一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器的製作方法

2023-05-19 15:21:41 2

專利名稱：一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於廢水處理的填料裝置及其製作方法，特別涉及一種耐酸鹼腐蝕的填料裝置及其製作方法。
背景技術：
在廢水處理系統中，填料用於截留懸浮物、承載生物膜以及吸附降解汙染物，是生物濾池、接觸氧化池、鐵碳微電解反應池以及各種過濾系統的核心部位，直接影響著裝置的運行效果和處理效率。在現有的廢水化學法及電化學法處理系統中，多用消耗性的活性填料，利用填料自身的化學反應以及填料與廢水中汙染物的化學反應達到廢水處理的目的。 如中和過濾系統中的填料與廢水中的酸發生化學反應完成中和處理；鐵碳微電解反應系統中的鐵、碳填料發生原電池反應，氧化廢水中難降解有機物，達到降解的目的；沸石過濾系統中的沸石濾料與氨發生化學反應，從而使廢水得到淨化。這些消耗性活性填料主要是通過化學反應來達到降解汙染物的目的，因而具有反應速度快、處理效果好、適用範圍廣等優點，但存在著填料易於結塊、堵塞、活性易被中間產物鈍化等問題，從而使得填料的補充、更換等操作十分困難，特別是鐵屑一旦脫水會很快發生板結。同時由於活性填料所發生的化學反應條件較為苛刻，一般需要在較強的酸鹼性、較高濃度的強氧化劑或強還原劑等條件下進行。上述的缺點造成相應處理系統的運行效果不穩定、填料活性衰減迅速，極大的阻礙了其廣泛應用。目前對於採用消耗性活性填料的處理系統，通常用以幾下種方法來維持系統的有效性和穩定性。第一方法將處理構築物劃分隔為多個單元，每個單元可以分別補充、 更換填料，但工程造價將成倍增加，且就每一反應單元而言也需整體更換填料，可操作性較差。第二種方法通過控制反應裝置中的液體流態，來達到優化運行的目的，但這種方法的運行管理較為困難，不易將流態及反應條件控制在最佳範圍，且長期運行依然存在填料結塊、 整體更換等弊端。第三種方法採用規整化的填料單元，將填料填充至圓形或方形的填料單元中，不同單元組合構成整個反應裝置中的填料部分，各單元相互獨立，可以分別進行填料的補充、更換操作。上述幾種方法中，採用規整化、模塊化的填料單元能夠達到投資費用、運行管理以及處理效果等幾方面的較優組合。專利號為200520045030. 0的實用新型專利公開了一種汙水處理單元化填料或濾料裝置，其填料框的骨架為角鋼，四周為封閉的PVC板或玻璃鋼板，底板均勻分布進水小孔。在進行鐵碳微電解反應的處理系統中，該實用新型所述的裝置實現了單元化分別安裝、維修及更換填料等較為簡便的操作。但在實際應用中該裝置仍然存在著以下幾個缺點，1、由於鐵碳微電解反應是在酸性條件下進行的，儘管裝置的角鋼骨架進行了防腐處理， 長期運行其腐蝕仍較為嚴重，而且鋼製的骨架，製作過程中需要進行大量的焊接、錨固等操作，更加了製作的複雜程度。同時，鋼結構的加工精度直接影響模塊化柔性連接填料容器整體結構的精確度及穩固性；2、該裝置的結構過於剛性，抗衝擊性能較差，角鋼骨架保證了模塊化柔性連接填料容器有足夠的強度，但過於剛性的結構對於填料及外部應力的屈服性較差，易產生永久性的損壞；3、相對密封的模塊化柔性連接填料容器側壁的水力特性較差，層流狀態下使填料表面更新速度緩慢，從而使側壁內的填料易結塊，失去活性。4、該裝置在應用中可以整體吊裝至池外進行維護，但鋼結構骨架變形或腐蝕損壞後需要對模塊化柔性連接填料容器進行全部拆卸，維修操作較為複雜。若採用不鏽鋼材質的骨架，可以解決酸鹼腐蝕問題，但原料及製作成本將成倍增加。
發明內容為解決上述汙水處理單元化填料或濾料裝置所存在的問題，本實用新型提供了一種適合於採用消耗性活性填料的廢水處理的模塊化柔性連接填料容器及其製作方法。本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，形狀為長方體或正方體，所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面採用模塑玻璃鋼格柵，模塑玻璃鋼格柵的規格厚度為22mm 50mm，所應用的方格為正方形，其尺寸為38mmX 38mm 50mmX 50mm ；其各個面之間的連接方式為柔性繩索連接，柔性繩索的材質為耐腐蝕材質。柔性繩索的直徑為 8mm-14mm ；所述模塊化柔性連接填料容器安裝有吊裝輔助部件；所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面的內側均平鋪尼龍網，尼龍網與模塊化柔性連接填料容器內壁間以尼龍絲綁紮固定，尼龍網的分塊連接處設有重疊搭接。