專利名稱：球形生物接觸濾材及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種球形生物接觸濾材及其應(yīng)用，其主要是應(yīng)用在有機(jī)性廢水的處理，應(yīng)用球形的生物接觸濾材含有極大的比表面積，以達(dá)到高效率的廢水處理。
眾所周知，廢污水生物處理即是應(yīng)用自然界河川的自凈作用原理，當(dāng)河川的水質(zhì)受到有機(jī)廢水污染后，污染程度隨著流程漸行減少，當(dāng)污染狀況降至某一現(xiàn)值以下時(shí)，必將再度恢復(fù)為清凈的河川，此一現(xiàn)象為河川本身具有自凈能力之故，一般稱為河川自凈作用，河川的自凈能力主要仰賴棲息于水中及底床中的各種生物的作用。
一般有機(jī)性廢水的處理，凡利用水的自凈作用過(guò)程的一部分，通過(guò)人工設(shè)施以提高處理效率的方法，稱為生物處理法，而生物處理法可概分為好氧性及厭氧性兩大類，好氧性處理法有活性污泥法、生物膜法及安定池法等，生物膜法一般有滴濾池法、旋轉(zhuǎn)生物圓盤(pán)法及接觸曝氣法等。


圖1所示為生物膜的代謝模式圖，河川的底床一般為礫石，該礫石的表面經(jīng)常被細(xì)菌、藻類及原生動(dòng)物等微生物及輪蟲(chóng)類、貧毛蟲(chóng)類等微小后生動(dòng)物所組成的軟泥覆蓋，此軟泥即為生物膜；有機(jī)物質(zhì)及氧為由一面吸收、擴(kuò)散而進(jìn)入膜內(nèi)，其間有機(jī)質(zhì)由于生物體的同化及氧化而減少，生物膜10’在生物接觸濾材50’的表面生成，生物膜10’的外側(cè)在氧氣的供應(yīng)下與有機(jī)廢水20’接觸，由于其具有良好的生物氧化機(jī)能，而稱為好氧性30’，而生物膜10’深處，由于溶氧不能到達(dá)，就產(chǎn)生厭氧生物分解作用，因而稱為厭氧性40’，而生物膜法最大的目的，是去除廢水中的有機(jī)污染成分BOD。
一般生物膜法的生物接觸濾材種類包含如下幾種1、蜂巢管狀生物接觸濾材料(Honey-Comb Contacter)，圖2為傳統(tǒng)的生物處理的蜂巢管狀生物接觸濾材示意圖，此法是1973年所開(kāi)發(fā)出來(lái)的生物處理法，以長(zhǎng)的介質(zhì)放置于槽內(nèi)，使水流來(lái)回循環(huán)以達(dá)凈化效果。其主要缺點(diǎn)是有阻塞的困擾、管內(nèi)流速不易均勻及因體積較大，增加搬運(yùn)費(fèi)用。
2、繩狀生物接觸濾材料，圖3為傳統(tǒng)的生物處理的繩狀生物接觸濾材裝置示意圖，接觸濾材31通過(guò)支撐架32置于槽體30內(nèi)，空氣38通過(guò)置于導(dǎo)管33內(nèi)的散氣裝置35進(jìn)入槽體30內(nèi)，廢水從入口36進(jìn)入，凈化水從出口37流出，繩狀生物接觸濾材料31為氯乙烯環(huán)狀繩的微細(xì)的輪狀體編織而成。其主要缺陷是需生物接觸濾材的支架及必須使用散氣裝置，施工上較為不易，且其成型不易，比表面積不易確認(rèn)，造成無(wú)法精確設(shè)計(jì)曝氣槽。
3、網(wǎng)狀生物接觸濾材料，圖4為傳統(tǒng)的生物處理的網(wǎng)狀生物接觸濾材示意圖，空氣41分別導(dǎo)入網(wǎng)狀生物接觸濾材料42和散氣裝置43，廢水從導(dǎo)入口44導(dǎo)入。此種生物接觸濾材42為聚乙烯材質(zhì)，網(wǎng)狀多孔性的形狀，平行垂直配置填充而成，而采線狀全面曝氣方式。其主要缺點(diǎn)是對(duì)于懸浮物的捕捉力較弱及對(duì)于維持生物膜量的能力較差。
4、板狀生物接觸濾材料，圖5為傳統(tǒng)的生物處理的板狀生物接觸濾材示意圖，其主要缺點(diǎn)是對(duì)于懸浮物的捕捉力較弱及對(duì)于維持生物膜量的能力較差。
5、網(wǎng)管狀生物接觸濾材料，網(wǎng)管狀生物接觸濾材料的材質(zhì)仍為塑膠材料，為呈網(wǎng)管狀，其生物附著的有效表面積較大為其特性。其主要缺點(diǎn)是對(duì)于懸浮物的捕捉力較弱及對(duì)于維持生物膜量的能力較差。
