一種微生物載體及填料載體的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種微生物載體及填料載體，包括多孔的空心外殼，所述外殼至少由第一殼體和第二殼體活動連接組成，所述外殼內(nèi)設(shè)有至少一個將外殼內(nèi)腔分隔成多個空腔的隔板。該微生物載體及填料載體的比表面積大、親水性能好，化學(xué)和生物穩(wěn)定性好，對微生物負(fù)載量大，適合種類豐富的微生物生長和掛膜，且老化的生物膜易脫落，污泥產(chǎn)生量少、不易堵塞填料，在使用時方便，更新維護簡單，水處理效果好。
【專利說明】一種微生物載體及填料載體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種微生物載體及填料載體。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人為活動和工業(yè)污染導(dǎo)致河流、湖泊、水庫、近海領(lǐng)域等的水質(zhì)污染日益嚴(yán)重。其中，例如滇池、太湖、巢湖、白洋淀、大伙房水庫和丹江口水庫等的湖泊和水庫，以富營養(yǎng)化為特征，其主要污染指標(biāo)為總磷、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)；例如海河、遼河、汾河、渭河、普渡河、三岔河、泗河、巢湖環(huán)湖河流和滇池環(huán)湖河流等的河流，以有機污染為主，其主要污染指標(biāo)為氨氮、化學(xué)需氧量、總磷和高錳酸鹽指數(shù)；例如渤海灣、渤海近海海域、東海近岸海域、遼東灣等的近岸海域，其主要污染指標(biāo)為無機氮、活性磷酸鹽和重金屬。
[0003]在水處理工藝中，生物修復(fù)預(yù)處理工藝被認(rèn)為是微污染原水的有效處理技術(shù)，它通過微生物對水體中污染物進(jìn)行吸附、富集及氧化降解等作用，可有效減少或最終消除CODMn (高錳酸鹽指數(shù))和氨氮等污染物，同時可改善原水的混凝沉淀性能，方便后續(xù)的常規(guī)處理操作，達(dá)到更好的處理效果，且該修復(fù)過程可自然、原位地進(jìn)行。
[0004]在生物修復(fù)預(yù)處理技術(shù)中，填料作為生物膜的載體，還能起到有效吸附、富集污染物的作用，有助于微生物掛膜生長和污染物的去除。特別地，微生物填料和/或填料載體的材質(zhì)、強度、比表面積、布水性能、親疏水特性和成本造價等因素直接影響水處理凈化效率、效果和運行成本。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)，在專利號為ZL03277701.9的中國實用新型專利中，提供了一種用于污水處理的大孔載體流離球，網(wǎng)狀空心的琉璃球球體由若干帶有塑料保護套的金屬絲相互聯(lián)結(jié)而成，在流離球球體中有若干填料球，填料球為空心硬塑料球體，且其表面開有若干填料球孔，改性海綿置于填料球之中且其形狀與填料球形狀相吻合。具有微生物負(fù)載量大、對有機物和雜質(zhì)的分解能力強、水處理速度快且不產(chǎn)生污泥的特點。但是由于改性海綿大孔直徑在0.4-0.8_，缺乏微孔空隙，不宜形成厭氧環(huán)境，比表面積較小，附著微生物能力低，影響流離球處理污水效率，要達(dá)到較好的處理效果需增加流離球數(shù)量，從而會導(dǎo)致污水處理成本升高。
[0006]在專利號為ZL96216850.5的中國實用新型專利中，提供了一種用于水、廢水、污水處理的籠形彈性立體懸浮填料，該填料由帶網(wǎng)孔的籠及裝在其內(nèi)的彈性立體填料組成，彈性纖維絲可以伸到網(wǎng)孔外面。其具有不需支架、不需安裝、節(jié)省維護費用、處理效果較好等優(yōu)點。但是，該籠形彈性立體懸浮填料的籠的空間較大，與彈性立體填料難以形成缺氧、厭氧區(qū)域，導(dǎo)致填料掛膜微生物的種群單一，并且填料介質(zhì)單一，使得有效降解水中污染物種類較少，影響填料的水處理效率及污泥減排效果。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種微生物載體及填料載體，適于處理微污染水庫、湖泊、河流等地表水、受砷、氟污染的水體以及氨氮、總磷、COD (化學(xué)需氧量)負(fù)荷高的水體及工業(yè)廢水，該微生物載體及填料載體的表面積大、親水性能好，化學(xué)和生物穩(wěn)定性好，對微生物負(fù)載量大，適合種類豐富的微生物生長和掛膜，且老化的生物膜易脫落，不會產(chǎn)生污泥、不易堵塞填料，在使用時方便，更新維護簡單，水處理效果好。
