專利名稱：用于不規(guī)則薄膜流動(dòng)填充料的塑料構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于不規(guī)則薄膜流動(dòng)填充料的塑料構(gòu)件，構(gòu)件具有中心孔和在特定情況下的薄片。
所述的薄膜流動(dòng)填充料多年來(lái)通常用于廢水的生物凈化，廢水被噴射通過(guò)裝有盡可能大比表面的填充料的塔頂，使廢水以薄膜的形態(tài)向下流過(guò)填充料的大表面，產(chǎn)生在填充料表面上的細(xì)菌培養(yǎng)的微生物(所述生物膜)利用廢水中的有機(jī)物質(zhì)來(lái)維持它們的生命活動(dòng)，經(jīng)凈化的廢水在塔底排出。
填充料中的構(gòu)件材料對(duì)廢水凈化有極大的影響，這是因?yàn)閮艋^(guò)程是由覆蓋在所述構(gòu)件表面的生物膜所保證的。
由于許多優(yōu)點(diǎn)，合成塊狀(模塊型)填充料(通常由疊在一起的真空成型的板制成)被廣泛用于污水的生物處理。
通常包含許多開(kāi)孔和具有100-200平方米/立方米的比表面的填充料有規(guī)則地排列在支持結(jié)構(gòu)中。
這些有規(guī)則排列的塊狀填充料對(duì)具有高有機(jī)物質(zhì)含量的廢水的高速預(yù)凈化有利，它們不會(huì)堵塞，對(duì)沖擊載荷不敏感。但是它們并不適用于廢水的完全凈化，因?yàn)閺U水的停留時(shí)間太短，而且對(duì)于上述目的來(lái)說(shuō)填充料的比表面不夠大。
由于這個(gè)原因，不得不在薄膜流經(jīng)填充料以后采用一種水凈化的方法，例如活性污泥的凈化使經(jīng)凈化處理的廢水獲得在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的新鮮水中所允許的質(zhì)量參數(shù)。
因此，有必要做出一種合適的能有效凈化廢水的合成填充料，其投資額和所需能源比應(yīng)用活性污泥方法的低得多，經(jīng)凈化的廢水要在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的質(zhì)量參數(shù)范圍以內(nèi)。為這個(gè)目的的制造的塑料填充料必須至少有250平方米/立方米的比表面，它應(yīng)為廢水在薄膜流動(dòng)填充料中提供足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間以成功地進(jìn)行由沉積的微生物將廢水中的有機(jī)物質(zhì)分解的過(guò)程。
對(duì)填充料的進(jìn)一步要求是，它應(yīng)有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，能允許高度填充料組元的裝填而無(wú)需中間支撐物，填充料的最下層應(yīng)能支撐其上面的合成構(gòu)件、生物膜和下流的廢水的總重量而不被損壞和變形。另外，填充料的材料應(yīng)輕和經(jīng)濟(jì)。
另一個(gè)重要的方面是合成材料對(duì)化學(xué)和腐蝕效應(yīng)的抗力，同時(shí)它應(yīng)能以比較簡(jiǎn)單的方法處理。
幾種合成填充料已為人們所知，然而這些填充料僅滿足了所列要求中的一部分。
它們中最廣泛使用的是匈牙利專利第171178號(hào)所述的塑料薄板填充料，它由帶有與主軸橫截的開(kāi)口的空心圓筒形翅的合成構(gòu)成組成。這種填充料有比較大的比表面和好的機(jī)械穩(wěn)定性，但它也存在著一些缺點(diǎn)。