綜上所述，一般的生物膜生物處理法都有缺點(diǎn)，綜合其主要的缺點(diǎn)如下(1)因微生物的滋長(zhǎng)造成生物接觸濾材的生物膜增殖過(guò)厚，影響其廢水的凈化處理效果，并造成生物接觸濾材的阻塞，如果阻塞無(wú)法通過(guò)反沖洗清除，常使得曝氣槽出現(xiàn)厭氧現(xiàn)象，造成水質(zhì)惡化及處理失效。
(2)一般生物接觸濾材皆需要支撐架，以將的架設(shè)在槽體內(nèi)，設(shè)計(jì)與施工過(guò)程較繁復(fù)，耗費(fèi)人力及材料，不甚經(jīng)濟(jì)。
(3)若生物接觸濾材或支撐架需更換或維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，操作極其困難，必須停止使用，排空槽體內(nèi)部的廢污水，工程耗大，且生物接觸濾材及支撐架有壓毀崩塌的危險(xiǎn)。
(4)一般的生物接觸濾材的設(shè)計(jì)為固定床式，需依靠曝氣攪拌所造成的水流循環(huán)，帶動(dòng)廢污水進(jìn)入生物接觸濾材內(nèi)部，以達(dá)到微生物氧化分解的目的，生物膜吸附氧化分解有機(jī)污染物的效率受到水流循環(huán)效果的影響極大，處理效率往往因生物接觸濾材阻塞而大幅降低。
(5)一般的生物接觸濾材的設(shè)計(jì)應(yīng)用須審慎考慮曝氣槽的槽體的長(zhǎng)寬大小、長(zhǎng)寬比例與水深高低，以及生物接觸濾材的配置尺寸與比例，且需遷就生物接觸濾材的模組大小進(jìn)行曝氣槽的設(shè)計(jì)，否則無(wú)法獲致理想的曝氣攪拌與水流循環(huán)作用，不但規(guī)劃設(shè)計(jì)工作受到限制，且土地的應(yīng)用沒(méi)有彈性。
(6)由于曝氣槽體須按規(guī)制的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)，往往需將曝氣槽區(qū)劃為多個(gè)槽體，不但耗費(fèi)土木建造成本，管線設(shè)備費(fèi)用亦大幅增加，對(duì)廢污水量大的場(chǎng)合，無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。
(7)一般應(yīng)用于廢污水二級(jí)生物處理的固定床式接觸曝氣法，采用的生物接觸濾材比表面積通常必須小于100m2/m3，否則生物接觸濾材間距或空隙率不足，將造成阻塞現(xiàn)象發(fā)生，再者曝氣攪拌的傳氧效率通常亦無(wú)法有效提升，通常傳氧效率約在6-9％左右，此等因素的限制，使得傳統(tǒng)的接觸曝氣法的處理負(fù)荷無(wú)法有效提高，傳統(tǒng)接觸曝氣法的曝氣槽容積負(fù)荷約在0.3-0.6kg BOD/m3·日。
(8)一般的固定床式接觸曝氣法，由于曝氣槽內(nèi)所設(shè)置的生物接觸濾材數(shù)量固定，因而曝氣槽的操作容積負(fù)荷無(wú)法大幅度變動(dòng)提高，其操作彈性極低，難以因應(yīng)廢污水量增加或污染濃度增大的情況。
(9)傳統(tǒng)的接觸曝氣法無(wú)法無(wú)法完全抑止絲狀菌的滋長(zhǎng)，而絲狀菌會(huì)使生物接觸濾材發(fā)生阻塞及造成后續(xù)沉淀處理單元污泥沉降分離困難，并導(dǎo)致處理水質(zhì)不佳。
針對(duì)上述傳統(tǒng)接觸曝氣法的缺陷，本發(fā)明人提出一種新穎且比表面積極大的球形生物接觸濾材。因?yàn)殚L(zhǎng)久以來(lái)接觸曝氣法的改良一直是環(huán)境保護(hù)工作者殷切的期盼，本發(fā)明人基于多年從事于生物處理相關(guān)產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)及技術(shù)推廣應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)多方研究設(shè)計(jì)探討，終于研究出一種球形生物接觸濾材構(gòu)造改。
本發(fā)明的主要目的是提供一種球形生物接觸濾材，其是提供一較高的比表面積且不易阻塞，達(dá)到使得接觸曝氣槽的容積負(fù)荷大幅提高的目的。
本發(fā)明的第二目的是提供一種球形生物接觸濾材，由于極大的比表面積，可于曝氣槽中蓄績(jī)較多量的微生物群體，達(dá)到不但可使得整個(gè)生物處理系統(tǒng)曝氣槽單位容積的有機(jī)污染物去除效率大幅增加，并同時(shí)兼具較佳的硝化脫氮作用的目的。