[0008]本實用新型的技術(shù)方案為:一種微生物載體，包括多孔的空心外殼，所述外殼至少由第一殼體和第二殼體活動連接組成，所述外殼內(nèi)設(shè)有至少一個將外殼內(nèi)腔分隔成多個空腔的隔板。
[0009]進(jìn)一步地，所述隔板的表面設(shè)有多個通孔。
[0010]進(jìn)一步地，所述隔板包括設(shè)置于所述第一殼體和第二殼體的之間的第一多孔板，和/或包括設(shè)置于所述第一殼體和第二殼體的腔內(nèi)的第二多孔板。
[0011]進(jìn)一步地,所述第一殼體和第二殼體為空心的半球體。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一殼體和第二殼體的孔由經(jīng)線和緯線相交形成，孔徑最寬處為5-40mmo
[0013]進(jìn)一步地，所述第一殼體和/或第二殼體內(nèi)設(shè)有中軸，所述中軸的側(cè)壁上開設(shè)有多個插槽，每個所述第二多孔板對應(yīng)連接在一個所述插槽上。
[0014]進(jìn)一步地，所述第一多孔板的中心連接于所述中軸的頂端。
[0015]進(jìn)一步地，所述外殼由具有良好親水性的改性聚丙烯材料、改性聚乙烯或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物一次注塑而成。
[0016]基于上述結(jié)構(gòu)的微生物載體，本實用新型還可以提供一種微生物填料載體，包括填料和載體，所述載體如上結(jié)構(gòu)，所述填料充填在載體的外殼空腔內(nèi)，所述填料為單一填料或混合填料，所述填料的尺寸大于所述外殼的孔徑的尺寸。
[0017]進(jìn)一步地，所述填料為多孔炭生物填料、高吸附陶瓷填料和/或改性聚氨酯泡沫填料。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所提供的一種微生物載體及填料載體，達(dá)到了如下的技術(shù)效果:
[0019]1、本實用新型所提供的微生物載體及填料載體的表面積大、親水性能好，化學(xué)和生物穩(wěn)定性好，微生物易附著生長和掛膜，因此，其對微生物負(fù)載量大、濃度高。
[0020]2、在結(jié)構(gòu)上，本實用新型的填料能夠均勻布設(shè)在由多個隔板分隔出的具有多個空腔的空心外殼內(nèi)，且空心外殼及隔板的結(jié)構(gòu)強度較佳，此分隔作用增加了生物膜與污染物、氧氣的接觸機率，并創(chuàng)造了不同的環(huán)境，其中，載體和填料的外表面可棲息好氧微生物，填料內(nèi)的微孔能夠形成厭氧環(huán)境，適合兼氧微生物與厭氧微生物生存，因此可適合多種類、多樣性的微生物生存。
[0021]3、多孔的填料作為微生物膜載體和污染物的吸附材料，具有良好的吸附性和過濾性、且具有生物降解、離子交換等多重功效，填料本身的優(yōu)異凈化性能對有機物、氨氮、硝態(tài)氮、總磷、氟、砷、COD (化學(xué)需氧量)、SS (懸浮物)和色度的處理效果優(yōu)異。
[0022]4、微生物載體及填料載體上的老化生物膜易脫落，污泥產(chǎn)生量少、微生物載體和填料不易堵塞，使用方便，水處理效果好。
[0023]5、本實用新型中填料載體可方便拆卸，因此可實現(xiàn)及時的更換填料和對填料載體進(jìn)行維護，且其可原位修復(fù)微污染的地表水，十分的便捷，且其成本低廉。[0024]6、本實用新型中填料載體可以根據(jù)污染物質(zhì)及污染水質(zhì)的實際情況進(jìn)行填料載體的選擇與配比，以達(dá)到更好的凈化水質(zhì)的目的，具有較佳的靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型實施例一中微生物載體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未示出隔板；
[0026]圖2為本實用新型實施例一中第一殼體內(nèi)加隔板后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本實用新型實施例一中載體外殼的內(nèi)部透視圖；
