專利名稱：一種生物膜載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種生物膜載體技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種生物膜載體，具體地，涉及一種用于廢水處理的生物膜載體。
技術(shù)背景[0002]生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法，是介于活性污泥法與生物濾池之間的生物處理技術(shù)，即在生物接觸氧化池內(nèi)裝填一定數(shù)量的生物膜載體， 利用生長在載體上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣，通過生物氧化作用，將廢水中的污染物氧化分解，達(dá)到廢水凈化目的。生物接觸氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，該工藝具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)，自出現(xiàn)以來得到了越來越多研究者的重視，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的污水處理系統(tǒng)。[0003]生物膜載體作為微生物賴以棲息的場(chǎng)所，是生物接觸氧化法的核心部分，其性能優(yōu)劣直接決定著工藝的處理效果和投資效益。通常，生物接觸氧化法使用的懸浮載體密度接近于水，使用時(shí)直接放置與生物接觸氧化池中，微生物在載體表面生長，形成一層復(fù)雜的生物膜，在曝氣時(shí)載體固定或者懸浮于水中，使膜、液、氣三相充分接觸，從而使得污染物質(zhì)快速降解。[0004]生物接觸氧化法的生物膜載體形狀一般為環(huán)狀或立體球形等，形狀規(guī)則，空隙率大，比表面積從幾百到幾千不等。載體多采用聚烯烴類(如聚乙烯、聚丙烯)及其改性材料、 聚氯乙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫等塑料制成。目前，生物載體主要有固定式載體、懸掛式載體(軟性、半軟性、組合式載體)、懸浮載體及新型生物載體等。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，這些載體在掛膜速度、掛膜量及膜與載體的緊密度方面存在不足。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種生物膜載體，該生物膜載體具有較大的比表面積和良好的掛膜性能。[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種生物膜載體，其中，該生物膜載體包括兩端切除部分球冠的球面，該球面的高度為H，球面半徑為R，在所述球面的內(nèi)壁上沿徑向方向設(shè)置有多個(gè)長度小于所述球面的半徑的翅片，所述翅片與所述球面的內(nèi)壁連接的側(cè)邊形成為與該內(nèi)壁相適應(yīng)的弧形。[0007]優(yōu)選地，所述翅片包括交替均勻分布的長翅片和短翅片。[0008]優(yōu)選地，所述翅片為4-16個(gè)。[0009]優(yōu)選地，所述長翅片的內(nèi)側(cè)邊沿所述球面的高度方向延伸，所有所述長翅片的內(nèi)側(cè)邊距離所述球面的中心軸線的距離均為隊(duì)。[0010]優(yōu)選地，所述短翅片的內(nèi)側(cè)邊沿所述球面的高度方向延伸，所有所述短翅片的內(nèi)側(cè)邊距離所述球面的中心軸線的距離均為&。[0011]優(yōu)選地，所述翅片延伸到所述球面的外側(cè)形成外翅片，所有所述外翅片的外側(cè)邊距離所述球面的中心軸線的距離均為民。[0012]優(yōu)選地，所述翅片的表面為光滑或者具有突起。[0013]優(yōu)選地，所述外翅片的表面為光滑或者具有突起。[0014]優(yōu)選地，所述球面和所述翅片的厚度為0. 05mm-5mm，所述球面的高徑比H/2R為 0. 2-0. 9。[0015]優(yōu)選地，VR為 0. 1-0. 4。[0016]優(yōu)選地，&/R為 0. 3-0. 9。[0017]優(yōu)選地，R3/R為 1. 01-1. 25。[0018]優(yōu)選地，所述生物膜載體的比重為0. 90-0. 99。[0019]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的生物膜載體包括兩端切除部分球冠的球面，球面之內(nèi)設(shè)置有多個(gè)翅片。通過上述結(jié)構(gòu)，使該生物膜載體具有理想的空隙率、通氣性能和過水性能，并且增加了該生物膜載體的比表面積，加大了單位體積載體的微生物負(fù)載量，提高了生物反應(yīng)池的容積負(fù)荷，還能為不同種群的微生物提供不同的附著空間，形成不同的生化反應(yīng)功能區(qū)，提高生物膜載體對(duì)水沖擊的適應(yīng)能力。[0020]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。

