專利名稱：輕質(zhì)耐腐蝕曝氣轉(zhuǎn)盤及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化溝污水處理裝置的曝氣轉(zhuǎn)盤及其制備方法。
在城市生活污水和工業(yè)污水處理中，氧化溝的處理能力高于其他生物處理系統(tǒng)。其重要原因在于它具有獨特的混合性能?；旌蠈τ谟袡C物、氨、硝酸鹽和固體去除起著很大的作用。
曝氣轉(zhuǎn)盤是氧化溝污水處理裝置的主要關(guān)鍵部件。氧化溝的混合功能主要靠曝氣轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)、攪拌完成。為了提高充氧能力，轉(zhuǎn)盤上設(shè)計有許多凸臺和凹孔，以使轉(zhuǎn)盤在曝氣池中運轉(zhuǎn)時讓污水得到充分曝氣和有效的混合。所以轉(zhuǎn)盤應(yīng)有一定強度以抵抗水流對大面積凸臺面和凹孔壁的剪應(yīng)力。
不同的污水處理場，腐蝕介質(zhì)也不一樣。例如對石油化工企業(yè)來說，主要是油類和酚類。而且污水處理場一般都是露天裝置，所以轉(zhuǎn)盤除了耐水和油、酚等腐蝕外，還要具有耐曝曬的抗老化性能。這些曝氣轉(zhuǎn)盤過去采用鋼板沖壓制成，不但質(zhì)量大、而且不耐腐蝕。近年來美國ENVIREN公司使用聚苯乙烯類塑料來生產(chǎn)轉(zhuǎn)盤，減輕了轉(zhuǎn)盤的重量，但是仍然不耐老化，不耐腐蝕，使用壽命短，轉(zhuǎn)盤調(diào)節(jié)困難。因此，最近曾有人設(shè)想用手糊方法制造玻璃鋼曝氣轉(zhuǎn)盤，但是該工藝生產(chǎn)效率很低、生產(chǎn)周期很長，質(zhì)量不可能穩(wěn)定，往往在同一制件的許多地方會出現(xiàn)強度較低的富樹脂區(qū)域，導(dǎo)致制品容易開裂損壞，尤其在含酚廢水中，根本不能使用。
本發(fā)明的目的是設(shè)計提供一種重量輕、耐腐蝕、質(zhì)量穩(wěn)定的曝氣轉(zhuǎn)盤及其制備方法，以克服上述已有曝氣轉(zhuǎn)盤所存在的缺點。
本發(fā)明的主要措施是以流動性好的低密度的纖維增強熱固性模塑料作為構(gòu)成曝氣轉(zhuǎn)盤的材料，并采用低壓條件下的加熱模壓成型法進行制備。
本發(fā)明曝氣轉(zhuǎn)盤的特征在于其構(gòu)成材料為含低密度填料的纖維增強熱固性模塑料，并且在轉(zhuǎn)盤的軸頭及其附近部位含有起增強作用的長纖維或纖維布。
所說的纖維增強熱固性模塑料主要由纖維、低密度填料和樹脂組成。纖維可以是天然的麻、棉纖維，或者玻璃纖維，或者各種合成有機纖維(如滌綸、維尼龍、丙綸、尼龍等)；纖維的長度可以是3mm至連續(xù)長纖維，或者是各種纖維布。低密度填料包括碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉以及各種形狀的空心填料(如空心玻璃微球或飄塵、空心碳球、空心陶瓷球以及異型空心微粒等)中的一種或一種以上。樹脂為含雙鍵不飽和樹脂或環(huán)氧樹脂或低壓酚醛樹脂。含雙鍵不飽和樹脂包括不飽和聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂或DAP樹脂。
為便于產(chǎn)品脫模，必要時可加脫模劑。根據(jù)不同配方，脫模劑可使用內(nèi)脫模劑，也可使用外脫模劑。
構(gòu)成本發(fā)明的曝氣轉(zhuǎn)盤的纖維增強熱同性模塑料的主要成份組成按重量百分比一般為樹脂20～60，填料15～60，纖維10～30，內(nèi)脫模劑0～10。
本發(fā)明的曝氣轉(zhuǎn)盤的制備方法是采用含低密度填料的纖維增強熱固性模塑料作為構(gòu)成曝氣轉(zhuǎn)盤的材料，先將模塑料材料預(yù)制成團狀、塊狀或片狀的預(yù)混料，再以加熱模壓成型法制成所需的曝氣轉(zhuǎn)盤。
所說的加熱模壓成型法具體為把帶有加熱及控溫裝置的曝氣轉(zhuǎn)盤金屬模具安裝于300～1000噸液壓機上；在模溫80～170℃時，投入模塑料預(yù)混料，并在軸頭及其附近部位加入長纖維或纖維布；然后以2-12MPa壓力保壓保溫固化5～30分鐘，出模即得產(chǎn)品。