[0028]圖4為本實用新型實施例一中第一多孔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5a、5b、5c分別為本實用新型實施例一中第二多孔板的不同實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本實用新型實施例一中中軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖7為圖6的仰視圖；
[0032]圖8為本實用新型實施例二中第一殼體內(nèi)加隔板后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖9為本實用新型實施例三中微生物載體外殼的內(nèi)部透視圖；
[0034]圖10為本實用新型實施例四中微生物載體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖11為圖10的分解圖；
[0036]圖12為本實用新型實施例四中微生物載體中隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖13為本實用新型實施例五中微生物填料載體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0039]實施例一
[0040]如圖1所示，本實用新型提供一種微生物載體1，包括多孔的空心外殼11，該外殼11 一次注塑而成，材料為具有良好親水性的改性聚丙烯、改性聚乙烯或者ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等，優(yōu)選地，該外殼11的表面粗糙，并由第一殼體111和第二殼體112活動連接組成，具體地，其通過卡扣12將第一殼體111和第二殼體112連接在一起，當(dāng)然也可采用絲扣、法蘭或縫編等方式來連接，特別地，該連接方式可自行的進(jìn)行拆卸，方便其進(jìn)行安裝、調(diào)整、更換和維護等操作，有效的節(jié)約了成本。其中，第一殼體111和第二殼體112形狀為空心的半球體，當(dāng)然也可以為方形或柱形等其它適用形狀，在此對其形狀不作具體限定，外殼11的直徑優(yōu)選采用150mm-200mm，其直徑大小可根據(jù)實際情況人為的設(shè)定，在此不作具體限定。進(jìn)一步地，該第一殼體111和第二殼體112上的孔13優(yōu)選的是由緯線14和經(jīng)線15相交形成,整體形成網(wǎng)格狀,孔徑最寬處為5mm-40mm,優(yōu)選為8mm-30mm,更為優(yōu)選為8mm-20mm,需要說明的是，該孔徑若小于5mm,其會影響水流的流動。
[0041]如圖2-圖5所不,在外殼11內(nèi)設(shè)有一個將外殼11內(nèi)腔分隔成多個空腔的隔板，在隔板的表面設(shè)有多個通孔16，優(yōu)選地，該隔板整體呈網(wǎng)格狀，當(dāng)然，其也可采用其它結(jié)構(gòu)，隔板上通孔16的形狀為圓形、三角形或方形，并分布在隔板上，在此對通孔16的形狀和通孔16在隔板上的具體分布方式不作具體限定。在一個較佳的實施例中，隔板包括設(shè)置于第一殼體111和第二殼體112之間的第一多孔板17,和/或包括設(shè)置于第一殼體111和第二殼體112的腔內(nèi)的第二多孔板18，其中，該第一多孔板17可活動的設(shè)置于第一殼體111和第二殼體112之間，也可以卡接在第一殼體111和第二殼體112之間，該第二多孔板18可為多個，圖2-圖3中優(yōu)選采用的為4個。需要說明的是，該第二多孔板18可以僅設(shè)置在第一殼體111內(nèi)，或者僅設(shè)置在第二殼體112內(nèi)，此時第一多孔板17和第二多孔板18將空心外殼11分隔成5個腔體；也可以在第一殼體111和第二殼體112內(nèi)都設(shè)置第二多孔板18,此時第一多孔板17和第二多孔板18將空心外殼11分隔成8個腔體。如圖5a、5b、5c所示，上述第二多孔板18整體大致呈扇形，其表面的開孔可以呈現(xiàn)三角形、圓形等不同形狀。