[發明專利]一種中空柱狀緩釋型生物填料

在審

• 申請號: 202010199465.X
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111229021A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 王成林;張勝華
• 申請（專利權）人: 瑞燃(上海)環境工程技術有限公司
• 主分類號: B01D53/85
• 分類號: B01D53/85;B01D53/44
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 陳義

本發明公開了一種中空柱狀緩釋型生物填料，包括親水性外層以及疏水性內層，疏水性內層的外壁同軸貼于親水性外層的內壁，所述親水性外層以及疏水性內層的Y分子篩均有孔道，孔道內粘接有有淀粉、纖維素、甘氨酸、磷酸鹽等能供給微生物碳源、氮源和無機鹽的營養物質,大部分的微孔和中孔有效減緩營養物質的釋放速率，本發明中的生物填料能承載更多的微生物，同時為微生物提供充足的營養物質，在中空柱狀生物填料內表面的疏水性分子篩易吸附難溶于水的有機廢氣，同時在中空柱狀生物填料外表面的具有高度親水性的分子篩易吸水，進而讓掛膜時間更快，有利于整套生物系統運行更快，且結構穩定，不易板結堵塞，不需經常更換填料。

技術領域

本發明涉及一種生物填料，特別是涉及一種中空柱狀緩釋型生物填料，應用于難溶于水的有機廢氣的生物法處理裝置。

背景技術

國內經濟經過近四十年的高速發展后，環境問題逐步凸顯，而大氣環境則成為全國人民關注的焦點。目前用于無機及有機廢氣處理的生物填料分兩大類：

①無機填料主要有陶瓷、巖石、陶瓷扎西環和鮑爾環等不同物理結構的陶瓷體。優點是機械強度高、不易壓實；缺點是其涵養水份能力弱、自身不含微生物生長所需養分等，故在運行過程中需要額外補充營養物質，導致運行成本增加。

②有機填料主要有陳年木屑、草炭、樹皮、塑料扎西環和鮑爾環等。其中陳年木屑、草炭和樹皮這些填料的優點是自身含有大量微生物所需營養物，短期不用額外添加營養物；缺點是機械強度差，容易引起填料層的板結、堵塞，導致生物濾池壓降增大，增大運行能耗且效果不易達標。另如扎西環、鮑西環等有機材質的填料，其優缺點同無機填料一般。

盡管國家發明公布號中CN110563130A(一種膜生物反應器的復合填料及其制備方法)指出其采用50-70份丙烯酸單體、30-50份沸石、1.5-6份聚酰胺和0.5-2.5份甲苯。該發明提供膜生物反應器的復合填料的孔隙率高、比表面積大，作為生物填料填充于接觸氧化池，填料體積僅需30-40％，就可以在4-6h的水力停留時間下達到近90％的氨氮去除率，負荷可達1.6kg NH₄⁺-N/(m³·d)。但該專利使用的沸石是先堿后酸改性沸石，親水性弱，在制作過程中加入過多有機溶劑，如甲苯、丙烯酸單體和聚酰胺，加劇改性沸石的疏水性，不利于生物填料掛膜。

國家發明公布號CN108101233A(以改性貝類為主的混合生態填料、復合填料球、凈化槽裝置及制備工藝)，該專利指出一種以改性貝類為主的混合生態填料、復合填料球、凈化槽裝置及制備工藝，混合生態填料由經鍛燒的貝類混合生態填料與茶葉渣活性炭、沸石、石灰石、瓜子片、陶粒、軟石混合制備而成。該發明提供的貝類混合生態填料具有較高的比表面積、高空隙率、材質輕而且強度高、物理化學性質穩定，對生物的增殖無危害作用填料球內外兩層結構不僅固定貝類混合生態填料，且比表面積大，易于掛膜，不堵塞。采用凈化槽穩固裝置，具有固著性和流體流通性，安全穩定，避免沖刷問題。但其忽略了多種有機、無機材料在一起可能引發的內部材料互相堵孔問題，從而造成貝類混合生態填料的比表面積弱于單個材料本身的比表面積，從而造成材料的浪費。

現有技術中，Y分子篩因骨架中Al³⁺的存在而帶負電荷，為了保持其電中性，骨架的空隙中必須存在補償電荷的一些陽離子，而這些陽離子便成為作用點，對極性分子(如水分子等)具有親和性，這也就是一般分子篩具有親水性的原因。硅鋁比低的分子篩作用點多，對極性分子具有較高的親和力，更易于吸水，從而快速掛膜；硅鋁比高的分子篩作用點少，對極性分子具有排斥性，更疏水。因此對不同硅鋁比的Y分子篩原材料的慎重選擇有助于用其生產更為適合的生物填料。

發明內容