圓筒形構(gòu)件具有各向異性的機(jī)械特性，與軸垂直的圓筒體在機(jī)械性能上比軸向弱得多，交叉排列的翅只能部分地補(bǔ)償這種不平衡。然而，為了此填充料的弱點(diǎn)，必須設(shè)計(jì)靜態(tài)的支持結(jié)構(gòu)。另一方面，根據(jù)凈化工藝，向下流經(jīng)不規(guī)則填充料的水平放置圓筒體內(nèi)側(cè)的廢水不能形成薄膜，從而這些填充料的構(gòu)件不能參與廢水凈化過(guò)程，被認(rèn)為是死區(qū)。另外，那些圓筒體的總內(nèi)表面并不都參與了廢水凈化，圓筒體的軸與水平成某一個(gè)最小的角度，這里向下流入圓筒體的水在底部聚積，并不潤(rùn)濕其內(nèi)表面的上面部分。
這種填充料的進(jìn)一步缺點(diǎn)在于盡管為穩(wěn)定性的原因設(shè)置在圓筒體上的翅原理上延伸了所述填充料的比表面，在工作條件下圓筒體上產(chǎn)生的生物膜充滿了所述的翅，它難于被除去，因此在填充料連續(xù)工作期間產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)平衡中，真正參與廢水凈化的活性比表面幾乎不能超過(guò)普通無(wú)翅圓筒體規(guī)定的值。
另一個(gè)相似的填充料在西德專利2558986號(hào)中得到了描述，這種填充料由具有同心墻板的圓筒體組成，圓筒體的外殼和與其垂直的薄片內(nèi)接合。
這些構(gòu)件由于它們的結(jié)構(gòu)，存在著與前述匈牙利專利所述的相同的缺點(diǎn)，即它們存在著各向異性的機(jī)械特性(它們對(duì)垂直于圓筒體軸的負(fù)載的承受能力比對(duì)軸向負(fù)載的承受能力小)。進(jìn)一步根據(jù)凈化工藝，管道的水平或近似水平部分的內(nèi)表面不被廢水潤(rùn)濕，因此這些表面不能參與廢水的凈化處理。
還有一個(gè)圓筒形構(gòu)件在英國(guó)專利1275116號(hào)中得到描述，這個(gè)構(gòu)件的外殼上穿孔，圓筒體中有加強(qiáng)薄片。
穿孔使得未注入的向下流動(dòng)的廢水能充分混合，從而使填充料全部表面得到潤(rùn)濕，當(dāng)然比表面也有些減少。
從機(jī)械的角度看，上述構(gòu)件有圓筒形構(gòu)件的前述缺點(diǎn)，由于穿孔(正好是在與軸垂直的方向)引起的進(jìn)一步弱化且增加了這種缺點(diǎn)。
西德專利2928784號(hào)描述了一種包含徑向彎曲墻面的球形構(gòu)件，管道在球的中央，使填充料的潤(rùn)濕程度盡可能地大。
另一方面，在無(wú)堵塞危險(xiǎn)的條件下，墻面的徑向排列不能使它們的排列有足夠密度以增加比表面，例如一個(gè)直徑為7cm的球的比表面為32平方米/立方米，考慮已知的無(wú)規(guī)則填充料的同樣參數(shù)，這個(gè)值是相當(dāng)?shù)偷?，因?yàn)樗枰闹辽偈沁@個(gè)值的二倍。
本發(fā)明的目的是提供用于廢水凈化工廠的薄膜流動(dòng)填充料的塑料構(gòu)件，它們能被大量使用，即無(wú)規(guī)則地排列的填充料單元，它們是勻質(zhì)，剛性的在所有方向上都是機(jī)械上穩(wěn)定的，它們的比表面超過(guò)250平方米/立方米。
作為本發(fā)明實(shí)施例之一的球形構(gòu)件，它包括位于中央的一個(gè)中心孔和由圓形基板組成的薄片，垂直于基板的至少一個(gè)圓形加強(qiáng)板和相互平行的圓形薄片，所述中心孔處于基板上，所述薄片相互間隔1-10，最好為5mm。另一個(gè)實(shí)施例中的構(gòu)件是圓形的，在環(huán)形表層上位于橫截面上下處交替切出環(huán)形部分。