本發(fā)明的第三目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，球形生物接觸濾材在曝氣槽水體中曝氣攪拌上下翻滾，使得生物接觸濾材與廢污水中有機(jī)污染物的接觸機(jī)會(huì)大增，達(dá)到提升廢污水中有機(jī)污染物的分解去除效率的目的。
本發(fā)明的第四目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，球形生物接觸濾材于曝氣槽水槽中曝氣攪拌上下翻滾，由于水流及氣泡的沖擊剪力作用，達(dá)到使其較不易發(fā)生阻塞的目的。
本發(fā)明的第五目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，球形生物接觸濾材于曝氣槽水體中為上下流動(dòng)翻滾方式與廢污水中的污染物質(zhì)接觸，達(dá)到不使用生物接觸濾材支撐架，簡(jiǎn)化工程設(shè)計(jì)及縮短工期的目的。
本發(fā)明的第六目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，因球形生物接觸濾材不阻塞，所以不需架設(shè)生物接觸濾材反沖洗的設(shè)備，達(dá)到簡(jiǎn)化工程設(shè)計(jì)及縮短工期的目的。
本發(fā)明的第七目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，球形生物接觸濾材本身具有切割、阻留水中氣泡的功能，達(dá)到大幅提升曝氣攪拌所供應(yīng)氧氣的利用效率，降低動(dòng)力消耗；在中低污染負(fù)荷的條件下，曝氣攪拌可不需使用細(xì)氣泡散氣管或散氣盤(pán)等散氣裝置，僅需于曝氣槽底部配置一般打孔的空氣管線進(jìn)行曝氣攪拌，即可提供接觸曝氣槽徽生物群所需的氧量，另并此而克服細(xì)氣泡散氣管或散氣盤(pán)等散氣裝置的堵塞、破損、老化等問(wèn)題，減除維修困擾，達(dá)到不但可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)施工、降低建造成本與操作費(fèi)用，更可提升操作維護(hù)便利性的目的。
本發(fā)明的第八目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，因球形生物接觸濾材在槽體中彼此接觸時(shí)其摩擦面較小，達(dá)到使用時(shí)間長(zhǎng)，不易磨損且其為球體結(jié)構(gòu)較強(qiáng)固的目的。
本發(fā)明的第九目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，整個(gè)曝氣槽的槽體不需設(shè)計(jì)及設(shè)置復(fù)雜的管線配置散氣盤(pán)，且因其球體的效率高，達(dá)到不需使用太多的管線，使整個(gè)槽底配置管線簡(jiǎn)單化且施工容易的目的。
本發(fā)明的第十目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，球形生物接觸濾材可應(yīng)用于各種形狀的曝氣槽，廢污水處理場(chǎng)曝氣槽的設(shè)置，達(dá)到運(yùn)用畸零地或周邊土地，提升土地利用效率的目的。
本發(fā)明的第十一目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，球形生物接觸濾材可作為既設(shè)的廢污水處理場(chǎng)提升處理能力的最佳選擇，當(dāng)廢污水BOD污染量增加時(shí)，無(wú)需擴(kuò)建曝氣槽，僅需投入適量的球形生物接觸濾材，并增設(shè)曝氣槽出水?dāng)r柵(網(wǎng))防止球形生物生物接觸濾材流出即可，達(dá)到改善工程施工極其容易，縮短改善工期的目的。
本發(fā)明的第十二目的是提供一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，球形生物接觸濾材在曝氣槽水體中翻滾流動(dòng)，達(dá)到有效抑制絲狀菌微生物的滋長(zhǎng)及提升后續(xù)沉淀槽的生物污泥沉淀分離效率的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種球形生物接觸濾材，其特征是它包括有球形的本體，其中心設(shè)有一個(gè)以上軸心空孔，配合多數(shù)個(gè)葉片組合而成。
