[發明專利]智能生物載體、智能生物載體組件及其生物膜反應器

有效

• 申請號: 201610459644.6
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107522283B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 彭云龍;陳兆勇
• 申請（專利權）人: 深圳地大水務工程有限公司
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F3/12;C02F3/34
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果

本發明提供了一種智能生物載體，包括填料，所述填料上布有微生物促進劑，其上、下兩端分別設有用于固定填料且可負載處于休眠狀態的各種微生物菌種之固定件。所述填料為毛巾劍桿織機一次性織造而成的簾布構件，其上下兩端分別連接有上、下布邊，固定件為中空構件，分設于上、下布邊上。所述智能生物載體兩端分別通過固定件固定于上、下支架上，所述上、下支架分別固定于中心支撐管兩端，即構成智能生物載體組件，本發明還提供了生物膜反應器，包括多個排列的智能生物載體組件，智能生物載體組件底部設有曝氣盤，通過中心支撐管相互連通及固定。本發明使生物膜法和催化微生物生長的技術相結合，其比表面積巨大，易于掛膜，有效提高了微生物活性。

技術領域

本發明涉及污水處理領域，尤其涉及城鎮污水處理過程中所采用的智能生物載體和安裝有該智能生物載體的組件以及可應用所述智能生物載體組件的生物膜反應器。

背景技術

隨著工業的迅速發展，環境污染日益加劇，水環境保護的要求進一步提高，加上合成塑料工業的迅速發展，生物膜法出現了很多具有重要意義的發展。許多新型的生物膜法設備如：塔式生物濾泡、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床等先后問世，生物膜法在水處理工藝中的優勢得到了充分體現。在生物膜法污水處理工藝中，微生物在填料上的附著成功主要取決于填料及微生物細胞本身的性質。

填料是生物膜法廢水處理工藝的核心部分。作為微生物的載體，其性能直接影響和制約著水處理工藝的處理效率。我國的填料研究與開發走過了十多年的歷程，經過科研工作者的不斷探索，在廢水生物處理工藝發展中已開發出了多種新型填料，發展了許多填料生產廠家，產品種類繁多，門類較為齊全，在這一領域可以說與世界先進水平同步。但是這些填料在物理學特性及生物膜附著性等方面各有其弱點，例如石英砂是較廣泛采用的填料，它雖然價廉易得，強度大，但由于比重大，表面孔隙少，比表面積小，對微生物的附著能力弱；活性炭粒比表面積大，孔隙多，但價格昂貴，且由于表面孔隙尺寸太小，大多數微孔微生物不能利用；塑料類填料質輕，堅硬，但表面光滑，孔隙小，不易掛膜；纖維類填料一般都存在易結塊及裝填困難等不足；而且大多數填料如沸石、海泡石、無煙煤、陶粒、活性炭、塑料等都不具備刺激微生物生長或提高其活性的特性。人們一直在尋求解決這些制約填料技術進一步發展問題的途徑。

懸掛式填料產生于20世紀80年代初，至今仍在不斷發展之中，目前在水處理領域應用最為廣泛。這類填料有四種產品，分別為軟性填料、半軟性填料、組合填料和彈性立體填料。在這四類填料中，軟性填料問世最早，其基本結構是在一根中心繩索上系扎軟化纖維束。這種填料的主要特點是理論比表面積大、掛膜容易、造價低、運費省、組裝方便、不堵塞。但廢水濃度高或水中懸浮物大時，填料絲會結團，從而大大減少了實際利用的比表面積，并在結團中心區產生厭氧，從而嚴重影響其使用性能，且易發生斷絲、中心繩斷裂等情況，影響了使用壽命，其壽命一般在2～4年。

為了克服軟性填料的不足之處，在20世紀80年代中期發明了半軟性填料。它的結構形式合理，具有良好的切割氣泡和二次布水布氣功能，可使氧的利用率由6～8％提高到40～60％，減少能源的浪費；在運行狀態，每根填料兩端雖固定在支架上，但中間部分可隨氣流和水流擾動，立體空間不斷變化，生物膜更新得快，而且剝落的生物膜也能及時被水流沖走；另外，填料的體積可壓縮，有利于運輸和安裝，使用壽命長(5～l0年)。但其也缺點，如比表面積較小，導致實際運行過程中生物膜總量不足，表面較光滑，微生物附著性能較差，生物膜易脫落，造價偏高等。

在綜合軟性填料和半軟性填料特點的基礎上，人們又開發出組合填料，在一定程度上發揮了前兩者的優點，如20世紀80年代后期推出的盾式填料。盾式填料具有比表面積大，附著性能強，生物膜生長分布均勻，表面積利用率高，生物膜不結團和生物量大等優點，致容積負荷率高，耐沖擊，運行穩定和生化處理效果好，是一種經濟高效和生化性能良好的新型填料。此后，國內的生產廠家還陸續推出了多種組合填料，但都只是在中心環的結構和纖維束的數量、長短上作了一些改進，而結構設計并未跳出盾式填料的范疇，使用性能也相近于盾式填料。