具體地，在第一殼體111和/或第二殼體112內(nèi)還設(shè)有中軸19，進(jìn)一步參閱圖6-圖7，在中軸19的側(cè)壁上開設(shè)有多個插槽191，該多個插槽191中包括預(yù)留的插槽，該預(yù)留的插槽可以方便在之后的實際操作中，在載體內(nèi)多添加第二多孔板18，每個第二多孔板18對應(yīng)連接在一個插槽191上，因此，該第一多孔板17和第二多孔板18可以實現(xiàn)將外殼11分隔成多個空腔，特別地，上述的第一多孔板17與中軸19為相分開的設(shè)置，當(dāng)然，在另一個較佳的實施例中，該第一多孔板17也可以與中軸19相連接，即第一多孔板17的中心連接于中軸19的頂端，具體連接方式可采用活動的連接，或者通過鉚釘或螺栓等緊固件固定連接，在此對中軸19與第一多孔板17間的具體設(shè)置方式不作具體限定。進(jìn)一步地，中軸19的形狀為內(nèi)部中空的圓柱形，其外徑優(yōu)選為20mm-40mm,中軸的壁厚優(yōu)選為當(dāng)然其外徑及壁厚也可采用其它的數(shù)值，在此不作具體限定。此外，在中軸19的外表面還可開設(shè)多個小孔(圖中未不出)，在將載體置于水中時，該小孔可利于水、氣在載體內(nèi)的流動，在第一殼體111和/或第二殼體112內(nèi)還設(shè)有與中軸19配合設(shè)置的底座10，該底座10為柱形或為中空的柱形，特別地，該底座10可與載體的空心外殼11采用一體成型制成，上述的中軸19可剛好套設(shè)在該底座10上，以限制中軸19移動。
[0042]在第二個具體的實施例中，本實用新型所提供的微生物載體2如圖8所示，該載體包括多孔的空心外殼21，該空心外殼21由第一殼體211和第二殼體212通過卡扣22連接組成。在外殼內(nèi)設(shè)有將外殼內(nèi)腔分隔成多個空腔的隔板，該隔板包括設(shè)置于第一殼體211和第二殼體212之間的第一多孔板(圖中未不出)和設(shè)置于第一殼體211和第二殼體212的腔內(nèi)的第二多孔板23，與實施例一相比，其不同之處在于，為了增加微生物與水、氣、污染物的接觸幾率，因此可在該第一殼體內(nèi)設(shè)置較多的第二多孔板23，即設(shè)置有8個(相應(yīng)地，第二殼體內(nèi)同樣設(shè)置有8個第二多孔板),該第一多孔板和第二多孔板23將空心外殼21分隔成16個腔體。
[0043]實施例三
[0044]在第三個具體的實施例中，本實用新型提供的微生物載體3，如圖9所示，包括多孔的空心外殼31，該空心外殼31由第一殼體311和第二殼體312通過卡扣32連接組成，在外殼31內(nèi)設(shè)有將外殼31內(nèi)腔分隔成多個空腔的隔板,隔板包括設(shè)置于第一殼體311和第二殼體312之間的第一多孔板33,和包括設(shè)置于第一殼體311和第二殼體322的腔內(nèi)的第二多孔板34，該第二多孔板34為4個，進(jìn)一步地，在第一殼體311和第二殼體312內(nèi)設(shè)有中軸35，在一個較佳的實施例中，也可僅在第一殼體311和第二殼體312中任一的一個殼體內(nèi)設(shè)有中軸35，在中軸35的側(cè)壁上開設(shè)有多個插槽，每個第二多孔板312對應(yīng)連接在一個插槽上，與實施例一相比，其不同之處在于，本實施例中的中軸35直接與空心外殼31連接，二者之間可一體成型設(shè)置，或者通過螺栓，鉚釘?shù)裙潭B接在一起，該中軸35為圓柱形，內(nèi)部采用中空設(shè)計，表面開設(shè)有多個小孔，可利于水、氣的流動。
[0045]實施例四
[0046]在第四個具體的實施例中，本實用新型所提供的微生物載體4如圖10-11所示，該載體包括多孔的空心外殼41，空心外殼41由第一殼體411和第二殼體412通過卡扣42而連接在一起，在外殼41內(nèi)設(shè)有將外殼31內(nèi)腔分隔成多個空腔的隔板43，與上述的實施例相比，其不同之處在于，上述的空心外殼41內(nèi)僅設(shè)有一個隔板43，且該隔板43設(shè)置在第一殼體411和第二殼體412之間，將空心外殼41分隔成兩個腔體，需注意的是，此時，可不必在空心外殼41內(nèi)設(shè)置中軸，當(dāng)然，也可以設(shè)置中軸，以用于支撐隔板。在一個優(yōu)選的實施例中，進(jìn)一步參閱圖12，該隔板43整體呈網(wǎng)格狀，其上具有多個小孔44，在隔板43上具有兩個交叉設(shè)置的支撐條45，整體呈“十”字型，該支撐條45沿隔板43所在的平面向外延伸，并凸出隔板的外邊緣，從而在隔板的側(cè)部形成四個凸起46，該凸起46卡接在第一殼體411和第二殼體412之間，以限制隔板43的移動。
[0047]實施例五
