專利名稱：用于廢氣生物處理的紋翼填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于廢氣生物處理的填料，特別是廢氣生物處理裝置一生物滴濾床所用的填料。
背景技術(shù)：
生物滴濾床由于其生物量大，且微生物的生長條件可控制，因此是廢氣生物法處理裝置中效率很高的反應(yīng)器。故要求其采用的生物填料有足夠的比表面積和足夠的空隙和通道，既能有利于活性微生物附著生長，又能便于脫落的老化生物膜通過填料間隙流走。
由于生物法廢氣處理屬近年來發(fā)展中的新技術(shù)，故其目前所用填料大部分采用傳統(tǒng)的化工填料代替，如各種材質(zhì)的鮑爾環(huán)、拉希環(huán)等，往往或因比表面積不是足夠大而影響生物量的提高，或因表面光滑而掛膜時間長、或因結(jié)構(gòu)不合理而易發(fā)生微生物過度生長而容易堵塞，影響廢氣處理裝置的穩(wěn)定高效運行。
中國專利91232381.7、 92229697.9以及97230299.9公開了幾種球體狀的填料，前兩者的球面均由筋條圍成，內(nèi)部空心，與介質(zhì)的接觸面積小，也即比表面積小，單位體積生物量小，污染負荷低，而后者的球體內(nèi)部也布置有交錯的筋條，但沒有設(shè)置中心孔，易發(fā)生微生物過度生長而堵塞的現(xiàn)象。而且，三者均容易因接觸面光滑而影響微生物的掛膜。
因此，開發(fā)適用于生物滴濾床用的高效填料，很有實際應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的化工填料應(yīng)用于廢氣處理生物填料的上述不足，本發(fā)
4明提出一種比表面積大、單位體積生物量大、污染負荷高、微生物容易掛膜、生物膜不易堵塞的用于廢氣生物處理的填料。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，所述填料由兩個半球圍合成外輪廓面為球面的格柵體，所述兩半球的對接面構(gòu)成赤道面，赤道面的外環(huán)為赤道環(huán)；所述的各半球上設(shè)有至少一個與赤道環(huán)平行的諱線環(huán)，所述緯線環(huán)所處的平面為緯線面，其特征在于相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間連接有繞半球的軸線發(fā)散狀分布的葉片，所述葉片的邊緣依托在相鄰的諱線面之間或赤道面與其相鄰的諱線面之間，其外圓弧邊構(gòu)成球體的外輪廓線，相鄰葉片之間構(gòu)成格柵單元，所述葉片有便于微生物掛載的粗糙表面；所述的填料沿兩半球的軸線有貫通的通道，所述通道的兩端由位于兩半球端部的緯線環(huán)構(gòu)成，各格柵單元的與外輪廓面相對的內(nèi)面構(gòu)成所述通道的外緣。
進一步，所述葉片表面有網(wǎng)狀或浪紋狀的紋路，或者，所述葉片表面有均布有凸點、毛刺、凹陷或小孔。
優(yōu)選的，所述的葉片垂直于所述緯線面布置。
或者，所述的葉片與所述緯線面成一傾斜角布置。
優(yōu)選的，所述的兩個半球上的葉片相互交錯布置。
進一步，所述的赤道面或緯線面上有用于依托葉片邊緣的內(nèi)環(huán)。
進一步，所述通道的橫截面為圓形，最內(nèi)圈的內(nèi)環(huán)位于所述通道的側(cè)面上。
作為優(yōu)選的一種方案所述各半球上的緯線環(huán)僅有一個。所述的填料的制作材料為PP、 PE、 PVC等高分子合成材料或它們的混合物。
5所述填料的球形直徑，可在15mm 200mm之間；其組成的葉片個數(shù)上下兩半球相等，數(shù)量可從2X8 2X24個不等。所述赤道面上的內(nèi)環(huán)數(shù)目為1 9個。所述圓形通道的直徑為15mm 200mm。
所述填料由的扇形葉片壓制成網(wǎng)狀或浪紋狀，其厚度在0.05~2.0mm間。
一種用于廢氣生物處理的紋翼多面柱填料，所述填料由上柱體和下柱體組成外輪廓面為圓柱面的格柵體，上柱體和下柱體的對接面構(gòu)成赤道面，赤道面的外環(huán)為赤道環(huán)；上、下柱體之一上設(shè)有至少一個與赤道環(huán)平行的緯線環(huán)，所述緯線環(huán)所處的平面為緯線面，相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間連接有繞軸線發(fā)散狀分布的葉片，所述葉片的邊緣依托在相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間，其外緣構(gòu)成圓柱側(cè)面，相鄰葉片之間構(gòu)成格柵單元，所述葉片有便于微生物掛載的粗糙表面；所述的填料沿兩半球的軸線有貫通的通道，各格柵單元的與外輪廓面相對的內(nèi)面構(gòu)成所述通道的外緣。