本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，在pH = 4 10，T = 0 900C的中等濃度酸鹼條件下，所述的模塑玻璃鋼格柵採用間苯型玻璃鋼；本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，在pH = 0. 5 14，T = 0 110°C的各種酸鹼條件下，所述的模塑玻璃鋼格柵採用乙烯基型玻璃鋼。本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，所述吊裝輔助部件為柔性扁平吊裝帶，吊裝帶的材質為聚醚碸樹脂PES，兩根吊裝帶相互平行且與框底面的兩個邊平行，每根吊裝帶與臨近的平行底邊間距為底邊邊長的1/4，每根吊裝帶自框底穿過向上兜起，超出框頂0. 6m 1. 2m,吊裝帶的頂端連接吊環。吊裝帶與模塊化柔性連接填料容器的底面和側面之間採用柔性繩索固定，繩索的規格與模塊化柔性連接填料容器柔性連接所採用的繩索相同。吊裝帶與模塊化柔性連接填料容器稜接觸處墊橡膠片，橡膠片的長度為 200mm 400mm，寬度為吊裝帶寬的2倍。本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，所述尼龍網的材質為尼龍1010、尼龍66或絛綸，尼龍網的規格為40目/平方英寸 80目/平方英寸。本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面間的連接繩索綁紮的間距為50mm 200mm ；各處繩索綁紮的繩扣相互獨立，繫緊無鬆動。本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，其特徵在於所述的模塊化柔性連接填料容器的底面和頂面邊長為800mm 1200mm ；側面高度1000 1500mm。本實用新型所述的廢水處理用模塊化柔性連接填料容器的製作方法如下1、根據擬採用本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器的廢水處理裝置的設計計算所得到的填料區的過流斷面面積和形式、填料區所需裝填體積參數對模塊化柔性連接填料容器的尺寸和堆積層數進行計算，儘量選用標準規格如980mmX980mmX 1200mm、 920mmX920mmX1100mm。2、根據步驟1所得到的尺寸參數，採用玻璃鋼切割機對模塑玻璃鋼格柵進行切割，並用角磨機將切割斷面打磨光滑。模塊化柔性連接填料容器的頂面可根據實際安裝、運輸及成本的需要進行取捨。3、用柔性繩索對切割好的玻璃鋼格柵進行綁紮，綁紮的間距可根據實際需要進行調整，各處繩索綁紮的繩扣相互獨立，繫緊無鬆動。4、在綁紮固定好底面與四個側面後，在模塊化柔性連接填料容器內壁敷設尼龍網，尼龍網的目數規格可根據填料大小、允許的水力損失等實際情況進行選擇。尼龍網與玻璃鋼格柵內壁間的固定採用與尼龍網相同材質的細尼龍絲進行綁紮。尼龍網為單層敷，應保持平整均勻，在不同分塊的尼龍網接縫處應重疊敷設，重疊寬度為IOmm 20mm。模塊化柔性連接填料容器頂面內壁可不敷設尼龍網。5、為綁紮好的模塊化柔性連接填料容器設置耐腐蝕的吊裝帶，每個模塊化柔性連接填料容器設置兩條吊裝帶。每根吊裝帶與臨近的平行底邊間距為底邊邊長的1/4，每根吊裝帶自框底穿過向上兜起，超出框頂0. 6m 1. 2m,吊裝帶的頂端連接吊環。以方便操作。吊裝帶與模塊化柔性連接填料容器邊稜接觸處設置防磨橡膠片，橡膠片的長度為200mm 400mm，寬度為吊裝帶寬的2倍。吊裝帶與模塊化柔性連接填料容器間用柔性繩索做永久性固定，柔性繩索與步驟3中相同。本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器採用較為廉價、廣泛易得的耐酸鹼腐蝕、具有較寬溫度適用範圍的材料，實現了裝置生產製造、運輸、安裝、維修的模塊化和標準化，與採用鋼製骨架的有機材質PVC或玻璃鋼填料容器相比，具有重量輕、壽命長、強度高、 成本低、耐腐蝕性能優良、無需進行防腐處理與維護，並且具有較寬的溫度適應範圍。在PH =0. 5 14及溫度為0 90°C條件下可以保持穩定的性能。其重量僅為鋼質材料製作的模塊化柔性連接填料容器重的1/4，鋁材質框重的2/3，鋼骨架與有機板材複合制框重的1/2 ； 而其強度大大超過鋁材制框，可以達到鋼質框的強度水平。同時與這些採用剛性結構的模塊化填料容器相比，柔性連接結構及吊裝輔助部件使得模塊化柔性連接填料容器具有良好的抗衝擊和抗疲勞性能，在安裝及維護過程中允許一定量的形變，具有抗衝擊強度，允許重複彎而無永久形變，避免了採用剛性連接框架在填料應力以及框架間的應力等衝擊作用下產生的永久性損壞，保證了整體結構與功能的相對穩定性。本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器的結構尺寸可以實現標準化規格，並可根據裝置規模及填料重量等實際情況進行靈活的調整。本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器與密閉材質製成的模塊化填料容器相比，具有水力損失小、布水布氣均勻等優良的水力特性，同時模塊化柔性連接填料容器內邊角處具有足夠的水流流速，避免了內壁處易堵塞而造成的短流等問題。