[0021]附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中[0022]圖1是本實(shí)用新型的生物膜載體的側(cè)視圖；[0023]圖2是本實(shí)用新型的生物膜載體的俯視圖。[0024]附圖標(biāo)記說明[0025]1球面21長翅片[0026]22短翅片23外翅片具體實(shí)施方式
[0027]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。[0028]在本實(shí)用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指示說明書附圖中所示的方向。[0029]本實(shí)用新型提供一種生物膜載體，其中，該生物膜載體包括兩端切除部分球冠的球面1，該球面1的高度為H，球面半徑為R，在所述球面1的內(nèi)壁上沿徑向方向設(shè)置有多個(gè)長度小于所述球面1的半徑的翅片，所述翅片與所述球面1的內(nèi)壁連接的側(cè)邊形成為與該內(nèi)壁相適應(yīng)的弧形。[0030]首先需要說明的是，本實(shí)用新型提供的生物膜載體的外形為將球面兩端切除部分球冠的剩余部分，為了便于描述，本文中將該兩端切除部分球冠的球面仍然稱為球面1，并不同于普通意義上所認(rèn)為的球面。而且該球面并不是實(shí)心的，而是中空的球面，在該球面中設(shè)置有多個(gè)翅片等結(jié)構(gòu)。這樣，本實(shí)用新型的生物膜載體具有理想的空隙率，流體能夠較為順暢地通過該生物膜載體，而且還能增大載體的比表面積，加大微生物的負(fù)載量，并提高生化反應(yīng)的速率。[0031]如圖1所示，該球面1的高度H指該球面1的相互平行的平面之間的距離為H，球面半徑R指該球面1所在的球面的半徑為R。其中，在球面1的內(nèi)壁上沿徑向方向設(shè)置有多個(gè)翅片，該翅片的外側(cè)邊與該球面1的內(nèi)壁相連并形成為與該內(nèi)壁相適應(yīng)地弧形，翅片的長度指翅片沿徑向方向上的長度，由于球面1在高度方向上的截面圓的半徑逐漸變化，因此翅片在球面1的高度方向上的各個(gè)截面圓上的長度也逐漸變化，但是總得來說，翅片在每個(gè)截面圓上的長度都小于該截面圓的半徑。另外，本實(shí)用新型對(duì)翅片的高度并不加以限制，通常翅片的高度應(yīng)當(dāng)小于或等于球面1的高度，如圖1所示，翅片的上側(cè)邊優(yōu)選地與球面1的上邊緣共面。而翅片可以具有下側(cè)邊也可以不具有下側(cè)邊，例如當(dāng)翅片的長度隨著高度逐漸減小為0時(shí)即不存在下側(cè)邊。[0032]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的生物膜載體的外壁為兩端切除部分球冠的球面 1，球面之內(nèi)設(shè)置有多個(gè)翅片。通過上述結(jié)構(gòu)，使該生物膜載體具有理想的空隙率、通氣性能和過水性能，并且增加了該生物膜載體的比表面積，加大了單位體積載體的微生物負(fù)載量， 提高了生物反應(yīng)池的容積負(fù)荷。[0033]而且，本實(shí)用新型的載體的球面1的上下兩個(gè)口的直徑較小，中間部分的直徑較大，因此在球面1的中間水流較為緩慢，能夠提供較為穩(wěn)定的附著空間，為不同種群的微生物提供不同的空間以形成不同的生化反應(yīng)功能區(qū)，提高生物反應(yīng)對(duì)水沖擊的適應(yīng)能力。[0034]優(yōu)選地，所述翅片包括交替均勻分布的長翅片21和短翅片22。[0035]本實(shí)用新型的翅片優(yōu)選為長短翅片均勻地交替分布，也就是長翅片21和短翅片 22相互交替地均勻連接在球面1的內(nèi)壁上，或者有規(guī)律地交替，例如一組長翅片21和一組短翅片22相互交替分布，每組長翅片21和/或每組短翅片22的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要相應(yīng)地選擇。[0036]通過這樣交替設(shè)置的長翅片21和短翅片22可以增大本實(shí)用新型的生物膜載體的比表面積，增大生物膜的表面積，從而提高污染物的降解速率。[0037]優(yōu)選地，所述翅片為4-16個(gè)。