一種水處理填料裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水處理填料裝置，屬于水處理及填料領(lǐng)域。它包括填料單體、繩子、固定支架和硬質(zhì)塑料管，其中填料單體由水處理填料和圓環(huán)形載體組成，水處理填料的一端夾在圓環(huán)形載體內(nèi)部固定，圓環(huán)形載體上設(shè)有弧形擋板，可在水流的推動作用下慢速旋轉(zhuǎn)，增強水處理填料與水的接觸，使掛膜更加密實均勻。本實用新型能用于處理有機染料廢水、制藥廠廢水、造紙廢水等污水處理工程以及生活污水、水廠原水的凈化等，具有水處理填料結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、易于制造的優(yōu)點。
【專利說明】一種水處理填料裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于環(huán)境工程水處理及填料領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種水處理填料
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]目前，造紙、紡織等污水量排放較大的行業(yè)為了滿足環(huán)保要求，使用多類技術(shù)處理所排污水，一般來說，此類污水處理難度大，處理成本高。
[0003]生物填料是水處理中的核心技術(shù)之一，在水處理領(lǐng)域有十分重要的意義。生物填料材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、性能的不同，直接影響水處理效果。玻璃鋼或塑料材質(zhì)的蜂窩狀生物填料具有比表面積大、孔隙率高等特點，其管壁無死角，衰老生物膜容易脫落，此種填料對負荷較低的污水有較好的處理效果，不適用于高濃度廢水，容易造成填料堵塞，且對曝氣方式的要求較高。硬聚氯乙烯材料的波紋板狀生物填料孔徑大、不易堵塞、流程長、處理效率較高、利于運輸和安裝，但由于廢水很難在各流通道上保持均一流速，不能充分發(fā)揮填料的整體效果，且不利于生物膜更新。纖維束軟性生物填料可全方位布局在水體中，使氣、水、膜充分接觸，但中心繩容易斷，纖維絲易纏結(jié)、結(jié)塊、斷絲，使用壽命短，從而影響了其水處理效果。聚乙烯塑料半軟性生物填料彌補了軟性填料易纏結(jié)、結(jié)塊的缺點，但其填料比表面積減小，對生物的富集量也減少，且掛膜時間長，造價較高。陶粒等多孔生物填料表面及內(nèi)部多孔，可為微生物提供更大的生長空間，無需支撐和外殼固定，使用簡單，但其耗能高、制備成本高。
[0004]隨著對系統(tǒng)的處理效率和出水水質(zhì)要求的不斷提高，常規(guī)填料將很難滿足更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境需求。水處理填料逐漸向比表面積大、掛膜速度快、掛膜緊密度高、對污染物捕捉靈敏等方向發(fā)展。
[0005]活性碳纖維被認為是21世紀(jì)最優(yōu)秀的環(huán)保材料之一，被廣泛應(yīng)用于氣體和液體凈化等方面?；钚蕴祭w維絲微孔小而均勻分布于纖維表面，比表面積可達1000?3000m2/g，可更好地為微生物提供生長繁殖條件，具有高強度和高彈性模量，表面具有大量含氧活性基團，吸附和脫附速率快，并可均勻接觸與吸附，使吸附材料得以充分利用，在水中耐腐蝕、壽命長，不會造成環(huán)境污染。水處理填料的結(jié)構(gòu)形式會影響其使用壽命以及水處理效果。中國專利申請?zhí)?01020600629.7，申請日為2010年11月11日的專利申請文件公開了一種疊加式水處理生物填料，具有若干個填料單元、塑料繩或者纖維繩、第一、二、三、四限位體，每個填料單元具有一個組合填料和一個雪花狀半軟性填料，二者由第一限位體限位而呈一定間隔；塑料繩或者纖維繩使這若干個填料單元串聯(lián)在一起，相鄰的兩個填料單元由第二限位體限位而呈一定間隔；最下面的一個填料單元中的雪花狀半軟性填料由第三限位體下限位，最上面的一個填料單元中的組合填料由第四限位體上限位。