在第一種形式中，中心孔的面積以最小為基板面積的25%為合適。
所述薄片以正交于加強(qiáng)件和基板為優(yōu)。
所述板和薄片的厚度為0.1-2，優(yōu)選0.4mm。
在環(huán)形形式中，切出的表面積占總環(huán)形表面積的30-70%。
圓形環(huán)的高度和/或直徑在10和100mm之間，其直徑為高度的2-4倍，優(yōu)先選用3倍。
所述構(gòu)件的壁厚在0.1和1mm之間，優(yōu)先選用0.4mm。
所述構(gòu)件的形狀和穩(wěn)定性是根據(jù)廢水凈化效率最佳控制的，而且所述構(gòu)件通過(guò)有效工藝來(lái)制造。
球形構(gòu)件的基板、加強(qiáng)板和薄片的將近全部空間參與有用表面的形成，這樣就獲得了高的廢水凈化效率。
由圓形環(huán)形成的所述構(gòu)件的形狀和穩(wěn)定性對(duì)于廢水凈化來(lái)說(shuō)是極其有利的，同時(shí)它們能以簡(jiǎn)單的方法和低的成本進(jìn)行生產(chǎn)。
本發(fā)明的進(jìn)一步細(xì)節(jié)將借助于附圖以實(shí)施例的方式加以描述，其中

圖1是本發(fā)明構(gòu)件的一個(gè)實(shí)施例的立體投影圖。
圖2是圖1所示實(shí)施例的頂視圖。
圖3是本發(fā)明構(gòu)件另一個(gè)實(shí)施例的立體投影圖。
圖4是圖3所示構(gòu)件的側(cè)視圖。
圖5是圖4所示構(gòu)件的頂視圖。
圖1和圖2所示的構(gòu)件由基板1、加強(qiáng)板2和平行薄片3所組成，因此部件的色裹面成球形。據(jù)此，基板1、加強(qiáng)板2和薄片3是圓形的，在特殊情況下，它們可做成波紋形以增加表面。
為了適當(dāng)?shù)囊后w流動(dòng)和薄膜的形成，基板1上有一開(kāi)孔4，在本實(shí)施例中，中心孔4可加工成跑道形。
所述構(gòu)件是用熱塑性硬聚氯乙烯(PVC)注塑成形的，基板1、加強(qiáng)板2和最大的薄片的直徑為30mm，所有板和薄片的厚度為0.4mm，薄片間間隔為5mm。
上述球形構(gòu)件的比表面為400平方米/立方米，比重為85kg/m3。
含有200mg/l五日生化需氧量(BOD5)有機(jī)物質(zhì)的公用污水在2m3/m3/天的液態(tài)載荷下被送入一個(gè)2m高和直徑為6m的裝有上述填充料的生物凈化裝置，得到凈化效率為94%。
如圖3至圖5所示的合成構(gòu)件呈環(huán)形，其頂端和底部交替地帶有切開(kāi)部分5，切開(kāi)部分沿著圍繞環(huán)形部分的表面排列，但僅移走了環(huán)形部分的某一部分以保持構(gòu)件表層的連續(xù)性和強(qiáng)度。這樣，構(gòu)件包括處于切開(kāi)部分5之間的交替的下外殼部分6和上外殼部分7。
中心孔4安排在環(huán)形表面給定的構(gòu)件的中央，這就是說(shuō)，這種構(gòu)件不需要分立的傳輸孔。
這種復(fù)雜的構(gòu)型具有極大的比表面，這是因?yàn)檫@樣一個(gè)事實(shí)，即在相同體積下，圓形環(huán)的表面是圓筒體表面的二倍多。
在以上方法中，圓環(huán)形的外徑為30mm，高度為10mm，壁厚為0.4mm，切開(kāi)部分使總的環(huán)形表面積小了48%。這種構(gòu)件比表面為350m2/m3，比重為90kg/m3。
