專利名稱：一種三維立體天然纖維球形生物膜填料的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種污水處理中的生物膜填料，特別是用于生活污水厭氧處理過
程中的新型三維立體固定的竹質天然纖維空心球生物膜填料。
背景技術：
填料在污水生化處理中作為生物膜的載體，同時兼有截留懸浮物的功能。因此，載 體填料直接影響整個污水處理裝置的性能和出水水質。目前市面上常用的生物膜填料為塑料合成的軟性填料或彈性填料，這些填料表面 比較光滑，不適合微生物短期內掛膜成功，因此采用這種填料的無動力地埋分散式厭氧系 統往往啟動時間就需要半年到一年。此外由于很多填料采用再生塑料合成，因此往往容易 老化、破碎，造成填料脫落或反應裝置堵塞等現象。 專利號為98111528. 4的中國發明專利申請公開了一種污水生化處理中的一種框 架式高分子編織料作生物膜填料。高分子編織料為聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯編織材料。以 高分子編織料為生物膜基材，其數片等間距地懸掛于長方體的框架之間。這種生物膜填料 具有布水布氣均勻，傳質效果好，耐腐蝕，比表面積大等優點，但聚乙烯材料易老化破碎，從 而導致填料脫落或反應裝置堵塞。因此，不便于推廣使用。 專利號為02283561. X的中國發明專利申請公開了一種蜂巢形高分子填料。該填 料是由以聚烯烴類化合物為材料的高分子纖維組成的六邊形立體多孔填料構成的。該填料 無需固定框架，可直接投入生化池中，操作維修方便；填料沉浮于水中，作不規則翻動，具有 生化效率搞、老化膜易脫落和不結團等優點。但當選擇的蜂窩孔徑與B0D負荷不相適應時， 生物膜的生長與脫落就失去平衡，容易使填料堵塞；在曝氣過程中，難以在蜂窩內達到均一 流速，對接觸效率和生物膜更新產生不良影響。因此，不能完全滿足生物膜的幾項技術要 求。 專利號為200720303346. 4的中國實用新型專利公開了一種毛竹材質的彈性立體 填料。該彈性立體填料的絲條為毛竹制成，自然環保，對微生物親和性高，掛膜啟動快，且不 易發生彎曲下垂，粘連結球等現象。但由于是針狀填料，除了污泥在竹線表面掛膜外，并沒 有體現污泥的空間截留能力，因此在對于低濃度污水的啟動過程中也仍舊存在啟動時間過 長的不足。
發明內容本實用新型提供一種污水處理中的生物膜填料，特別是用于生活污水厭氧處理過 程中的新型三維立體固定的竹質天然纖維空心球生物膜填料，更利于微生物短期內掛膜成 功。 —種三維立體天然纖維球形生物膜填料，包括木質框架和竹質生物膜填料單體，
所述的竹質生物膜填料單體為竹片編織的空心球形，分層串聯固定在木質框架中，竹質生 物膜填料單體兩兩之間留有空隙。[0009] 所述的木質框架的材質最優采用松木，在厭氧條件下的污水中不易腐爛，使用壽 命較長。 所述的木質框架的形狀最優選用長方體形，長、寬、高可根據池體進行靈活調整， 填料安裝時只需將一筐筐預先固定好的三維立體天然纖維球形生物膜填料直接放置在池 體中即可，長方體形的框架有利于整齊放置。 所述的竹質生物膜填料單體的直徑為3-10cm，一般在進水端放置直徑10cm的竹 質生物膜填料單體，防止大量生物膜生長而發生堵塞現象，而在出水端放置直徑3cm左右 的竹質生物膜填料單體，提供更大的比表面積便于微生物附著掛膜。 所述的竹質生物膜填料單體兩兩之間留有l-3cm的空隙為宜，填料整體實際比表 面積控制在100-200m7m3，孔隙率控制在93-98% 。 所述的竹質生物膜填料單體采用多年生草本植物竹子編織而成，竹片表面天然纖
維孔隙構造有利于微生物附著生長和生物反應器的快速起動，其纖維在浸水條件下很難被
降解。同時，由于空心球形填料由竹片編織而成，竹片對于部分污泥可以起到空間截留，能
夠使絮狀污泥在空間上得以分布，這是普通彈性填料所不具備的獨特優點。 與傳統技術相比，本實用新型生物膜填料由竹質空心球形生物膜填料單體和木質
框架構成。竹質生物膜填料單體表面獨特的天然纖維孔隙構造是微生物截留和附著生長的
良好載體，大大提高了反應器的啟動時間和污染物的降解效率。 將竹質生物膜填料單體分層串聯固定在木質框架中，保證每一個單體都能獨立固 定在木質框架中，能有效避免污泥堵塞和掛膜不均勻的現象。 竹質生物膜填料單體和木質框架以竹子和松木為材料，不僅費用低廉，不產生二