它能降解污水中難降解的有機污染物，比表面積大，空隙率高，水力阻力小等優(yōu)點，但是該水處理填料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在水處理過程中受進水流速影響較大，不能隨意轉(zhuǎn)動，填料與污水的接觸不充分。中國專利申請?zhí)?01020540332.6，申請日為2010年9月25日的專利申請文件公開了一種廢水處理生物填料，該實用新型由若干個填料單元間距固定于中心繩上，填料基材為折扇狀，呈水平分布，采用廢舊的編織袋作填料基材，以折扇法折疊成圓形折扇結(jié)構(gòu)，大大增加了填料的比表面積，有效利用了廢舊材料，成本低廉，但是廢舊編織袋比較柔軟，支撐填料效果差且長期浸泡在水中易腐爛，使用壽命短，因此需要經(jīng)常更換，成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1、要解決的問題
[0007]針對現(xiàn)有的水處理填料裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、水處理效果差、使用壽命短、不易更換等問題，本實用新型提供一種水處理填料裝置，將改性后的活性碳纖維絲固定在POM塑料載體上制成填料單體，然后將若干個填料單體穿在鋼絲繩上形成串珠狀水處理填料，具有凈水效果好、使用壽命長、經(jīng)濟實用等優(yōu)點。
[0008]2、技術(shù)方案
[0009]為解決上述問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案。
[0010]一種水處理填料裝置，包括填料單體、繩子、固定支架和硬質(zhì)塑料管，所述的繩子一端固定在固定支架上，所述的填料單體串連在繩子上，每兩個填料單體之間用硬質(zhì)塑料管隔開；所述的填料單體由水處理填料和圓環(huán)形載體組成，所述的水處理填料的一端夾在圓環(huán)形載體內(nèi)部固定；所述的圓環(huán)形載體由兩個圓盤組成，所述的圓盤的中心部位設(shè)有中心盤，外側(cè)為圓環(huán)，圓環(huán)上設(shè)有壓扣，圓環(huán)與中心盤通過設(shè)置在圓環(huán)形載體上的水力擋板和連接桿連接；圓環(huán)形載體上的水力擋板與連接桿依次間隔設(shè)置；所述的中心盤上設(shè)有中心孔。
[0011 ] 進一步地，所述的水力擋板和連接桿各有三個，所述的水力擋板為弧形，在平面上的夾角為120°。
[0012]進一步地，所述的連接桿上設(shè)有側(cè)枝，所述的側(cè)枝上設(shè)有突刺。
[0013]進一步地，所述的水處理填料為活性碳纖維絲，其長度為1cm;所述的圓環(huán)形載體的制作材料為POM塑料；所述的繩子為不銹鋼鋼絲繩。
[0014]進一步地，所述圓環(huán)的直徑為12cm，圓環(huán)上的壓扣數(shù)量為12個；所述的中心孔直徑為0.4cm。
[0015]進一步地，所述的硬質(zhì)塑料管的內(nèi)徑大于繩子的直徑，硬質(zhì)塑料管的外徑大于中心孔的直徑，長度為3-5cm。
[0016]進一步地，所述的繩子上串連的填料單體的個數(shù)η為3彡η彡10。
[0017]3、有益效果
[0018]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果為:
[0019](I)本實用新型的水處理填料載體為POM塑料，其本身是一種簡單填料，且載體上具有弧形的擋板，可在水流的推動作用下慢速旋轉(zhuǎn)，增強活性碳纖維絲與水的接觸，使掛膜更加密實均勻，提高了活性碳纖維絲的利用率和吸附效果，在有機物的去除效果上，有弧形擋板的填料體較無擋板的填料體處理效率提高4.7% -9.8% ;
[0020](2)本實用新型能固定改性后的活性碳纖維絲制作水處理填料，比表面積增大且表面含氧基團增加，微生物親和性增強，能更好地為各類微生物生長、繁殖提供著生條件，掛膜速率和掛膜量顯著提高，可更好的吸收、吸附水中溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物；
[0021](3)本實用新型的水處理填料單體呈串珠狀排列，可以根據(jù)水質(zhì)特性增加或者減少填料單體和硬質(zhì)塑料管的個數(shù)，便于控制填料單體之間的垂向數(shù)量和上下層密度，操作方便，經(jīng)濟實用；