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將上述的環(huán)形構(gòu)件放入一個(gè)高2m、直徑為6m的生物過(guò)濾塔，用具有200m2/m3比表面的真空成形的板的合成料塊凈化的噴射的釀酒廠廢水放入過(guò)濾塔，廢水含有250mg/l五日生化需氧量(BOD5)的有機(jī)物質(zhì)，它的液態(tài)載荷為2m3/天。
采用含有本發(fā)明所述構(gòu)件的無(wú)規(guī)則填充料，廢水的凈化效率達(dá)到92%。
顯然，根據(jù)以上所述，本發(fā)明所述的填充料構(gòu)件可以以無(wú)規(guī)則填充的形式有效地應(yīng)用于生物過(guò)濾器，構(gòu)件的比表面和物質(zhì)是很有利的，其產(chǎn)品簡(jiǎn)單、便宜。構(gòu)件的尺寸、比例和切開(kāi)表面的尺寸可根據(jù)需要變化。
權(quán)利要求
1.用于不規(guī)則薄膜流動(dòng)填充料的塑料構(gòu)件，構(gòu)件呈球形或環(huán)形，帶有中心孔，其特征在于球形構(gòu)件含有圓形基板1、垂直于所述基板1的圓形加強(qiáng)板2和圓形平行薄片3，所述基板1上有一中心孔4，所述薄片之間彼此間隔1-10mm，對(duì)于環(huán)形構(gòu)件，在環(huán)形表層上位于橫截面上下交替地加工出分段成形的切開(kāi)部分5。
2.按權(quán)利要求1所述的塑料構(gòu)件，其特征在于所述薄片3垂直于基板1和加強(qiáng)板2。
3.按權(quán)利要求1或2所述的塑料構(gòu)件，其特征在于薄片3之間間隔為5mm。
4.按權(quán)利要求1或2所述的塑料構(gòu)件，其特征在于所述板1，2和薄片3的厚度為0.1-2mm。
5.按權(quán)利要求4所述的塑料構(gòu)件，其特征在于所述厚度為0.4mm。
6.按權(quán)利要求1至5所述的塑料構(gòu)件，其特征在于其直徑為10-100mm。
7.按權(quán)利要求1至6所述的塑料構(gòu)件，其特征在于所述薄片3成波紋形。
8.按權(quán)利要求1所述的塑料構(gòu)件，其特征在于所述的切開(kāi)部分5占圓形環(huán)總面積的30-70%。
9.按權(quán)利要求1或8所述的塑料構(gòu)件，其特征在于圓形環(huán)的高度和/或直徑為10-100mm。
10.按權(quán)利要求1或8或9所述的塑料構(gòu)件，其特征在于圓形環(huán)的直徑為其高度的2-4倍。
11.按權(quán)利要求10所述的塑料構(gòu)件，其特征在于圓形環(huán)的直徑為其高度的3倍。
12.按權(quán)利要求1或8或9或10或11所述的塑料構(gòu)件，其特征在于其壁厚為0.1-1mm。
13.按權(quán)利要求12所述的塑料構(gòu)件，其特征在于所述壁厚為0.4mm。
全文摘要
本發(fā)明是用于不規(guī)則薄膜流動(dòng)填充料的塑料構(gòu)件。
文檔編號(hào)B01J19/30GK1033509SQ87108188
公開(kāi)日1989年6月28日 申請(qǐng)日期1987年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月17日
發(fā)明者恩迪拉·班內(nèi)爾, 泰勃·白克新斯基, 吳蘭德·米爾·柯莫斯, 橋賽夫·莫娜, 趙探·奈基, 加寶·古盧比, 沙巴·普斯卡斯 申請(qǐng)人:匈牙利穆亞格弗道格左·凡萊拉特公司, 曼里匹臺(tái)西·特?zé)┳蟆とR拉特公司