[发明专利]憎水性材料的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种憎水性材料的应用，主要应用于无动力或微动力生活污水处理装置中的兼氧及好氧部分。

背景技术

从上世纪80年代开始，生活污水净化沼气池在借鉴农村沼气池和传统化粪池技术的基础上逐渐发展起来。这种简易的生活污水处理技术以其投资分散、不耗能源、运行费用低以及节约用地等优点逐渐发展成为我国南方生活污水分散处理的主要技术，已经得到广泛应用。

为了达到环保要求，这类生活污水处理净化装置通常需要实现生物脱氮除磷的功能，而生物脱氮除磷需要有厌氧/兼氧/好氧交替的生物环境，系统中的兼氧区需要系统中的氧气浓度达到0.5mg/L以上，好氧部分则需要更高的氧气含量。但是，目前这类分散的污水处理装置大多是无动力或微动力的，其兼氧区复氧主要是依靠空气与水面接触，形成自然复氧，然而，自然复氧的效率往往较低，目前无动力的污水净化装置中，其水下的溶解氧浓度通常为0.3-0.4mg/L，在这样的条件下很难满足脱氮除磷的要求。目前，对于装置中复氧状态的技术，主要集中在曝气装置和水流紊动方面，然而，这些措施虽然能增加水中的溶解氧，但需要对装置进行复杂的工艺改进，将大大提高装置的成本，因此在实际应用中受到了一定限制。

另一方面，为了提高其处理效率，这类装置中往往会安装生物填料以提高微生物浓度，生物填料是该类装置的核心组成部分之一。目前，对于填料的研究和开发主要还在提高其生物浓度方面，如专利CN1151379“动态生物球填料”和专利CN1418827“ 动态微发泡生物填料体及填料装置”等，其主要目的仍在于提高填料的生物附着能力，对于填料的其他功能（如复氧功能等）的开发，目前仍鲜见报道。然而，对于村镇中广泛使用的分散式污水净化装置而言，如果通过填料能提高系统的复氧能力，则可使整个系统脱氮除磷的能力大为提高，不仅如此，对于微动力的装置而言，由于其复氧效率较低，导致曝气消耗的动力增加，从而提高了运行成本。

发明内容

本发明的目的在于克服传统填料在无动力或微动力装置中截流氧气功能不强、复氧效率较低的问题，提供一种憎水性材料的应用，本发明可提高水面与空气的接触面积及接触时间，从而提高生物填料的复氧性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种憎水性材料的应用，其特征在于：将憎水性材料应用于生物填料中。

所述憎水性材料制作成生物填料的支撑结构、隔板或气流均布结构，应用于污水净化系统的兼氧区或好氧区中。

所述生物填料的支架或外壳用憎水性材料制作。

所述生物填料为悬浮生物填料时，悬浮生物填料的外壳利用憎水性材料制作，与悬浮生物填料组合使用，加入污水净化系统的兼氧区或好氧区中。

所述生物填料为悬浮生物填料时，将悬浮生物填料的外壳改性，使其具备憎水性材料的特性，与生物填料组合使用，加入污水净化系统的兼氧区或好氧区中。

所述生物填料为软性生物填料或弹性生物填料时，将憎水性材料制作成软性生物填料或弹性生物填料的支架，应用于污水净化系统的兼氧区或好氧区中。

所述憎水性材料为憎水性纤维，悬浮生物填料的外壳制作成空心的球形，内径为60mm-100mm，外壳的密度不大于1g/cm³，球形外壳上均匀设置有开孔，开孔的孔口大小为5-10mm。

所述生物填料的支架呈圆形，直径为40mm-100mm，厚度不大于6mm，软性生物填料固定在支架上。

所述憎水性材料是指湿润角大于90°的憎水性材料，其材料的孔隙度宜大于10%。

所述生物填料包括维尼纶生物填料、绦纶生物填料、聚氨酯类泡沫生物填料、沸石生物填料或活性炭等填料。

采用本发明的优点在于：

一、本发明将憎水性材料应用于生物填料中，充分利用了憎水性材料多孔且水分之不易附着的特性，利用其在在水中形成气膜，通过气膜增大气-水接触面积和接触时间，增加水中的溶解氧，而利用普通生物填料附着水中的微生物，提高反应器内的生物浓度；与普通的生物填料相比，这种组合其生物附着性能与其相当，但复氧效率可提高30%-50%左右，使用憎水性材料作为生物填料外壳的反应装置，在无动力的条件下，其兼氧区水下的溶解氧可达0.8mg/L左右。

二、本发明的组合填料加入厌氧或兼氧系统之后，通过填料的分布使得氧气均布于整个系统当中，在普通生物填料的无动力污水净化装置中，其氧气分布将随水深度的增加而逐渐减少，而本发明的组合填料可以通过多孔憎水性材料形成的气膜将空气带入装置兼氧区的各处，使系统中氧气分布较为均匀，从而更充分的与微生物接触。