本發(fā)明的曝氣轉(zhuǎn)盤由于以含低密度填料的纖維增強熱固性模塑料為材料，所以具有重量輕、強度高、耐腐蝕、耐老化、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，既延長了使用壽命，又可提高機械設(shè)備的安全系數(shù)和減少設(shè)備運轉(zhuǎn)的動力損耗。同時由于在轉(zhuǎn)盤的軸頭及其附近部份加有長纖維或纖維布，使其強度增加，可以承受轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時的扭力，從而保證轉(zhuǎn)盤在運轉(zhuǎn)過程(軸頭)不易損環(huán)，充分延長轉(zhuǎn)盤的使用壽命。
由于本發(fā)明的曝氣轉(zhuǎn)盤采用模壓成型，能快速整體成型，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。而且成型時，樹脂能滲出制品表面，形成漂亮光滑的致密表面層，水和腐蝕介質(zhì)不易滲入，更加提高了轉(zhuǎn)盤的耐腐蝕、耐老化性能。本發(fā)明的曝氣轉(zhuǎn)盤可以在60℃、500mg／L苯酚的廢水中長期使用，當(dāng)然更可以在其它的城市廢水和石化廢水中長期使用。而手糊的玻璃鋼轉(zhuǎn)盤使用14天，其表面就產(chǎn)生裂紋，不能使用。
由于本發(fā)明采用模壓成型法，所以能夠充分利用纖維增強模塑料的可設(shè)計性優(yōu)點，能生產(chǎn)出表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的轉(zhuǎn)盤，制品不但強度高，混合面積特別大，而且可根據(jù)制品使用性能在不同部位設(shè)計不同的強度，從而使整個轉(zhuǎn)盤質(zhì)量特別小，平均密度為1．3～1．5。
另外，由于本發(fā)明所用材料流動性好，可采用低壓成型，所以可用小噸位壓機成型大面積的轉(zhuǎn)盤，設(shè)備費用低，而且對低密度填料的抗壓強度要求低，選用范圍廣。
本發(fā)明的模壓成型法還具有生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點，其能耗僅為聚苯乙烯滾塑成型法的1／5左右。


圖1是一種已有的曝氣轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為曝氣轉(zhuǎn)盤，11為轉(zhuǎn)盤上的斜凸臺，12為轉(zhuǎn)盤上的圓形凹孔，13為轉(zhuǎn)盤軸頭。該轉(zhuǎn)盤為兩塊結(jié)構(gòu)相同的半圓盤組合而成。A-A剖面即為其結(jié)合面。
圖2是圖1的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是曝氣轉(zhuǎn)盤組成的曝氣轉(zhuǎn)刷的示意圖。
由于曝氣轉(zhuǎn)盤需要有較大的充氧能力，因此，必須有足夠大的表面積。如圖1所示，現(xiàn)有的曝氣轉(zhuǎn)盤通常直徑達1．3米，其表面設(shè)有約500個斜型凸臺和約2500個圓型凹孔。這種轉(zhuǎn)盤形狀復(fù)雜，與水接觸面大，其對污水的曝氣和混合效果較好。
現(xiàn)有氧化溝污水處理裝置通常采用水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤(如圖1所示)，由多個轉(zhuǎn)盤在轉(zhuǎn)軸上組合構(gòu)成曝氣刷(如圖3所示)，轉(zhuǎn)軸長約7米，啟動時有一定扭矩。所以，若轉(zhuǎn)盤重量過大，轉(zhuǎn)軸容易斷裂。同時，轉(zhuǎn)盤軸頭也容易損壞。本發(fā)明的曝氣轉(zhuǎn)盤以含低密度填料的纖維增強熱固性模塑料為材料，并在軸頭部位用長纖維或纖維布增強，具有質(zhì)量輕，強度高的特點，較好地解決了上述問題。
以下通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。各實施例中轉(zhuǎn)盤材料的成份組成均按重量百分比。
實施例一1、轉(zhuǎn)盤材料的成份組成198#不飽和聚酯樹脂30，空心玻璃微球30，滑石粉26，6mm玻璃纖維10，硬脂酸鋅3，過氧化苯甲酸叔丁酯1。
2、制備方法①先將上述材料放在捏合機中均勻混合成輕質(zhì)團狀模塑料預(yù)混料；②把帶加熱和控溫裝置的圓形曝氣轉(zhuǎn)盤金屬模具(型腔直徑1．3米，具有500個斜凸臺和2500個凹孔)裝于500噸熱壓機上；