進一步，所述上柱體和下柱體上的葉片相互交錯布置。
所述多面球與多面柱填料的優(yōu)點是填料的比表面積增加，如Dg50的紋翼多面球的比表面積為可達280~300m2/m3，而同樣規(guī)格的普通空心多面球填料的比表面積為200m"mS左右，從而有利于微生物的掛載、依附和生長，且保持了氣流阻力小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點。
與傳統(tǒng)應(yīng)用的化工填料——空心多面球相比，本發(fā)明所述的紋翼多面球填料具有明顯的不同。首先，本發(fā)明紋翼多面球填料處理的對象為廢氣(不是廢水)，也不是化工和通常的水處理領(lǐng)域；其次，本發(fā)明填料結(jié)構(gòu)基本的組成部分——扇形葉片的表面不是光滑的，為易于微生物掛載和并
6達到更多的微生物數(shù)量，扇形葉片制作成網(wǎng)狀或浪紋狀，或其表面有均勻 且規(guī)則的凸點、毛剌、凹陷或小孔。再者，本發(fā)明填料球體中間留有通道;
有利于老化衰亡的生物膜脫落并隨淋洗水帶走，大大緩解了生物滴濾床因 長期高負荷運行所造成的生物膜堵塞現(xiàn)象。
本發(fā)明所述的廢氣處理用生物填料的有益效果主要表現(xiàn)在1.比表面 積大，單位體積生物量大，污染負荷高；2.微生物易于在填料上附著生長， 即容易掛膜；3.其特殊結(jié)構(gòu)有利于老化衰亡的生物膜脫落并隨淋洗水帶 走，大大緩解了生物滴濾床因長期高負荷運行所造成的生物膜堵塞現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明廢氣處理用紋翼多面球填料的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是廢氣處理用紋翼多面球填料的葉片的一種實施方式的俯視圖。
圖3是圖2的A-A剖視圖。
圖4是本發(fā)明廢氣處理用紋翼多面柱填料的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是廢氣處理用紋翼多面柱填料的葉片的一種實施方式的俯視圖。 圖6是圖5的B-B剖視圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
實施例一
參照圖1-3: —種用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，所述填料由
兩個半球圍合成外輪廓面為球面的格柵體，所述兩半球的對接面構(gòu)成赤道 面l，赤道面l的外環(huán)為赤道環(huán)2;所述的各半球上設(shè)有與赤道環(huán)2平行
的緯線環(huán)3，所述緯線環(huán)3所處的平面為緯線面4，相鄰的緯線面4之間 或赤道面1與其相鄰的緯線面4之間連接有繞半球的軸線發(fā)散狀分布的葉 片5，所述葉片5的邊緣依托在相鄰的諱線面4之間或赤道面1與其相鄰的諱線面4之間，其外圓弧邊構(gòu)成球體的外輪廓線，相鄰葉片5之間構(gòu)成 格柵單元7，所述葉片有便于微生物掛載的粗糙表面；所述的填料沿兩半 球的軸線有貫通的通道6，所述通道6的兩端由位于兩半球端部的緯線環(huán)
構(gòu)成，各格柵單元7的與外輪廓面相對的內(nèi)面構(gòu)成所述通道的外緣。
本實施例中，所述葉片5表面均布有浪紋狀的紋路，當(dāng)然也可以是網(wǎng)
狀紋路，還可以均布有凸點、毛剌、凹陷或小孔。
本實施例中，所述的葉片5垂直于所述緯線面布置。當(dāng)然，也可以與
所述緯線面成一傾斜角布置。
本實施例中，所述的兩個半球上的葉片5相互交錯布置。 所述的赤道面1或緯線面4上有用于依托葉片邊緣的內(nèi)環(huán)10。 所述通道的橫截面為圓形，最內(nèi)圈的內(nèi)環(huán)IO位于所述通道的側(cè)面上。 本實施例中，所述各半球上的緯線環(huán)3僅有一個，當(dāng)然也可以是多個。 所述的填料的制作材料為PP、 PE、 PVC等高分子合成材料或它們的
混合物。
本實施例中，所述赤道面上的內(nèi)環(huán)10數(shù)目為2個，推薦在2-9個之間。
所述填料的優(yōu)點是填料的比表面積增加，如Dg50的紋翼多面球的比 表面積為可達280 300m2/m3，而同樣規(guī)格的普通空心多面球填料的比表面 積為200m々mS左右，從而有利于微生物的掛載、依附和生長，且保持了氣 流阻力小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點。