該本體內(nèi)包含一中心體，該中心體設(shè)置于該軸心空孔與葉片之間。該中心體選自三角錐體、四邊體、多邊體、球體及橢圓體的其中之一。該攪拌設(shè)備選自機(jī)械攪拌及曝氣攪拌的其中之一。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為同心環(huán)的組合。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為對(duì)稱配置。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置時(shí)組合為交錯(cuò)等分配置。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置隨該中心體的外型輪廓而環(huán)設(shè)配置，并維持本體為圓球形構(gòu)造。該本體中心的軸心空孔的形狀選擇圓形、三角形、四邊形、多邊形或橢圓形的其中之一。
一種球形接觸濾材，其特征是該球形本體的中心設(shè)有一個(gè)以上的軸心空孔，通過(guò)多數(shù)個(gè)葉片組合而成。
該本體包含中心體，該中心體設(shè)置于該軸心空孔與葉片之間。該中心體選自三角錐體、四邊體、多邊體、球體及橢圓體的其中之一。該攪拌設(shè)備選自機(jī)械攪拌及曝氣攪拌的其中之一。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為同心環(huán)的組合。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為對(duì)稱配置。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為交錯(cuò)等分配置。該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置隨著該中心體的外型輪廓而環(huán)設(shè)配置，并維持該本體為圓球形構(gòu)造。該本體的中心設(shè)有的軸心空孔的形狀選擇為圓形、三角形、四邊形、多邊形或橢圓形的其中之一。
一種球形生物接觸濾材的應(yīng)用，其特征是該球形生物接觸濾材的本體放置于有機(jī)廢水處理的槽體內(nèi)使用。該槽體內(nèi)設(shè)有多數(shù)個(gè)適當(dāng)距離間距的攪拌設(shè)備。該攪拌設(shè)備選自機(jī)械攪拌及曝氣攪拌的其中之一。該球形生物接觸濾材的本體為任意放置于有機(jī)廢水處理的槽體內(nèi)使用。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是不僅可解決生物接觸濾材阻塞的問(wèn)題，更大幅提升曝氣槽的容積負(fù)荷與曝氣傳氧效率；并免除了生物接觸濾材反沖洗設(shè)備與反沖洗操作，以及免除了生物接觸濾材的支撐架，又可簡(jiǎn)化散氣裝置的設(shè)置，大大地精簡(jiǎn)曝氣槽槽體結(jié)構(gòu)及設(shè)備；此球形生物接觸濾材的應(yīng)用，將可大幅增進(jìn)廢污水生物處理系統(tǒng)的處理能力，提高操作彈性，降低處理成本，增大土地使用效率。
下面結(jié)合較佳實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為傳統(tǒng)生物膜的代謝模式示意圖。
圖2為傳統(tǒng)的蜂巢管狀生物接觸濾材示意圖。
圖3為傳統(tǒng)的繩狀生物接觸濾材裝置示意圖。
圖4為傳統(tǒng)的網(wǎng)狀生物接觸濾材示意圖。
圖5為傳統(tǒng)的板狀生物接觸濾材示意圖。
圖6為本發(fā)明的實(shí)施例1主視示意圖。
圖7為本發(fā)明的實(shí)施例1側(cè)視示意圖。
圖8為本發(fā)明的實(shí)施例1俯視示意圖。
圖9為本發(fā)明的實(shí)施例1主視剖面示意圖。
圖10為本發(fā)明的實(shí)施例1側(cè)視剖面示意圖。