[0022](4)本實用新型的串珠狀水處理填料凈水效果好，可廣泛應(yīng)用于有機染料廢水、制藥廠廢水、造紙廢水等污水處理工程以及生活污水、水廠原水的凈化等，同時本實用新型的水處理填料裝置結(jié)構(gòu)簡單，效率高，擁有廣泛的應(yīng)用前景；
[0023](5)本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，易于制造，可采用工廠化統(tǒng)一加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為填料單體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為水處理填料裝置的使用狀態(tài)圖。
[0026]圖中:1、水處理填料；2、水力擋板；3、中心盤；4、圓環(huán)形載體；5、填料單體；6、繩子；8、固定支架；9、硬質(zhì)塑料管；10、圓環(huán)；11、連接桿；12、中心孔。

【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進一步進行描述。
[0028]實施例1
[0029]如圖1和圖2所示，一種水處理填料裝置，包括填料單體5、繩子6、固定支架8和硬質(zhì)塑料管9，繩子6 —端固定在固定支架8上，填料單體5串連在繩子6上，，繩子6為不銹鋼鋼絲繩，每條繩子6上串連10個填料單體5，每兩個填料單體5之間用硬質(zhì)塑料管9隔開，填料單體5由水處理填料I和圓環(huán)形載體4組成，水處理填料I是一種活性碳纖維絲，長度為10cm，其一端夾在圓環(huán)形載體4內(nèi)部固定；圓環(huán)形載體4的制作材料為POM塑料，由兩個圓盤組成，圓盤的中心部位設(shè)有中心盤3，外側(cè)為圓環(huán)10，圓環(huán)10的直徑為12cm，圓環(huán)10上設(shè)有壓扣，數(shù)量為12個，用于扣緊兩個圓環(huán)10從而固定水處理填料1，中心盤3與圓環(huán)10通過三個水力擋板2和三個連接桿11連接，水力擋板2為弧形，在平面上的夾角為120°，與連接桿11依次間隔設(shè)置，三個連接桿11上設(shè)有側(cè)枝，側(cè)枝上設(shè)有突刺；中心盤3上設(shè)有中心孔12，中心孔12的直徑為0.4cm，硬質(zhì)塑料管9的內(nèi)徑大于繩子6的直徑，外徑大于中心孔12的直徑，長度為5cm。
[0030]水處理填料I用的活性碳纖維絲的制備方法是將PAN基碳纖維絲先在去離子水中煮沸浸泡2.5h并不斷攪拌；然后移至常溫去離子水中浸泡3h并不斷攪拌，接著用大量去離子水清洗以去除雜質(zhì)，清洗結(jié)束后將PAN基碳纖維絲置于120°C下烘干10h，得到預(yù)處理后的活性碳纖維絲；用去離子水稀釋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%的分析純硝酸得到濃度為0.15mol/L的硝酸溶液，然后將得到的預(yù)處理后的活性碳纖維絲浸入0.15mol/L的硝酸溶液中，按磷酸二氫銨(質(zhì)量濃度為99%，分析純)與硝酸的摩爾濃度比為10:15加入磷酸二氫銨并攪拌，浸泡12h后取出加熱烘干10h，然后在通N2保護的條件下煅燒0.8h，煅燒溫度為560°C，煅燒結(jié)束后于95°C保溫lh，然后自然冷卻至室溫得到改性活性碳纖維絲。
[0031]用水泵將某企業(yè)產(chǎn)生的生產(chǎn)污水通入掛有上述水處理填料的污水池中，串狀填料在固定支架8上的平面橫向距離相隔均為40cm，縱向距離為15cm，污水池尺寸為14m*3.6m*1.25m(長*寬*高)，未經(jīng)處理的污水絲襪進水COD濃度為960_1210mg/L，經(jīng)一段時間運行后，處理效果穩(wěn)定，連續(xù)一周測得經(jīng)上述水處理填料處理后的出水COD濃度81-98mg/L，處理效率最高達91.9%，一周的處理效率平均為89.6%。經(jīng)比較，在有機物的去除效果上使用有弧形擋板的POM塑料載體較使用無擋板的POM塑料載體處理效率提高9.