上述長翅片21和短翅片22的總數(shù)優(yōu)選為4_16，但是本實(shí)用新型長翅片21和短翅片22的數(shù)量并不加以限制，可以根據(jù)球面1的大小和厚度等因素相應(yīng)地選擇。[0038]優(yōu)選地，所述長翅片21的內(nèi)側(cè)邊沿所述球面1的高度方向延伸，所有所述長翅片 21的內(nèi)側(cè)邊距離所述球面的中心軸線的距離均為隊(duì)。[0039]在此優(yōu)選實(shí)施方式中，所有長翅片21的長度都相等，并且長翅片21的內(nèi)側(cè)邊距離球面1的中心軸線的距離為禮。這樣的結(jié)構(gòu)使得本實(shí)用新型的生物膜載體的球面1的內(nèi)部空間較為均勻的有規(guī)律分布，使得穿過該球面1流動(dòng)的水流的分布較為均勻，從而使得球面1內(nèi)部的生物膜所承受的水流沖擊較為均勻。[0040]優(yōu)選地，所述短翅片22的內(nèi)側(cè)邊沿所述球面1的高度方向延伸，所有所述短翅片 22的內(nèi)側(cè)邊距離所述球面的中心軸線的距離均為&。[0041]在此優(yōu)選實(shí)施方式中，所有短翅片22的長度都相等，并且短翅片22的內(nèi)側(cè)邊距離球面1的中心軸線的距離為&。這樣的結(jié)構(gòu)使得本實(shí)用新型的生物膜載體的球面1的內(nèi)部空間較為均勻的有規(guī)律分布，使得穿過該球面1流動(dòng)的水流的分布較為均勻，從而使得球面1內(nèi)部的生物膜所承受的水流沖擊較為均勻。[0042]優(yōu)選地，所述翅片延伸到所述球面1的外側(cè)形成外翅片23，所有所述外翅片23的外側(cè)邊均距離所述球面的中心軸線的距離均為民。[0043]另外，在球面1的外壁與內(nèi)壁上連接的各個(gè)翅片相對(duì)應(yīng)的位置上，分別形成有多個(gè)外翅片23，該外翅片23與相對(duì)應(yīng)的球面1內(nèi)部的長短翅片可以形成為整體，該整體穿過所述球面1的壁從而在內(nèi)外兩側(cè)分別形成翅片，也可以分別在球面1的內(nèi)壁和外壁上相對(duì)應(yīng)的形成。所有外翅片23的外側(cè)邊均距離所述球面的中心軸線的距離均為&，該球面與所述球面1同心設(shè)置。通過設(shè)置該外翅片23結(jié)構(gòu)，使得生物膜載體的比表面積大大增加，而且在球面1的外壁上有規(guī)律地形成有長度相同的外翅片23，使得球面1的外壁附近的水流均勻。[0044]需要說明的是，本實(shí)用新型例舉了外翅片23與球面1內(nèi)部的長短翅片相對(duì)應(yīng)的實(shí)施方式，但是在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際的需要，該外翅片23也可以不與球面1內(nèi)部的長短翅片相對(duì)應(yīng)。[0045]優(yōu)選地，所述翅片的表面為光滑或者具有突起。優(yōu)選地，所述外翅片23的表面為光滑或者具有突起。[0046]在本實(shí)用新型中的所有翅片，包括長翅片21、短翅片22和外翅片23的表面可以為光滑或者具有突起。另外球面1的內(nèi)壁和外壁也可以為光混或者具有突起。而且，突起也可以采用多種形式，例如鋸齒形突起、圓弧形突起或者波紋形突起等。此外，長翅片21、短翅片22和外翅片23可以具有不同的表面特征，在如圖2所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，外翅片23 采用光滑的表面，長翅片21和短翅片22均采用具有突起的表面，而且突起優(yōu)選為鋸齒形突起，球面1的內(nèi)壁和外壁也均采用光滑表面。[0047]這樣的表面形式可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卦龃笊锬ぽd體的比表面積。而且對(duì)于水流的沖擊力也能起到很好的緩沖作用，從而使得生物膜載體表面的生物膜不易流失。[0048]優(yōu)選地，所述球面1和所述翅片的厚度為0. 05mm-5mm,所述球面1的高徑比H/2R 為 0. 2-0. 9。優(yōu)選地，隊(duì)/R 為 0. 1-0. 4。優(yōu)選地，&/R 為 0. 3-0. 9。優(yōu)選地，R3/R 為 1. 01-1. 25。[0049]以上例舉了本實(shí)用新型的生物膜載體的優(yōu)選實(shí)施方式的尺寸參數(shù)，優(yōu)選地在上述范圍內(nèi)選擇生物膜載體的制造尺寸，能夠獲得較好的污水處理效果。但是本實(shí)用新型并不限于此，可以根據(jù)實(shí)際需要而制造。[0050]優(yōu)選地，所述生物膜載體的比重為0. 90-0. 99。由于本實(shí)用新型的生物膜載體通常需要懸浮在水中，因此選擇比重略小于水的材料來制造，從而使得該生物膜載體能夠較好地懸浮在污水中。