[发明专利]用作填料的塑料构件

说明书

本发明涉及用于不规则薄膜流动填充料的塑料构件，构件具有中心孔和薄片。

所述的薄膜流动填充料多年来通常用于废水的生物净化，废水被喷射通过装有尽可能大比表面的填充料的塔顶，废水以薄膜状态向下流过填充料的大表面，在填充料表面上产生的细菌培养的微生物（所述生物膜）利用废水中的有机物质来维持它们的生命活动，经净化的废水在塔底排出。

填充料中的构件材料对废水净化有极大的影响，这是因为净化过程是由覆盖在所述构件表面的生物膜所保证的。

由于许多优点，合成块状（模块型）填充料（通常由叠在一起的真空成型的板制成）被广泛用于污水的生物处理。

通常包含许多孔和具有100-200平方米/立方米比表面的填充料有规则地排列在支持结构中。

这些有规则排列的块状填充料对具有高有机物质含量的废水的高速预净化有利，它们不会堵塞，对冲击载荷不敏感。但是它们并不适用于废水的完全净化，因为废水的停留时间太短，而且对于上述目的来说，填充料的比表面不够大。

由于这个原因，不得不在薄膜流经填充料以后采用一种净化水的方法，例如活性污泥的净化使经净化处理的废水获得在各个标准中规定的新鲜水中所允许的质量参数。

因此，有必要做出一种合适的能有效净化废水的合成填充料，其投资额和所需能源比用活性污泥方法低得多，经净化的废水要在标准中规定的质量参数范围以内。为达到这个目的制造的塑料填充料必须至少有250平方米/立方米的比表面，它应为废水在薄膜流动填充料中提供足够长的停留时间以成功地进行由沉积的微生物将废水中的有机物质分解的过程。

对填充料的进一步要求是，它应有足够的机械稳定性，能允许高的填充料组元的装填而无需中间支撑物，填充料的最下层应能支撑其上面的合成构件、生物膜和下流的废水的总重量而不被损坏和变形。另外，填充料的材料应轻和经济。

另一个重要的方面是合成材料对化学和腐蚀效应的抗力，同时它应能以比较简单的方法处理。

几种合成填充料已为人们所知，然而这些填充料仅满足了所述要求中的一部分。

它们中最广泛使用的是匈牙利专利第171178号所述的塑料薄板填充料，它由带有与主轴横截的开口的空心圆筒形翅的合成构件组成。这种填充料有比较大的比表面和好的机械稳定性，但它也存在着一些缺点。

圆筒形构件具有各向异性的机械特性，与轴垂直的圆筒体在机械性能上比轴向弱得多，交叉排列的翅只能部分地补偿这种不平衡。为了克服此填充料的弱点，必须设计静态的支持结构。另一方面，根据净化工艺，向下流经不规则填充料的水平放置的圆筒体内侧的废水不能形成薄膜，从而这些填充料的构件不能参与废水净化过程，被认为是死区。另外，那些圆筒体的总内表面并不都参与了废水净化，圆筒体的轴与水平面成某一个最小的角度，这里向下流入圆筒体的水在底部聚积，并不润湿其内表面的上面部分。

这种填充料的进一步缺点在于，尽管因稳定性的目的而设置在圆筒体上的翅在理论上增加了所述填充料的比表面，在工作条件下圆筒体上产生的生物膜充满了所述的翅，它难于被除去，因此在填充料连续工作期间产生的动态平衡中，真正参与废水净化的活性比表面几乎不能超过普通无翅圆筒体规定的值。

另一个相似的填充料在西德专利2558986号中得到了描述，这种填充料由具有同心墙板的圆筒体组成，圆筒体的外壳和与其垂直的薄片内接合。

这些构件由于它们的结构原因，存在着与前述匈牙利专利所述相同的缺点，即它们存在着各向异性机械特性（它们对垂直于圆筒体轴的负载的承受能力比对轴向负载的承受能力小）。另外，根据净化工艺，管道的水平或近似水平部分的内表面不被废水润湿，因此这些表面不能参与废水的净化处理。

还有一个圆筒形构件在英国专利1275116号中得到描述，这个构件的外壳上穿孔，圆筒体中有加强薄片。

穿孔使得未注入的向下流动的废水能充分混合，从而使填充料全部表面得到润湿，当然比表面也有些减少。

从机械的角度看，上述构件存在有圆筒形构件的前述缺点，由于穿孔（正好是在与轴垂直的方向）引起的进一步弱化使这种缺点更加突出。

西德专利2928784号描述了一种包含径向弯曲墙面的球形构件，管道在球的中央，使填充料的润湿程度尽可能地大。

另一方面，在无堵塞危险的条件下，墙面的径向排列不能使它们的排列有足够密度以增加比表面，例如一个直径为7cm的球的比表面为32平方米/立方米，与已知的无规则填充料的同样参数相比，这个值是相当低的，因为所需要的至少是这个值的二倍。