国水体富营养化问题日趋严重，而且目前应用较广泛的常规二级处理工艺对污水中的氮去除率不高，难以适应社会发展的需要，因此脱氮工艺已经成为水污染控制的关键技术。污水二级处理是污水经一级处理后，再经过具有活性污泥的曝气池及沉淀池的处理，使污水进一步净化的工艺过程。常用生物法和絮凝法。生物法是利用微生物处理污水，主要除去一级处理后污水中的有机物。流动床生物膜反应器(MBBR)技术凭借其对有机物和氨氮处理优势得到广泛的关注，影响MBBR的硝化能力的诸多条件中，填料是其核心技术，填料的性能直接关系到挂膜的难易程度，反应器中的生物量以及反应器的处理效率。在污水处理领域通常采用生物填料作为微生物生长繁殖的场所，填料对微生物的生长增殖起至关重要的作用，填料外部膜更新快、活性强，内部膜受到充分保护，生物生长状态良好，使微生物的降解效率更高。目前已有的生物填料种类有：软性纤维填料、组合纤维填料(多孔)、组合纤维填料(夹片)、弹性立体填料、悬浮填料、斜悬式多孔悬浮填料MBBR、蜂窝斜(直)管填料、纤维球填料等。但是目前常用的生物填料结构不能完全满足生物在填料中的生长，经常会发生微生物生长缓慢，填料易积泥，附着面积小，设置方式较固定，内部结构受水的冲击力影响较大等问题，使水处理效果不稳定。同时，目前常用的填料如K1、K2、K3、多面空心球等，都是具有环形闭合结构，存在水流和溶氧的死角，时间长了会造成生物膜过度堆积，老旧生物膜不易脱落甚至会发生堵塞，使得MBBR的优点将难以发挥。因此提供一种提高生物填料表面积、克服上一代填料有死角缺点且便于生物膜脱落的新型生物填料成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种开放式生物填料结构，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种开放式生物填料结构，其特征在于，包括填料本体和支撑体，所述支撑体包括两个支撑条，所述两个支撑条构成一个十字架，所述填料本体包括第一圆柱体和第二正方体，所述第一圆柱体和第二正方体分别固定在两个支撑条构成的十字架上，所述第二正方体的边长为第一所述圆柱体的直径的一半，所述第二正方体设置在所述第一圆柱体内部，所述第一圆柱体外有紧贴外侧面的外齿条。齿条的开放设计克服了上一代填料有死角的缺点，同时，齿条的设计进一步增加了填料表面积，增大了与微生物的接触面积，从而有利于微生物在填料上的生长和挂膜。进一步的，所述支撑体包括第一支撑条与第二支撑条，所述第一支撑条和第二支撑条长度相等，所述第一支撑条和第二支撑体交叉设置在所述第一圆柱体和第二正方体的内侧，并呈十字架结构，以此来连接固定所述第一圆柱体和第二正方体，固定点位于所述第一圆柱体和第二正方体的公共中心点。共中心点且十字交叉的结构设计稳定了所述填料本体的形状，使得填料在运行过程中不会因为冲撞而导致所述填料本体结构变形，从而延长所述开放式生物填料的使用寿命。同时又能保证水的流动性，保证水能够充分与所述开放式生物填料接触，从而提高反应效率。进一步的，所述第一支撑条与第二支撑条构成的十字架结构有四个支脚，所述四个支脚长度相等，所述四个支脚将第一圆柱体和第二正方体分别分为四个污水处理区域，所述四个污水处理区域中的第一圆柱体和第二正方体分别设置有开放口。圆柱体的结构设计能够提高所述填料本体的表面积，增大与微生物的接触面积，从而有利于微生物在填料上的生长和挂膜，同时能够使老化的生物膜易于脱落。同时，开放口的设计克服了上一代填料有死角的缺点。进一步的，所述第二正方体固定在所述支撑条上的结构为四个内齿条，所述内齿条为直线结构，四个所述内齿条相互之间留有空隙，构成四个所述内开放口，每个所述内齿条被所述支撑条二等分，四个所述内齿条及四个所述内开放口构成了所述第二正方体，这样的结构设计进一步增加了整个结构的对称性和稳定性，使得微生物能充分接触填料，有利于生物脱氮的充分反应以及延长生物填料的使用寿命。进一步的，所述第一圆柱体和第二正方体在同一个污水处理区域中的开放口相对流通，所述第一圆柱体有第一外开放口、第二外开放口、第三外开放口以及第四外开放口，所述第二正方体有第一内开放口、第二内开放口、第三内开放口、第四内开放口；所述第一圆柱体和第二正方体位于同一个污水处理区域的开放口位置处于一条直线上，且所有开放口的大小相同。其特殊结构使水中空气气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气和污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。进一步的，所述第一圆柱体和第二正方体以及支撑体的壁厚均为0.50-1.00mm，且所述第一圆柱体与第二正方体为共中心点，这样增加了生物填料结构的对称性，提高了生物填料结构的稳定性。进一步的，所述第一支撑条和第二支撑条被两个所述短齿条固定，固定点位于所述第一圆柱体与第二正方体的公共中心点，两个所述短齿条构成十字架，两个所述短齿条与所述第一支撑条和第二支撑条之间两两互成45度。