[0032]實施例2
[0033]同實施例1，所不同的是硬質(zhì)塑料管9的長度為4cm;每條繩子6上串連的填料單體5的個數(shù)為10個。將該水處理填料裝置用于處理某企業(yè)產(chǎn)生的工藝污水，串狀填料在固定支架8上的平面橫向距離相隔均為40cm，縱向距離為12cm，污水池尺寸為18m*3.8m*1.6m(長*寬*高)，未經(jīng)處理的污水的進水COD濃度為1100_1180mg/L，經(jīng)一段時間運行后，處理效果穩(wěn)定后測得經(jīng)上述水處理填料處理后的出水COD濃度140?ISOmg/L，處理效率最高達86.8%，一周的處理效率平均為84.5%。經(jīng)比較，在有機物的去除效果上使用有弧形擋板的POM塑料載體較使用無擋板的POM塑料載體處理效率提高5.6%。
[0034]實施例3
[0035]同實施例1，所不同的是硬質(zhì)塑料管9的長度為5cm;每條繩子6上串連的填料單體5的個數(shù)為3個。將該水處理填料裝置用于處理某企業(yè)產(chǎn)生的工藝污水，串狀填料在固定支架8上的平面橫向距離相隔均為30cm，縱向距離為15cm，污水池尺寸為6m*3m*l.2m(長*寬*高)，未經(jīng)處理的污水的進水COD濃度為920-1030mg/L，經(jīng)一段時間運行后，處理效果穩(wěn)定，連續(xù)一周測得經(jīng)上述水處理填料處理后的出水COD濃度130-220mg/L，處理效率最高達83.5%，一周的處理效率平均為80.3%。經(jīng)比較，在有機物的去除效果上使用有弧形擋板的POM塑料載體較使用無擋板的POM塑料載體處理效率提高4.7%。
【權(quán)利要求】
1.一種水處理填料裝置，包括填料單體(5)、繩子￠)、固定支架(8)和硬質(zhì)塑料管(9)，其特征在于:所述的繩子(6) —端固定在固定支架(8)上，所述的填料單體(5)串連在繩子(6)上，每兩個填料單體(5)之間用硬質(zhì)塑料管(9)隔開；所述的填料單體(5)由水處理填料(I)和圓環(huán)形載體(4)組成，所述的水處理填料(I)的一端夾在圓環(huán)形載體(4)內(nèi)部固定；所述的圓環(huán)形載體(4)由兩個圓盤組成，所述的圓盤的中心部位設(shè)有中心盤(3)，外側(cè)為圓環(huán)(10)，所述的圓環(huán)(10)上設(shè)有壓扣，圓環(huán)(10)與中心盤(3)通過設(shè)置在圓環(huán)形載體(4)上的水力擋板(2)和連接桿(11)連接，圓環(huán)形載體(4)上的水力擋板(2)與連接桿(11)依次間隔設(shè)置；所述的中心盤⑶上設(shè)有中心孔(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水處理填料裝置，其特征在于:所述的水力擋板(2)和連接桿(11)各有三個，所述的水力擋板(2)為弧形，在平面上的夾角為120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水處理填料裝置，其特征在于:所述的連接桿(11)上設(shè)有側(cè)枝，所述的側(cè)枝上設(shè)有突刺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水處理填料裝置，其特征在于:所述的水處理填料(I)為活性碳纖維絲，其長度為1cm ;所述的圓環(huán)形載體(4)的制作材料為POM塑料；所述的繩子(6)為不銹鋼鋼絲繩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水處理填料裝置，其特征在于:所述圓環(huán)(10)的直徑為12cm，圓環(huán)(10)上的壓扣數(shù)量為12個；所述的中心孔(12)直徑為0.4cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水處理填料裝置，其特征在于:所述硬質(zhì)塑料管(9)的內(nèi)徑大于繩子(6)的直徑，硬質(zhì)塑料管(9)的外徑大于中心孔(12)的直徑，長度為3-5cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項所述的一種水處理填料裝置，其特征在于:所述的繩子(6)上串連的填料單體(5)的個數(shù)η為3彡η彡10。
【文檔編號】C02F3/00GK204237617SQ201420733962
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】張毅, 王偉民, 王偉, 朱偉, 吳京, 唐秋萍, 李秀霞 申請人:環(huán)境保護部南京環(huán)境科學(xué)研究所