圖11為本發(fā)明的實(shí)施例2主視示意圖。
圖12為本發(fā)明的實(shí)施例2側(cè)視示意圖。
圖13為本發(fā)明的實(shí)施例2俯視示意圖。
圖14為本發(fā)明的實(shí)施例2主視剖面示意圖。
圖15為本發(fā)明的實(shí)施例2側(cè)視剖面示意圖。
圖16為本發(fā)明的實(shí)施例3主視示意圖。
圖17為本發(fā)明的實(shí)施例3側(cè)視示意圖。
圖18為本發(fā)明的實(shí)施例3俯視示意圖。
圖19為本發(fā)明的實(shí)施例3主視剖面示意圖。
圖20為本發(fā)明的實(shí)施例3側(cè)視剖面示意圖。
圖21為本發(fā)明的實(shí)施例4的生物處理裝置的示意圖。
圖22為本發(fā)明的實(shí)施例4的生物處理裝置的曝氣孔示意圖。
圖23為本發(fā)明的實(shí)施例5的生物處理裝置的示意圖。
實(shí)施例1參閱圖6-圖10，本發(fā)明的球體結(jié)構(gòu)的中心設(shè)有一中心體100，該中心體可選自多種形狀如三角錐體、四方體、多邊體、球體及橢圓體等等，該中心體軸向穿設(shè)有一個(gè)以上的軸心空孔，中心體外以多數(shù)個(gè)相同的同心圓環(huán)狀的葉片所組合而成，依對(duì)稱的方式將該葉片予以組合，可依不同比表面積的需求，經(jīng)由設(shè)置多數(shù)個(gè)葉片，而得較高的比表面積，且其為球體，與其他型式的顆粒狀生物接觸濾材相比，在曝氣槽中相互碰撞時(shí)，接觸面較小，較不會(huì)造成太大的摩擦及損耗，而球體生物接觸濾材本身在槽中翻滾，因水流及氣泡沖擊與剪力作用，不會(huì)造成太厚的生物膜蓄積與產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象，所以不需設(shè)置生物接觸濾材反沖洗設(shè)備，再者因球體本身翻滾、快速流動(dòng)及切割、阻留曝氣氣泡并蘊(yùn)含空氣于球體內(nèi)部，增大了氣泡、有機(jī)污染物及生物膜的接觸機(jī)會(huì)，并且延長(zhǎng)了氣泡與生物膜接觸的時(shí)間，因此可大幅提升氧氣傳輸利用效率，故曝氣槽在中低污染負(fù)荷的情況下，可免除散氣管、盤(pán)等散氣裝置的設(shè)置，僅需于曝氣管線上開(kāi)設(shè)口徑為2-4mm、適當(dāng)間距的多數(shù)氣孔曝氣即可；球形生物接觸濾材采流體化的方式投加入曝氣槽中，可省除生物接觸濾材支撐架的設(shè)置，使整個(gè)槽體成為一簡(jiǎn)單的架構(gòu)。
本發(fā)明的內(nèi)部通道的功用之一為供應(yīng)球體內(nèi)部微生物的氧氣而設(shè)計(jì)，另一功用為使供應(yīng)的氣體蘊(yùn)含其內(nèi)，并可以造成生物接觸濾材的浮動(dòng)，而其葉片可攔阻氣泡的上升速度，并切割氣泡以造成氣體分散，造成球體于水體中翻滾，增大生物膜與有機(jī)污染物及氧氣的接觸機(jī)會(huì)。
本實(shí)施例中，中心設(shè)有一中心球100，中心球100軸向設(shè)有一軸心空孔I0，中心球100外環(huán)設(shè)有5片相同半徑及同心的葉片所組合而成，依對(duì)稱的方式將該葉片予以組合，葉片120與葉片110、130、140與150為互相垂直，而葉片110、130、140與150為互相錯(cuò)開(kāi)平均排列；在球體外徑為30mm的情況下，其比表面積可達(dá)300m2/m3以上，該中心球100部分是為蘊(yùn)含空氣之用，使空氣停留在水中的時(shí)間加長(zhǎng)，并造成球體上浮，而葉片120與葉片110、130、140與150為切割及攔阻氣泡，延長(zhǎng)氣泡在水中的停留時(shí)間，及造成球體上浮及翻轉(zhuǎn)的用途。
實(shí)施例2參閱圖11-圖15，本實(shí)施例中，其中心設(shè)有一中心球200，該中心球200軸向設(shè)有一軸心空孔20，該中心球200以7片相同半徑及同心的葉片所組合而成，依對(duì)稱的方式將該葉片予以組合，葉片230與葉片210、240與250為互相垂直，而葉片260與葉片270為互相錯(cuò)開(kāi)平均排列；在球體外徑為30mm的情況下，其比表面積可達(dá)400m2/m3以上，該中心球200部分是為蘊(yùn)含空氣之用，使空氣停留在水中的時(shí)間加長(zhǎng)，并造成球體上浮，而葉片210、220、230、240、250、260與葉片270為切割及攔阻氣泡，延長(zhǎng)氣泡在水中的停留時(shí)間，及造成球體上浮及翻轉(zhuǎn)的用途。