圖1是所述的單個模塊化柔性連接填料容器示意圖圖2是採用本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器所組成的廢水處理裝置示意圖
具體實施方式
本實用新型所述的柔性連接模塊化填料容器為正方體或長方體，包含底面、頂面及四個側面，其中頂面可根據填料性質、安裝需要及成本因素做取捨，一般底面與頂面均為正方形。其各個面之間的連接方式為柔性繩索2連接。柔性繩索2的材質為滌綸、錦綸或尼龍66等耐腐蝕材質。柔性繩索2的規格可根據模塊化柔性連接填料容器所承受的荷載進行選擇，其直徑為8mm、10mm、12mm或14mm。所述的柔性連接填料框的底面、四個側面及頂面採用模塑玻璃鋼格柵1。根據廢水處理系統的水質條件和化學反應條件選擇不同材質的模塑玻璃鋼格柵1 間苯型玻璃鋼適用於pH = 4 10，T = 0 90°C的中等濃度酸鹼條件下；乙烯基型玻璃鋼適用於pH = 0. 5 14，T = 0 110°C的各種酸鹼條件下。根據填料框內裝填料的荷載及填料框的堆積層數選擇模塑玻璃鋼格柵1的規格所應用的厚度為 22mm、25mm、38mm、40mm及50mm ；所應用的方格為正方形,其尺寸為38mmX 38mm、40mmX 40mm 及50mmX50mm。本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器的吊裝輔助部件為柔性扁平吊裝帶3，吊裝帶3的材質為聚醚碸樹脂PES，吊裝帶3的規格根據實際需要的載荷進行選擇。兩根吊裝帶3相互平行且與框底面的兩個邊平行，每根吊裝帶3與臨近的平行底邊間距為底邊邊長的1/4，每根吊裝帶3自框底穿過向上兜起，超出框頂0. 6m 1. 2m,吊裝帶3的頂端連接吊環5。吊裝帶3與模塊化柔性連接填料容器的底面8和側面9之間採用柔性繩索6固定，柔性繩索6的規格與模塊化柔性連接填料容器柔性連接所採用的柔性繩索2相同。吊裝帶3與模塊化柔性連接填料容器稜接觸處墊橡膠片7，橡膠片7的長度為200mm 400mm,寬度為吊裝帶3寬的2倍。本實用新型所述的柔性連接填料框的各個面的內側均平鋪尼龍網4，以防止填料的漏散，以免堵塞配水配氣系統。尼龍網4的材質為尼龍1010、尼龍66或絛綸，尼龍網4的規格可根據填料大小進行選擇，一般為40目/平方英寸 80目 /平方英寸。尼龍網4與填料框內壁間以尼龍絲綁紮固定，尼龍絲取自所採用的尼龍網4。 尼龍網4的分塊連接處應有重疊搭接，重疊區寬度應為IOcm 20cm。本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面間的連接柔性繩索2可採用人工綁紮或機械輔助綁紮；柔性繩索2綁紮的間距可以根據實際需要進行調節，一般為 50mm、80mm、100mm、120mm、150mm、180mm或200_ ；各處柔性繩索2綁紮的繩扣相互獨立，所繫繩扣所採用的方式並無特別要求，只需繫緊無鬆動即可。本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器的底面8和頂面邊長最大不超過 1200mm, 一般為800mm 1 IOOmm ；側面9高度最大不超過1500mm，一般為1000 1300mm。由本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器所構成的廢水處理裝置中所述模塊化柔性連接填料容器應均勻布滿裝置的過流斷面，模塊化柔性連接填料容器的最大堆積層數不超過3層，一般為1 2層。各模塊化柔性連接填料容器所組成的填料區應浸沒於水中，頂層模塊化柔性連接填料容器的上部應有0. 8m 1. 5m的水層；在填料區底部根據處理系統的需要設置布水、布氣系統。實驗例1 採用本實用新型所述的模塊化柔性連接填料容器所組成的廢水處理裝置如圖2 所示，包括廢水處理裝置池體21、出水槽22、裝有填料的模塊化柔性連接填料容器23、承託層24、出水管25、空氣管閥門26、進氣管27、循環水泵觀、循環水管閥門29、循環水管 10、進水管11、進水管閥門12、集水器13，構成某地高濃度難降解有機工業廢水的鐵碳微電解處理系統，處理能力為50m3/d。選用的填料為鐵屑及活性炭，其規格分別為鐵屑為 Q235碳鋼板的機加工過程所產生，堆積密度500kg/m3 ；活性炭為煤制柱狀顆粒活性炭，碘值彡900mg/g，粒徑Φ 2. 0mm，粒度8 12mm。模塊化柔性連接填料容器內鐵屑與活性炭的堆積體積配比為1 1。鐵碳微電解反應裝置內壁淨尺寸為3.0mX3.0mX5.0m，總容積為 45m3，有效容積為40. 5m3。選用模塊化柔性連接填料容器的尺寸為980mmX980mmX 1200mm, 在反應裝置中分2層布置，共計18個，填料區上方水層高度為1. 0m，填料區下方設置承託層對，承託層M下布置進水管11和進氣管27，採用穿孔管布水布氣。鐵碳微電解反應裝置的水力停留時間為Mh，控制反應的pH條件為3. O 4. 0，溫度20 30°C。本實例中所製作的單個模塊化柔性連接填料容器的主要參數如下表