[0048]基于上述各實施例中所提供的微生物載體的發(fā)明構(gòu)思，本實用新型還可以提供一種微生物填料載體5，如圖13所示(圖中填料載體中的填料密度小于水的密度，將其置于水中后填料為漂浮的狀態(tài)，若是填料密度大于水的密度，則填料堆在載體的底部)，該填料載體包括填料51和上述任一實施例中的所述的微生物載體52，其中，填料51為單一填料或者為混合填料，例如但不限于采用多孔炭生物填料、高吸附陶瓷填料或者改性聚氨酯泡沫填料等中的一種或多種，該填料51填充于載體52的外殼空腔內(nèi)，為了防止填料51從載體52內(nèi)竄出，需保證填料51的尺寸大于外殼上孔徑的尺寸。該填料載體中填料51的充填率為30%-70%，優(yōu)選為30%-50%，或者優(yōu)選為40%-60%，或者優(yōu)選為50%_70%，其可根據(jù)不同的水質(zhì)及處理工藝，選擇不同填料51的填充率，在好氧池、厭氧池或缺氧池內(nèi)投加，以獲得相應(yīng)的處理能力。
[0049]特別地，上述填料51具有微孔，在該微孔內(nèi)能夠形成厭氧環(huán)境，適宜生長厭氧菌和兼氧菌，能夠產(chǎn)生反硝化作用，實現(xiàn)脫氮；填料51及載體51的外表面能夠形成好氧環(huán)境，適宜生長好氧菌，可去除有機物，整個處理過程中同時存在硝化與反硝化過程，因此本實用新型的填料載體適合多種類、多樣性的微生物生存。
[0050]為了更為清晰的明確本實用新型中所述的填料51的性質(zhì)和用途，現(xiàn)以多孔炭生物填料、高吸附陶瓷填料和改性聚氨酯泡沫填料為例進(jìn)行分析，詳見下表:
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種微生物載體，包括多孔的空心外殼，其特征在于，所述外殼至少由第一殼體和第二殼體活動連接組成，所述外殼內(nèi)設(shè)有至少一個將外殼內(nèi)腔分隔成多個空腔的隔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物載體，其特征在于，所述隔板的表面設(shè)有多個通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微生物載體，其特征在于，所述隔板包括設(shè)置于所述第一殼體和第二殼體的之間的第一多孔板，和/或包括設(shè)置于所述第一殼體和第二殼體的腔內(nèi)的第二多孔板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微生物載體,其特征在于,所述第一殼體和第二殼體為空心的半球體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微生物載體,其特征在于，所述第一殼體和第二殼體的孔由經(jīng)線和緯線相交形成，孔徑最寬處為5-40mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微生物載體,其特征在于,所述第一殼體和/或第二殼體內(nèi)設(shè)有中軸，所述中軸的側(cè)壁上開設(shè)有多個插槽，每個所述第二多孔板對應(yīng)連接在一個所述插槽上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微生物載體，其特征在于，所述第一多孔板的中心連接于所述中軸的頂端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微生物載體，其特征在于，所述外殼由具有良好親水性的改性聚丙烯材料、改性聚乙烯或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物一次注塑而成。
9.一種微生物填料載體,包括填料和載體,其特征在于,所述載體如權(quán)利要求1-8中任一所述，所述填料充填在載體的外殼空腔內(nèi)，所述填料為單一填料或混合填料，所述填料的尺寸大于所述外殼的孔徑的尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微生物填料載體，其特征在于，所述填料為多孔炭生物填料、高吸附陶瓷填料和/或改性聚氨酯泡沫填料。
【文檔編號】C02F3/34GK203498167SQ201320614347
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】張 雄, 宋錦蘭, 王璐, 徐志, 彭建雄 申請人:北京科益創(chuàng)新環(huán)境技術(shù)有限公司