實(shí)施例3參閱圖16-圖20，為實(shí)施例中，其中心設(shè)有一中心球300，該中心球300軸向穿設(shè)有軸心空孔30，以9片相同半徑及同心球的葉片所組合而成，依對(duì)稱的方式將該葉片予以組合，葉片320與葉片310、340與350為互相垂直，而葉片340與葉片350為垂直面互相錯(cuò)開(kāi)平均排列，葉片370與葉片380為水平面互相錯(cuò)開(kāi)平均排列，葉片390與葉片360為斜面互相錯(cuò)開(kāi)平均排列；在球體外徑為30mm的情況下，其比表面積可達(dá)500m2/m3以上，該中心球300部分是為蘊(yùn)含空氣之用，使空氣停留在水中的時(shí)間加長(zhǎng)，并造成球體上浮，而葉片310、320、330、340、350、360、370、380與葉片390為切割及攔阻氣泡，延長(zhǎng)氣泡在水中的停留時(shí)間，及造成球體上浮及翻轉(zhuǎn)的用途。
實(shí)施例4參閱圖21-圖22，其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的生物處理裝置圖及截面圖，一生物處理曝氣槽40的槽體，將球型生物接觸濾材410任意放置于曝氣槽40中，于曝氣槽內(nèi)40配置具有氣孔420的曝氣管430，如圖22所示，曝氣攪拌供應(yīng)球型生物接觸濾材410所需的溶氧即可，而曝氣管430大約為每150-300mm的管長(zhǎng)間距設(shè)有一直徑2-4mm的氣孔420，曝氣管430一般為PP、PVC或不銹鋼材質(zhì)制，而經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī)60供給空氣，曝氣槽40在球型生物接觸濾材410充填率達(dá)50％以上時(shí)，不需設(shè)置散氣管或散氣盤(pán)等散氣裝置，廢水由輸入口401導(dǎo)入，為防止生物接觸濾材流失而設(shè)置一柵欄440，處理水由輸出口402導(dǎo)入沉淀槽50，且沉淀槽50為沉淀生物污泥從槽底幾泵體502排除，處理水由出口501輸出。
實(shí)施例5參閱圖23，其是為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的生物處理裝置圖，此一流程即所謂的循環(huán)式厭氧好氧生物處理法，此一方法兼具去除廢水中BOD、氮及磷的功效，在串聯(lián)的厭氧槽70、兼氧槽80及曝氣槽90中分別設(shè)置球型生物接觸濾材410，可有效提升BOD、氮及磷的去除效率，厭氧槽70、兼氧槽80及曝氣槽90中可蓄積多量的厭氧性、兼氧性及好氧性微生物，厭氧槽70并可無(wú)需回流污泥，改善了原有循環(huán)式厭氧好氧生物處理法，因大量回流污泥，無(wú)法達(dá)到理想的厭氧狀態(tài)及回流污泥耗費(fèi)動(dòng)力的缺點(diǎn)；以生活污水的處理為例，采用此一新型循環(huán)式厭氧好氧生物處理法，可獲致較高的BOD、氮、磷的去除率，各槽體水力停留時(shí)間并可大幅縮減，節(jié)省設(shè)備建造成本及操作費(fèi)用可大幅節(jié)約，經(jīng)濟(jì)效益極高。
利用接觸曝氣法為例，以相同的廢污水水量、水質(zhì)條件及假設(shè)相同的生物接觸濾材表面積負(fù)荷，將本發(fā)明與傳統(tǒng)的生物接觸濾材做一計(jì)算比較，即可知其優(yōu)勢(shì)及利益，計(jì)算比較如下所示試驗(yàn)條件廢水水量500CMD，廢水水質(zhì)pH＝6-8，BOD＝200mg/L，總BOD污染量＝100Kg BOD/日。
傳統(tǒng)生物接觸濾材
