[發明專利]球形生物接觸濾材及其應用

無效

• 申請號: 01116197.3
• 申請日: 2001-05-30
• 公開（公告）號: CN1388074A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 朱永盛
• 申請（專利權）人: 楊綺蘋
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉朝華

本發明是有關于一種球形生物接觸濾材及其應用，其主要是應用在有機性廢水的處理，應用球形的生物接觸濾材含有極大的比表面積，以達到高效率的廢水處理。

眾所周知，廢污水生物處理即是應用自然界河川的自凈作用原理，當河川的水質受到有機廢水污染后，污染程度隨著流程漸行減少，當污染狀況降至某一現值以下時，必將再度恢復為清凈的河川，此一現象為河川本身具有自凈能力之故，一般稱為河川自凈作用，河川的自凈能力主要仰賴棲息于水中及底床中的各種生物的作用。

一般有機性廢水的處理，凡利用水的自凈作用過程的一部分，通過人工設施以提高處理效率的方法，稱為生物處理法，而生物處理法可概分為好氧性及厭氧性兩大類，好氧性處理法有活性污泥法、生物膜法及安定池法等，生物膜法一般有滴濾池法、旋轉生物圓盤法及接觸曝氣法等。

圖1所示為生物膜的代謝模式圖，河川的底床一般為礫石，該礫石的表面經常被細菌、藻類及原生動物等微生物及輪蟲類、貧毛蟲類等微小后生動物所組成的軟泥覆蓋，此軟泥即為生物膜；有機物質及氧為由一面吸收、擴散而進入膜內，其間有機質由于生物體的同化及氧化而減少，生物膜10’在生物接觸濾材50’的表面生成，生物膜10’的外側在氧氣的供應下與有機廢水20’接觸，由于其具有良好的生物氧化機能，而稱為好氧性30’，而生物膜10’深處，由于溶氧不能到達，就產生厭氧生物分解作用，因而稱為厭氧性40’，而生物膜法最大的目的，是去除廢水中的有機污染成分BOD。

一般生物膜法的生物接觸濾材種類包含如下幾種：

1、蜂巢管狀生物接觸濾材料(Honey-Comb?Contacter)，圖2為傳統的生物處理的蜂巢管狀生物接觸濾材示意圖，此法是1973年所開發出來的生物處理法，以長的介質放置于槽內，使水流來回循環以達凈化效果。其主要缺點是：

有阻塞的困擾、管內流速不易均勻及因體積較大，增加搬運費用。

2、繩狀生物接觸濾材料，圖3為傳統的生物處理的繩狀生物接觸濾材裝置示意圖，接觸濾材31通過支撐架32置于槽體30內，空氣38通過置于導管33內的散氣裝置35進入槽體30內，廢水從入口36進入，凈化水從出口37流出，繩狀生物接觸濾材料31為氯乙烯環狀繩的微細的輪狀體編織而成。其主要缺陷是：

需生物接觸濾材的支架及必須使用散氣裝置，施工上較為不易，且其成型不易，比表面積不易確認，造成無法精確設計曝氣槽。

3、網狀生物接觸濾材料，圖4為傳統的生物處理的網狀生物接觸濾材示意圖，空氣41分別導入網狀生物接觸濾材料42和散氣裝置43，廢水從導入口44導入。此種生物接觸濾材42為聚乙烯材質，網狀多孔性的形狀，平行垂直配置填充而成，而采線狀全面曝氣方式。其主要缺點是：

對于懸浮物的捕捉力較弱及對于維持生物膜量的能力較差。

4、板狀生物接觸濾材料，圖5為傳統的生物處理的板狀生物接觸濾材示意圖，其主要缺點是：

對于懸浮物的捕捉力較弱及對于維持生物膜量的能力較差。

5、網管狀生物接觸濾材料，網管狀生物接觸濾材料的材質仍為塑膠材料，為呈網管狀，其生物附著的有效表面積較大為其特性。其主要缺點是：

對于懸浮物的捕捉力較弱及對于維持生物膜量的能力較差。

綜上所述，一般的生物膜生物處理法都有缺點，綜合其主要的缺點如下：

(1)因微生物的滋長造成生物接觸濾材的生物膜增殖過厚，影響其廢水的凈化處理效果，并造成生物接觸濾材的阻塞，如果阻塞無法通過反沖洗清除，常使得曝氣槽出現厭氧現象，造成水質惡化及處理失效。

(2)一般生物接觸濾材皆需要支撐架，以將的架設在槽體內，設計與施工過程較繁復，耗費人力及材料，不甚經濟。

(3)若生物接觸濾材或支撐架需更換或維護保養時，操作極其困難，必須停止使用，排空槽體內部的廢污水，工程耗大，且生物接觸濾材及支撐架有壓毀崩塌的危險。

(4)一般的生物接觸濾材的設計為固定床式，需依靠曝氣攪拌所造成的水流循環，帶動廢污水進入生物接觸濾材內部，以達到微生物氧化分解的目的，生物膜吸附氧化分解有機污染物的效率受到水流循環效果的影響極大，處理效率往往因生物接觸濾材阻塞而大幅降低。

(5)一般的生物接觸濾材的設計應用須審慎考慮曝氣槽的槽體的長寬大小、長寬比例與水深高低，以及生物接觸濾材的配置尺寸與比例，且需遷就生物接觸濾材的模組大小進行曝氣槽的設計，否則無法獲致理想的曝氣攪拌與水流循環作用，不但規劃設計工作受到限制，且土地的應用沒有彈性。