通常，本實(shí)用新型的生物膜載體選擇有機(jī)高分子材料，一般采用聚乙烯或聚丙烯等材料。[0051]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。[0052]另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。[0053]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求1.一種生物膜載體，其特征在于，該生物膜載體包括兩端切除部分球冠的球面(1)，該球面(1)的高度為H，球面半徑為R，在所述球面(1)的內(nèi)壁上沿徑向方向設(shè)置有多個(gè)長度小于所述球面(1)的半徑的翅片，所述翅片與所述球面(1)的內(nèi)壁連接的側(cè)邊形成為與該內(nèi)壁相適應(yīng)的弧形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物膜載體，其特征在于，所述翅片包括交替均勻分布的長翅片和短翅片02)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物膜載體，其特征在于，所述翅片為4-16個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物膜載體，其特征在于，所述長翅片的內(nèi)側(cè)邊沿所述球面(1)的高度方向延伸，所有所述長翅片的內(nèi)側(cè)邊距離所述球面(1)的中心軸線的距離均為R1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物膜載體，其特征在于，所述短翅片0 的內(nèi)側(cè)邊沿所述球面(1)的高度方向延伸，所有所述短翅片02)的內(nèi)側(cè)邊距離所述球面(1)的中心軸線的距離均為&。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物膜載體，其特征在于，所述翅片延伸到所述球面(1) 的外側(cè)形成外翅片(23)，所有所述外翅片的外側(cè)邊距離所述球面(1)的中心軸線的距離均為R3。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、4或5所述的生物膜載體，其特征在于，所述翅片的表面為光滑或者具有突起。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物膜載體，其特征在于，所述外翅片的表面為光滑或者具有突起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物膜載體，其特征在于，所述球面(1)和所述翅片的厚度為0. 05mm-5mm，所述球面(1)的高徑比H/2R為0. 2-0. 9。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物膜載體，其特征在于，R1ZR為0.1-0. 4。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物膜載體，其特征在于，R2/R為0.3-0. 9。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物膜載體，其特征在于，R3/R為1.01-1.25。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物膜載體，其特征在于，所述生物膜載體的比重為 0. 90-0. 99。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種生物膜載體，其中，該生物膜載體包括兩端切除部分球冠的球面(1)，該球面(1)的高度為H，球面半徑為R，在球面(1)的內(nèi)壁上沿徑向方向設(shè)置有多個(gè)長度小于球面(1)的半徑的翅片，翅片與球面(1)的內(nèi)壁連接的側(cè)邊形成為與該內(nèi)壁相適應(yīng)的弧形。通過上述技術(shù)方案，使該生物膜載體具有理想的空隙率、通氣性能和過水性能，并且增加了該生物膜載體的比表面積，加大了單位體積載體的微生物負(fù)載量，提高了生物反應(yīng)池的容積負(fù)荷，還能為不同種群的微生物提供不同的附著空間，形成不同的生化反應(yīng)功能區(qū)，提高生物膜載體對(duì)水沖擊的適應(yīng)能力。
文檔編號(hào)C02F3/10GK202246219SQ20112038743
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者桑軍強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院