次污染，而且在厭氧條件下的污水中不易腐爛，使用壽命較長，安裝方便。 本實用新型具有運輸和安裝方便，比表面積大，不宜堵塞；同時在厭氧和兼氧的微
環境下，加快微生物掛膜，大大提高了反應器的啟動時間和污染物的降解效率；且采用天然
原材料，價格低廉，耐腐蝕，是一種較為理想的高效、經濟、環保型天然生物膜填料。
圖1為三維立體天然纖維球形生物膜填料示意圖； 圖2為竹質生物膜填料單體示意圖。
具體實施方式如圖1、2所示， 一種三維立體天然纖維球形生物膜填料，包括木質框架1和竹質生 物膜填料單體2。 竹質生物膜填料單體2為直徑3-10cm的空心球形，用塑料繩3分層串聯固定在木 質框架1中，防止填料單體之間相互接觸，避免填料單體變形堵塞。木質框架1的材質采用 松木質長方體形框架，長、寬、高可根據池體進行靈活調整。木質框架l內的竹質生物膜填 料單體2兩兩之間留有l-3cm的空隙，填料整體實際比表面積控制在100-200m2/m3，孔隙率 控制在93-98%。 填料安裝時只需將一筐筐預先固定好的三維立體天然纖維球形生物膜填料直接 放置在池體中即可，一般在進水端放置直徑10cm的竹質生物膜填料單體，防止大量生物膜
4生長而發生堵塞現象，而在出水端放置直徑3cm左右的竹質生物膜填料單體，提供更大的
比表面積便于微生物附著掛膜。 應用例1 將該種三維立體天然纖維球形生物膜填料應用于某農村生活污水地埋式厭氧處 理系統中，設計水力停留時間為36h，孔隙率控制在95%，總的填料比表面積控制在105m7 m3，僅需21天系統啟動成功，出水即能穩定達標(《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中 的一級排放標準)。指標pHCODNH4+-NSS進水6-935040180出水7. 278. 129. 469排放標準6-91001570應用例2 將該種三維立體天然纖維球形生物膜填料應用于一種新型高效脫氮分散式生活 污水處理系統中作為厭氧脫碳區和兼氧脫氮區的生物膜填料，設計厭氧脫碳區和兼氧脫氮 區的水力停留時間分別為12h和8h，填料平均孔隙率控制在93%，總的填料比表面積控制 在147m7m3，僅需7天系統啟動成功，出水即能穩定達標排放(《城鎮污水處理廠污染物排 放標準》(GB 18918-2002)中的一級A等標準)。 指標 pHCOD NH4+_N T_N 進水 7. 5 280. 2 36. 20 58. 0 出水 6.7 47.2 4.96 14.4 排放標準 6-9 508 20
權利要求一種三維立體天然纖維球形生物膜填料，其特征在于包括木質框架(1)和竹質生物膜填料單體(2)，所述的竹質生物膜填料單體(2)為竹片編織的空心球形，分層串聯固定在木質框架(1)中，竹質生物膜填料單體(2)兩兩之間留有空隙。
2. 如權利要求1所述的三維立體天然纖維球形生物膜填料，其特征在于所述的木質 框架(1)為長方體形框架。
3. 如權利要求1所述的三維立體天然纖維球形生物膜填料，其特征在于所述的木質 框架(1)采用松木材質。
4. 如權利要求1所述的三維立體天然纖維球形生物膜填料，其特征在于所述的竹質生物膜填料單體(2)的直徑為3-10cm。
5. 如權利要求1所述的三維立體天然纖維球形生物膜填料，其特征在于所述的竹質生物膜填料單體(2)兩兩之間留有l-3cm空隙。
6. 如權利要求1所述的三維立體天然纖維球形生物膜填料，其特征在于三維立體天 然纖維球形生物膜填料整體比表面積為100-200m7m 孔隙率為93-98% 。
專利摘要本實用新型公開一種三維立體天然纖維球形生物膜填料，包括木質框架和竹質生物膜填料單體，所述的竹質生物膜填料單體為竹片編織的空心球形，分層串聯固定在木質框架中，竹質生物膜填料單體兩兩之間留有空隙。本實用新型具有運輸和安裝方便，比表面積大，不宜堵塞；同時在厭氧和兼氧的微環境下，加快微生物掛膜，大大提高了反應器的啟動時間和污染物的降解效率；且采用天然原材料，價格低廉，耐腐蝕，是一種較為理想的高效、經濟、環保型天然生物膜填料。
文檔編號C02F3/00GK201545732SQ200920198600
公開日2010年8月11日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者何若, 馮華軍, 馮孝善, 周哲松, 沈東升 申請人:浙江大學;杭州華家池環保技術工程有限公司