[发明专利]球形生物接触滤材及其应用

说明书

本发明是有关于一种球形生物接触滤材及其应用，其主要是应用在有机性废水的处理，应用球形的生物接触滤材含有极大的比表面积，以达到高效率的废水处理。

众所周知，废污水生物处理即是应用自然界河川的自净作用原理，当河川的水质受到有机废水污染后，污染程度随着流程渐行减少，当污染状况降至某一现值以下时，必将再度恢复为清净的河川，此一现象为河川本身具有自净能力之故，一般称为河川自净作用，河川的自净能力主要仰赖栖息于水中及底床中的各种生物的作用。

一般有机性废水的处理，凡利用水的自净作用过程的一部分，通过人工设施以提高处理效率的方法，称为生物处理法，而生物处理法可概分为好氧性及厌氧性两大类，好氧性处理法有活性污泥法、生物膜法及安定池法等，生物膜法一般有滴滤池法、旋转生物圆盘法及接触曝气法等。

图1所示为生物膜的代谢模式图，河川的底床一般为砾石，该砾石的表面经常被细菌、藻类及原生动物等微生物及轮虫类、贫毛虫类等微小后生动物所组成的软泥覆盖，此软泥即为生物膜；有机物质及氧为由一面吸收、扩散而进入膜内，其间有机质由于生物体的同化及氧化而减少，生物膜10’在生物接触滤材50’的表面生成，生物膜10’的外侧在氧气的供应下与有机废水20’接触，由于其具有良好的生物氧化机能，而称为好氧性30’，而生物膜10’深处，由于溶氧不能到达，就产生厌氧生物分解作用，因而称为厌氧性40’，而生物膜法最大的目的，是去除废水中的有机污染成分BOD。

一般生物膜法的生物接触滤材种类包含如下几种：

1、蜂巢管状生物接触滤材料(Honey-Comb Contacter)，图2为传统的生物处理的蜂巢管状生物接触滤材示意图，此法是1973年所开发出来的生物处理法，以长的介质放置于槽内，使水流来回循环以达净化效果。其主要缺点是：

有阻塞的困扰、管内流速不易均匀及因体积较大，增加搬运费用。

2、绳状生物接触滤材料，图3为传统的生物处理的绳状生物接触滤材装置示意图，接触滤材31通过支撑架32置于槽体30内，空气38通过置于导管33内的散气装置35进入槽体30内，废水从入口36进入，净化水从出口37流出，绳状生物接触滤材料31为氯乙烯环状绳的微细的轮状体编织而成。其主要缺陷是：

需生物接触滤材的支架及必须使用散气装置，施工上较为不易，且其成型不易，比表面积不易确认，造成无法精确设计曝气槽。

3、网状生物接触滤材料，图4为传统的生物处理的网状生物接触滤材示意图，空气41分别导入网状生物接触滤材料42和散气装置43，废水从导入口44导入。此种生物接触滤材42为聚乙烯材质，网状多孔性的形状，平行垂直配置填充而成，而采线状全面曝气方式。其主要缺点是：

对于悬浮物的捕捉力较弱及对于维持生物膜量的能力较差。

4、板状生物接触滤材料，图5为传统的生物处理的板状生物接触滤材示意图，其主要缺点是：

对于悬浮物的捕捉力较弱及对于维持生物膜量的能力较差。

5、网管状生物接触滤材料，网管状生物接触滤材料的材质仍为塑胶材料，为呈网管状，其生物附着的有效表面积较大为其特性。其主要缺点是：

对于悬浮物的捕捉力较弱及对于维持生物膜量的能力较差。

综上所述，一般的生物膜生物处理法都有缺点，综合其主要的缺点如下：

(1)因微生物的滋长造成生物接触滤材的生物膜增殖过厚，影响其废水的净化处理效果，并造成生物接触滤材的阻塞，如果阻塞无法通过反冲洗清除，常使得曝气槽出现厌氧现象，造成水质恶化及处理失效。

(2)一般生物接触滤材皆需要支撑架，以将的架设在槽体内，设计与施工过程较繁复，耗费人力及材料，不甚经济。

(3)若生物接触滤材或支撑架需更换或维护保养时，操作极其困难，必须停止使用，排空槽体内部的废污水，工程耗大，且生物接触滤材及支撑架有压毁崩塌的危险。

(4)一般的生物接触滤材的设计为固定床式，需依靠曝气搅拌所造成的水流循环，带动废污水进入生物接触滤材内部，以达到微生物氧化分解的目的，生物膜吸附氧化分解有机污染物的效率受到水流循环效果的影响极大，处理效率往往因生物接触滤材阻塞而大幅降低。

(5)一般的生物接触滤材的设计应用须审慎考虑曝气槽的槽体的长宽大小、长宽比例与水深高低，以及生物接触滤材的配置尺寸与比例，且需迁就生物接触滤材的模组大小进行曝气槽的设计，否则无法获致理想的曝气搅拌与水流循环作用，不但规划设计工作受到限制，且土地的应用没有弹性。