設(shè)傳統(tǒng)生物接觸濾材的槽體容積負(fù)荷為0.3KgBOD/m3*日，則所需槽體容積＝100Kg BOD/日÷0.3Kg BOD/m3*日＝333.3m3以上；設(shè)每m2的生物接觸濾材表面每日可處理12g BOD/m3(假設(shè)兩種生物接觸濾材都一樣)，則所需生物接觸濾材面積＝100Kg BOD/日÷12g BOD/m2*日＝8333m2以上；設(shè)傳統(tǒng)生物接觸濾材的比表面積為60m2/m3，則所需生物接觸濾材量＝8333m2÷60m2/m3＝138.9m3以上；設(shè)曝氣槽內(nèi)傳統(tǒng)生物接觸濾材的充填率為55％以上，則生物接觸濾材實(shí)際需求量＝333.3×55％＝183.32m3以上；設(shè)去除Ikg BOD需供應(yīng)1.2kg的溶氧，則氧需求量為＝100Kg BOD/日XI.2kg*O2/KgBOD＝120Kg*O2/日；設(shè)氧吸收率為8％，則所需曝氣風(fēng)量＝120Kg*O2/日÷(0.23×0.08×1.29)＝5055.6m3空氣/日＝3.51m3空氣/分。
本發(fā)明的球型生物接觸濾材處理同樣的污染量100Kg BOD/日，采用本發(fā)明的實(shí)施例3的球型生物生物接觸濾材，其比表面積為500m2/m3，槽體容積負(fù)荷為1.2Kg BOD/m3*日，所需槽體容積＝100Kg BOD/日÷1.2Kg BOD/m3*日＝83.33m3以上，則所需生物接觸濾材面積＝100Kg BOD/日÷12g BOD/m2*日＝8333m2以上。
由于球型生物接觸濾材的比表面積為500m2/m3，則所需生物接觸濾材量＝8333m2÷500m2/m3＝16.67m3以上；設(shè)曝氣槽內(nèi)球型生物生物接觸濾材的必要充填率為55％以上，則球型生物接觸濾材實(shí)際需求量＝83.33×55％＝45.83m3以上；
設(shè)去除Ikg BOD需供應(yīng)1.2kg的溶氧，則氧需求量為＝100Kg BOD/日×I.2kg*O2/kg BOD＝120Kg*O2/日；設(shè)曝氣槽球型生物接觸濾材充填率為55％時(shí)，氧吸收率為20％，則所需曝氣風(fēng)量＝120Kg*O2/日÷(0.23×0.20×1.29)＝2022.24*O2/日m3.空氣/日＝1.4m3.空氣/分。
綜上所述本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比結(jié)果，處理相同的有機(jī)廢水500CMD，污染量100Kg BOD/日而言，本發(fā)明所需的槽體容積為83.33m3，而傳統(tǒng)的生物接觸濾材所需的槽體容積為為333.3m3，本發(fā)明可以減少槽體容積達(dá)75％以上；另傳統(tǒng)生物接觸濾材的實(shí)際需求量為183.32m3以上，而本發(fā)明所需的球型生物接觸濾材數(shù)量為45.83m3以上，可生物接觸濾材使用量亦可減少達(dá)75％；另傳統(tǒng)的生物接觸濾材所需曝氣風(fēng)量為3.51m3.空氣/分以上，而本發(fā)明所需的球型生物接觸濾材所需曝氣風(fēng)量為1.4m3.空氣/分以上，曝氣風(fēng)量可節(jié)省達(dá)60％，可節(jié)約較多的電力費(fèi)用。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)為一具有新穎性、創(chuàng)造性及可供產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，凡依本發(fā)明所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種球形生物接觸濾材，其特征是它包括有球形的本體，其中心設(shè)有一個(gè)以上軸心空孔，配合多數(shù)個(gè)葉片組合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體內(nèi)包含一中心體，該中心體設(shè)置于該軸心空孔與葉片之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形生物接觸濾材，其特征是該中心體選自三角錐體、四邊體、多邊體、球體及橢圓體的其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為同心環(huán)的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為對(duì)稱配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置時(shí)組合為交錯(cuò)等分配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置隨該中心體的外型輪廓而環(huán)設(shè)配置，并維持本體為圓球形構(gòu)造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體中心的軸心空孔的形狀選擇圓形、三角形、四邊形、多邊形或橢圓形的其中之一。