與傳統(tǒng)應(yīng)用的化工填料一一空心多面球相比，本發(fā)明所述的紋翼多面 球填料具有明顯的不同。首先，本發(fā)明紋翼多面球填料處理的對象為廢氣 (不是廢水)，也不是化工和通常的水處理領(lǐng)域；其次，本發(fā)明填料結(jié)構(gòu) 基本的組成部分一一扇形葉片的表面不是光滑的，為易于微生物掛載和并 達到更多的微生物數(shù)量，扇形葉片制作成網(wǎng)狀或浪紋狀，或其表面有均勻
8且規(guī)則的凸點、毛刺、凹陷或小孔。再者，本發(fā)明填料球體中間留有通道; 有利于老化衰亡的生物膜脫落并隨淋洗水帶走，大大緩解了生物滴濾床因 長期高負荷運行所造成的生物膜堵塞現(xiàn)象。
以下是傳統(tǒng)的化工填料與本發(fā)明的化工填料的試驗比較
平行試驗建立直徑200mm、高700mm透明有機玻璃塔的生物滴濾 床裝置一組3套，塔內(nèi)分別安裝規(guī)格均為Dg25的翼紋多面球和化工填料 鮑爾環(huán)、空心多面柱3種填料，填料安裝高度均為400mm， 3只塔并聯(lián)運 行，進氣負荷和營養(yǎng)液噴淋量等工藝條件相同。3種填料的規(guī)格和效果見
試驗結(jié)果如下
試驗處理甲苯和乙醇濃度混合廢氣，處理氣量為3X1.8mVh，其中甲 苯濃度493~721mg/ m3，乙醇濃度479~734mg/ m3，連續(xù)運行時間6個月， 結(jié)果表明，本發(fā)明所述的翼紋多面球和其它兩種化工填料相比，在達到掛 膜穩(wěn)定的運行時間時，能附著較多的微生物量，并取得較好的處理效果。
試驗運行后期(5個月后)，裝有鮑爾環(huán)和空心多面柱填料的兩個生物 滴濾塔發(fā)生不同程度的堵塞，污染物去除效果下降(故平均去除率降低)， 而翼紋多面球仍保持低的阻力系數(shù)。
填料規(guī)格和具體試驗數(shù)據(jù)詳見表1所示。
項目比表面積 。/(m2/m3)空隙率 ￡/(m3/m3)平均去除率％ 甲苯 乙醇穩(wěn)定期生物量 kg/m3試驗后期 阻力系數(shù)
紋翼多面球64093.296.899.5340.915860
鮑爾環(huán)20090.069.591.3283.6378卯
空心多面柱52089.572.990.1299.145930
表l填料規(guī)格和使用結(jié)果
9此外，紋翼多面球還具有容易掛膜快的優(yōu)點，既在生物滴濾床裝置啟動時間短，紋翼多面球、鮑爾環(huán)和空心多面柱填料在同等情況下，達到掛膜穩(wěn)定的穩(wěn)定時間各為7 d、 11 d和9 d。
紋翼多面球在實際工程運行中，其規(guī)格會放大， 一般為cl) 50mm 4)150mm。
由上述實例可見本發(fā)明所述的廢氣處理用生物填料紋翼多面球具有比表面積大、孔隙率高、阻力降小、穩(wěn)定運行時微生物數(shù)量多、長期運行不易堵塞等特點，故污染物去除效果好，適合于廢氣生物處理系統(tǒng)，應(yīng)用前景廣闊。
實施例二
參照圖4-6: —種用于廢氣生物處理的紋翼多面柱填料，所述填料由上
柱體8和下柱體9組成外輪廓面為圓柱面的格柵體，上柱體和下柱體的對接
面構(gòu)成赤道面l，赤道面l的外環(huán)為赤道環(huán)2;上、下柱體之一上設(shè)有至少
一個與赤道環(huán)2平行的緯線環(huán)3，所述緯線環(huán)3所處的平面為緯線面4，相鄰的諱線面4之間或赤道面1與其相鄰的緯線面4之間連接有繞軸線發(fā)散狀分布的葉片5，所述葉片5的邊緣依托在相鄰的緯線面4之間或赤道面1與其相鄰的緯線面4之間，其外緣構(gòu)成圓柱側(cè)面，相鄰葉片5之間構(gòu)成格柵單元7，所述葉片5有便于微生物掛載的粗糙表面；所述的填料沿兩半球的軸線有貫通的通道6，各格柵單元7的與外輪廓面相對的內(nèi)面構(gòu)成所述通道的外緣。
本實施例中，所述葉片表面均布有浪紋狀的紋路，當(dāng)然也可以是網(wǎng)狀紋路，還可以均布有凸點、毛刺、凹陷或小孔。
10本實施例中，所述的葉片5垂直于所述緯線面4布置。當(dāng)然，也可以與所述緯線面4成一傾斜角布置。
所述上柱體8和下柱體9上的葉片相互交錯布置。所述的赤道面1或緯線面4上有用于依托葉片邊緣的內(nèi)環(huán)。
權(quán)利要求