③將模溫升至150℃，把14kg團狀預(yù)混料投入模具型腔中，并在軸頭及其附近部位加入0．5 kg玻璃纖維布；④合模加壓，壓力3MPa，保溫保壓固化15分鐘；⑤開模取出轉(zhuǎn)盤，冷卻后清除飛邊毛剌即為產(chǎn)品。
實施例二1、轉(zhuǎn)盤材料的成份組成低壓酚醛樹脂50，碳／硼硅酸鹽微粒球30，碳酸鈣10，6mm短切麻纖維10。
2．制備方法①把上述材料放于捏合機中均勻混合成團狀預(yù)混料；②把直徑1．3米、具有500個斜凸臺和2500個凹孔的轉(zhuǎn)盤的半園形金屬模具(帶有加熱及控溫裝置)裝于500噸熱壓機上；③將模溫升至170℃，把14kg麻纖維增強酚醛模塑料團狀預(yù)混料投入型腔，并在軸頭部位加0．5kg麻布；④合模加壓，壓力3MPa，保溫保壓固化10分鐘；⑤開模取出轉(zhuǎn)盤，冷卻后清除飛邊毛剌，即為產(chǎn)品。
實施例三1、轉(zhuǎn)盤材料的成份組成952#不飽和聚酯樹脂40，空心陶瓷球28，氧化鎂2，25mm玻璃纖維20，硬脂酸鋅4，潤滑劑5，過氧化苯甲酸叔丁酯1。
2、制備方法①將上述材料用SMC專用機制備成低壓輕質(zhì)片狀模塑料預(yù)混料；②～⑤步驟與實施例一相同。
權(quán)利要求
1.一種氧化溝污水處理裝置的曝氣轉(zhuǎn)盤，其特征是構(gòu)成該曝氣轉(zhuǎn)盤的材料為含低密度填料的纖維增強熱固性模塑料，并且在轉(zhuǎn)盤的軸頭及其附近部位含有起增強作用的長纖維或纖維布。
2.按照權(quán)利要求1所述的曝氣轉(zhuǎn)盤，其特征是所說的纖維增強熱固性模塑料主要由纖維、低密度填料和樹脂組成；其中的纖維包括天然麻、棉纖維，或玻璃纖維，或各種合成有機纖維；低密度填料包括碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉及各種形狀的空心填料中的一種或一種以上；樹脂為含雙鍵不飽和樹脂，或者環(huán)氧樹脂，或者低壓酚醛樹脂，含雙鍵不飽和樹脂包括不飽和聚酯樹脂，丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂或DAP樹脂。
3.按照權(quán)利要求1或2所說的曝氣轉(zhuǎn)盤，其特征是所說的纖維增強熱固性模塑料的主要成份組成按重量百分比為樹脂20～60，填料15～60，纖維10～30。
4.一種氧化溝污水處理裝置的曝氣轉(zhuǎn)盤的制備方法，其特征是采用含低密度填料的纖維增強熱固性模塑料為材料，先預(yù)制成預(yù)混料，再以加熱模壓成型法制備成所需的曝氣轉(zhuǎn)盤。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征是所說的加熱模壓成型法為把帶有加熱及控溫裝置的曝氣轉(zhuǎn)盤金屬模具安裝于300～1000噸熱壓機上；在模溫80～170℃時，投入模塑料預(yù)混料，并在轉(zhuǎn)盤軸頭及其附近部位加入長纖維或纖維布；然后以2-12MPa壓力保壓保溫固化5～30分鐘，出模即得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化溝污水處理裝置的曝氣轉(zhuǎn)盤及其制備方法。該曝氣轉(zhuǎn)盤以含低密度填料的纖維增強熱固性模塑料為材料,并采用加熱模壓成型法制備而成,具有重量輕、強度高、耐腐蝕、耐老化、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點,可在含酚廢水等各種廢水中長期使用。本發(fā)明還具有生產(chǎn)設(shè)備投資少、能耗低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點,并且能充分利用纖維增強模塑料的可設(shè)計性特點,根據(jù)制品使用要求在不同部位設(shè)計不同的強度,從而使整個轉(zhuǎn)盤質(zhì)量特別小,平均密度為1.3～1.5。
文檔編號C02F3/18GK1205988SQ9811329
公開日1999年1月27日 申請日期1998年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月23日
發(fā)明者顧鈞揚, 黃鳳來 申請人:中山大學(xué)