權利要求1.一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，形狀為長方體或正方體，其特徵在於所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面採用模塑玻璃鋼格柵，模塑玻璃鋼格柵的規格厚度為22mm 50mm，所應用的方格為正方形，其尺寸為38mmX 38mm 50mmX 50mm ；其各個面之間的連接方式為柔性繩索連接，柔性繩索的材質為耐腐蝕材質；柔性繩索的直徑為 8mm-14mm ；所述模塊化柔性連接填料容器安裝有吊裝輔助部件；所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面的內側均平鋪尼龍網，尼龍網與模塊化柔性連接填料容器內壁間以尼龍絲綁紮固定，尼龍網的分塊連接處設有重疊搭接。
2.根據權利要求1所述的一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，其特徵在於在PH =4 10，T = 0 90°C的中等濃度酸鹼條件下，所述的模塑玻璃鋼格柵採用間苯型玻璃鋼。
3.根據權利要求1所述的一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，其特徵在於在PH =0. 5 14，T = 0 110°C的各種酸鹼條件下，所述的模塑玻璃鋼格柵採用乙烯基型玻璃鋼。
4.根據權利要求1所述的一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，其特徵在於所述吊裝輔助部件為柔性扁平吊裝帶，吊裝帶的材質為聚醚碸樹脂PES，兩根吊裝帶相互平行且與框底面的兩個邊平行，每根吊裝帶與臨近的平行底邊間距為底邊邊長的1/4，每根吊裝帶自框底穿過向上兜起，超出框頂0. 6m 1. 2m,吊裝帶的頂端連接吊環；吊裝帶與模塊化柔性連接填料容器的底面和側面之間採用柔性繩索固定，繩索的規格與模塊化柔性連接填料容器柔性連接所採用的繩索相同；吊裝帶與模塊化柔性連接填料容器稜接觸處墊橡膠片， 橡膠片的長度為200mm 400mm，寬度為吊裝帶寬的2倍。
5.根據權利要求1所述的一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，其特徵在於所述尼龍網的材質為尼龍1010、尼龍66或絛綸，尼龍網的規格為40目/平方英寸 80目/平方英寸。
6.根據權利要求1、2、3、4、或5所述的任一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器， 其特徵在於所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面間的連接繩索綁紮的間距為50mm 200mm ；各處繩索綁紮的繩扣相互獨立，繫緊無鬆動。
7.根據權利要求6所述的一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，其特徵在於所述的模塊化柔性連接填料容器的底面和頂面邊長為800mm 1200mm ；側面高度1000 1500mm。
專利摘要本實用新型涉及一種廢水處理用模塊化柔性連接填料容器，所述模塊化柔性連接填料容器形狀為長方體或正方體，所述模塊化柔性連接填料容器各個面採用模塑玻璃鋼格柵，其各個面之間的連接方式為柔性繩索連接，所述柔性繩索的材質為耐腐蝕材質。所述模塊化柔性連接填料容器安裝有吊裝輔助部件；所述的模塊化柔性連接填料容器的各個面的內側均平鋪尼龍網，尼龍網與模塊化柔性連接填料容器內壁間以尼龍絲綁紮固定，尼龍網的分塊連接處設有重疊搭接。本實用新型採用柔性連接結構及吊裝輔助部件使得模塊化柔性連接填料容器具有良好的抗衝擊和抗疲勞性能，保證了整體結構與功能的相對穩定性，同時具有水力損失小、布水布氣均勻等優良的水力特性。
文檔編號C02F1/00GK202089824SQ20112016213
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者何然, 劉寅, 曹建平, 杜兵, 王珊 申請人:北京市環境保護科學研究院