1、一種用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，所述填料由兩個半球圍合成外輪廓面為球面的格柵體，所述兩半球的對接面構(gòu)成赤道面，赤道面的外環(huán)為赤道環(huán)；所述的各半球上設(shè)有至少一個與赤道環(huán)平行的緯線環(huán)，所述緯線環(huán)所處的平面為緯線面，其特征在于相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間連接有繞半球的軸線發(fā)散狀分布的葉片，所述葉片的邊緣依托在相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間，其外圓弧邊構(gòu)成球體的外輪廓線，相鄰葉片之間構(gòu)成格柵單元，所述葉片有便于微生物掛載的粗糙表面；所述的填料沿兩半球的軸線有貫通的通道，所述通道的兩端由位于兩半球端部的緯線環(huán)構(gòu)成，各格柵單元的與外輪廓面相對的內(nèi)面構(gòu)成所述通道的外緣。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，其特征在于所述葉片表面有網(wǎng)狀或浪紋狀的紋路，或者，所述葉片表面有均布有凸點、毛刺、凹陷或小孔。
3、 如權(quán)利要求2所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，其特征在于所述的葉片垂直于所述緯線面布置。
4、 如權(quán)利要求2所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，其特征在于所述的葉片與所述緯線面成一傾斜角布置。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，其特征在于所述的兩個半球上的葉片相互交錯布置。
6、 如權(quán)利要求5所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，其特征在于所述的赤道面或緯線面上有用于依托葉片邊緣的內(nèi)環(huán)。
7、 如權(quán)利要求6所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，其特征在于所述通道的橫截面為圓形，最內(nèi)圈的內(nèi)環(huán)位于所述通道的側(cè)面上。
8、 如權(quán)利要求7所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面球填料，其特征在于所述各半球上的緯線環(huán)僅有一個。
9、 一種用于廢氣生物處理的紋翼多面柱填料，其特征在于所述填料由上柱體和下柱體組成外輪廓面為圓柱面的格柵體，上柱體和下柱體的對接面構(gòu)成赤道面，赤道面的外環(huán)為赤道環(huán)；上、下柱體之一上設(shè)有至少一個與赤道環(huán)平行的緯線環(huán)，所述緯線環(huán)所處的平面為緯線面，相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間連接有繞軸線發(fā)散狀分布的葉片，所述葉片的邊緣依托在相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間，其外緣構(gòu)成圓柱側(cè)面，相鄰葉片之間構(gòu)成格柵單元，所述葉片有便于微生物掛載的粗糙表面；所述的填料沿兩半球的軸線有貫通的通道，各格柵單元的與外輪廓面相對的內(nèi)面構(gòu)成所述通道的外緣。
10、 如權(quán)利要求9所述的用于廢氣生物處理的紋翼多面柱填料，其特征在于所述上柱體和下柱體上的葉片相互交錯布置。
全文摘要
一種用于廢氣生物處理的紋翼填料，所述填料由兩個半球圍合成外輪廓面為球面的格柵體，所述兩半球的對接面構(gòu)成赤道面，赤道面的外環(huán)為赤道環(huán)；所述的各半球上設(shè)有至少一個與赤道環(huán)平行的緯線環(huán)，所述緯線環(huán)所處的平面為緯線面，相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間連接有繞半球的軸線發(fā)散狀分布的葉片，所述葉片的邊緣依托在相鄰的緯線面之間或赤道面與其相鄰的緯線面之間，其外圓弧邊構(gòu)成球體的外輪廓線，相鄰葉片之間構(gòu)成格柵單元，所述葉片有便于微生物掛載的粗糙表面；所述的填料沿兩半球的軸線有貫通的通道，各格柵單元的與外輪廓面相對的內(nèi)面構(gòu)成所述通道的外緣。
文檔編號B01J19/30GK101474549SQ20081016369
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者周珍雄, 孫永強, 王家德, 王毓仁, 陳建孟 申請人:浙江工業(yè)大學(xué);浙江菲爾特環(huán)保工程有限公司