9.一種球形接觸濾材，其特征是該球形本體的中心設(shè)有至少一個(gè)軸心空孔，該球形本體通過(guò)多數(shù)個(gè)葉片組合而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體包含中心體，該中心體設(shè)置于該軸心空孔與葉片之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球形生物接觸濾材，其特征是該中心體選自三角錐體、四邊體、多邊體、球體及橢圓體的其中之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為同心環(huán)的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為對(duì)稱配置。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置組合為交錯(cuò)等分配置。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的多數(shù)個(gè)葉片的配置隨著該中心體的外型輪廓而環(huán)設(shè)配置，并維持該本體為圓球形構(gòu)造。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球形生物接觸濾材，其特征是該本體的中心設(shè)有的軸心空孔的形狀選擇為圓形、三角形、四邊形、多邊形或橢圓形的其中之一。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求1-16所述的球形生物接觸濾材的應(yīng)用，其特征是該球形生物接觸濾材的本體放置于有機(jī)廢水處理的槽體內(nèi)使用。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的球形生物接觸濾材的應(yīng)用，其特征是該槽體內(nèi)設(shè)有多數(shù)個(gè)適當(dāng)距離間距的攪拌設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的球形生物接觸濾材的應(yīng)用，其特征是該攪拌設(shè)備選自機(jī)械攪拌及曝氣攪拌的其中之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的球形生物接觸濾材的應(yīng)用，其特征是該球形生物接觸濾材的本體為任意放置于有機(jī)廢水處理的槽體內(nèi)使用。
全文摘要
一種球形生物接觸濾材及其應(yīng)用,它包括有球形的本體,其中心設(shè)有一個(gè)以上軸心空孔,配合多數(shù)個(gè)葉片組合而成。其應(yīng)用于有機(jī)性的廢水處理,不僅可解決生物接觸濾材阻塞的問(wèn)題,更大幅提升曝氣槽的容積負(fù)荷與曝氣傳氧效率;并免除了生物接觸濾材反沖洗設(shè)備與反沖洗操作,以及免除了生物接觸濾材的支撐架,又可簡(jiǎn)化散氣裝置的設(shè)置,大大地精簡(jiǎn)曝氣槽槽體結(jié)構(gòu)及設(shè)備;此球形生物接觸濾材的應(yīng)用,將可大幅增進(jìn)廢污水生物處理系統(tǒng)的處理能力,提高操作彈性,降低處理成本,增大土地使用效率。
文檔編號(hào)C02F3/10GK1388074SQ0111619
公開(kāi)日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2001年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月30日
發(fā)明者朱永盛 申請(qǐng)人:楊綺蘋(píng)