短齿条的设计提高了生物填料结构的对称性和稳定性，充分的对称与开放结构设计克服了上一代填料有死角的缺点，并可以根据实际使用需要对大小和尺寸进行变化，使得保护范围除了图示的大小和结构外，还可以保护同样结构不同大小、尺寸，以及类似的齿轮状结构。进一步的，所述第一圆柱体的内圆半径为5.00mm，所述第二正方体的横截面边长为2.5mm，所述内齿条的横截面弧长长度为1.00mm，所述外齿条均匀分布在所述第一圆柱体外侧，所述外齿条的横截面长度为1.00mm，两个所述短齿条的横截面长度为1.00mm，所述支撑条的横截面长度为12.00mm，所述开放式生物填料的长度为8.00-15.00mm。所述第二正方体的横截面边长为所述第一圆柱体的内圆半径的一半，增加了结构的对称性，同时方便了所述生物填料的制造。所述支撑体的长度满足了所述第一圆柱体的圆半径的同时，保持与所述外齿条的长度相等，进一步增加了结构的对称性与稳定性。进一步的，所述填料本体是聚丙烯材质的填料本体，所述支撑体是聚丙烯材质的支撑体，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，且能够抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，其密度小于水的密度，所以安装方式比较灵活，可串联或悬浮等。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术涉及新一代开放式生物填料Xi系列(i为1-9的阿拉伯数字)，其基于生物膜动力学研究的最新成果，是一种带有齿条的开放结构体，克服了上一代填料有死角的缺点，并可以根据实际使用需要对大小和尺寸进行变化，使得保护范围除了图示的大小和结构外，还可以保护同样结构不同大小、尺寸，以及类似的齿轮状结构，其特殊结构使水中空气气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气和污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。同时填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，更有利于老旧生物膜的脱落和新生物的生长，为硝化细菌的成长提供了绝佳的条件。附图说明图1为本技术一种开放式生物填料结构的结构示意图；图2为本技术一种开放式生物填料结构的横截图；图3为本技术一种开放式生物填料结构的左视图；图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开放式生物填料结构，其特征在于，包括填料本体和支撑体，所述支撑体包括两个支撑条，所述两个支撑条构成一个十字架，所述填料本体包括第一圆柱体(1)和第二正方体(2)，所述第一圆柱体(1)和第二正方体(2)分别固定在两个支撑条构成的十字架上，所述第二正方体(2)的边长为第一所述圆柱体(1)的直径的一半，所述第二正方体(2)设置在所述第一圆柱体(1)内部，所述第一圆柱体(1)外有紧贴外侧面的外齿条(3)。

【技术特征摘要】
1.一种开放式生物填料结构，其特征在于，包括填料本体和支撑体，所述支撑体包括两个支撑条，所述两个支撑条构成一个十字架，所述填料本体包括第一圆柱体(1)和第二正方体(2)，所述第一圆柱体(1)和第二正方体(2)分别固定在两个支撑条构成的十字架上，所述第二正方体(2)的边长为第一所述圆柱体(1)的直径的一半，所述第二正方体(2)设置在所述第一圆柱体(1)内部，所述第一圆柱体(1)外有紧贴外侧面的外齿条(3)。2.根据权利要求1所述的一种开放式生物填料结构，其特征在于，所述支撑体包括第一支撑条(41)与第二支撑条(42)，所述第一支撑条(41)和第二支撑条(42)长度相等，所述第一支撑条(41)和第二支撑条(42)交叉设置在所述第一圆柱体(1)和第二正方体(2)的内侧，并呈十字架结构，用于固定所述第一圆柱体(1)和第二正方体(2)，十字架结构的交叉点位于所述第一圆柱体(1)和第二正方体(2)的公共中心点。3.根据权利要求2所述的一种开放式生物填料结构，其特征在于，所述第一支撑条(41)与第二支撑条(42)构成的十字架结构有四个支脚(7)，所述四个支脚(7)长度相等，所述四个支脚(7)将所述第一圆柱体(1)和第二正方体(2)分别分为四个污水处理区域，所述四个污水处理区域中的第一圆柱体(1)和所述第二正方体(2)分别设置有开放口。4.根据权利要求3所述的一种开放式生物填料结构，其特征在于，所述第二正方体(2)固定在所述支撑条上的结构为四个内齿条，所述内齿条为直线结构，四个所述内齿条相互之间留有空隙，构成四个内开放口，每个所述内齿条被所述支撑条二等分，四个所述内齿条及四个所述内开放口构成了所述第二正方体...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵汉取，
申请(专利权)人：湖州师范学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33