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专题报道
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分散式填料

分散式填料包括堆积式、悬浮式填料,其种类较多。这种填料的优点是无需填料的安装 工作,应用时只需放置于处理装置中即可,使用方便,且更换简单,因此减少了安装和运行 操作管瑪的工作量,是今后填料的发展趋势。表面积较大,微生物挂膜快、生物膜易脱落,
 
抗酸碱、耐老化、不受水流影响。
 
2. 6.1分散堆积式填料
 
目前在.水处理中,应用广泛的分散堆积式填料主要包括沸石、生物陶粒、活性炭等。 mi天然沸石
 
C1)概况
 
天然沸石如图2-11所示s天然沸石是沸石族矿物的总称,在地壳中分布广泛,是一种含 水的碱金属或碱土金属的含水架状结构的多孔硅铝酸盐。由于其巨大的比表面积(400? 800m2/g沸石)、较髙的化学和生物稳定性、良好的吸附性能和交换性能,是一种极性吸附剂, 可吸附有极性的分子和细菌,并对细菌有富集作用,因此天然沸石是一种理想的生物载体。沸
 
石具有成本低、易开发、无毒副作用、再生方法简单、水处理效果好、无二次污染等特点。
 
 
 
图2-f:l天然沸石
 
 
 
 
^主要性能参数
 
见表择.
 
表2-7天然沸石主要性能参数
 

辦顼目

检测数据

分析项目

检测数据

密度

1. 92g/cm3

Si02

68%^70%

容重

1. 28g/cm3

AkQs

 

磨损率

<0. 8%

Fe203

 

破碎率

<1.0%

QaO

1, 8^-2. 2%

孔隙率

>48%

MgO

0‘9% ?1.4%

含泥量

<1/0%

 

1. 6 %

水分

Cl. 8%

Na20

Q.6H

 
 
 
m.主要用途
 
李德生等研究表明,利用生物沸石作为填料,对沸石在一定条件下进行微生物培养,一 般2?3周即可实现其生物膜功能,沸石生物膜是一种催化生物膜,它可以改进沸石的水处 理特性,使生物、沸石共同起作用,用它与混凝沉淀相结合,既可用于去除水中no「-n、 Nor-ic*有机物、臭味,改善色度,又可用于去除水中重金属离子等。
 
陶粒填料
 
金沙城娱乐官方平台国对厌氧生物滤池填料的®F究以陶粒为多,因为陶粒作为填料的一种,不仅材料低 廉易得,而且显示出的优良特性,特别适合金沙城娱乐官方平台国的国情。陶粒是由黏土或泥岩、页岩、煤矸 石、粉煤灰等作为主要原料,经加工成粒或粉磨成球,再烧成的人造轻骨料。陶粒的外部是 铁褐色或棕色的坚硬外壳,表面有一层隔水保气的釉层,内部具有封闭式微孔结构的多孔陶 质粒状物。陶粒比表面积较大,化学和热稳定性好,具有较好的吸附性能,而且易于再生, 是一种低价的吸附剂。由于陶粒内部的微孔多孔结构,使陶粒具有容重小、强度高、保 温隔声效果好、防火、抗冻、耐化学腐蚀、酎细菌腐蚀、抗震性好及施工适应性强等优 良性能。
 
近年来,陶粒作为废水生物处理填料得到广泛应用a填料表面的粗糙度和内部孔隙率会 影响细菌增殖的速度,粗糙多孔的表面有利于启动阶段生物膜的形成.同时也使布水均匀, 流态稳定。生物陶粒比表面积较大,对废水处理效果较好,氨氮去除率高可达90M以上 通过扫描电镜对陶粒微观结构观察可知,新鲜陶粒表面孔隙多、粗糙度高.有利于水流的重 新分布,减少水流对生物膜的剪切力,促进微生物在填料表面的固着繁殖。有人采用纳米材 料改进内部具有多孔结构的陶粒,获得高粗糙度和高比表面积的填料,从而提高细菌的增殖 速度和生物膜的形成速度。因此,纳米改性陶粒解决了废水生物处理中反应器挂膜启动时间 长的困难。
 
陶粒按形状类型不同,分为普通型、圆球型、碎石型;按主要原料不同,分为黏土陶 粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒、泥岩陶粒、煤矸石陶粒、垃圾陶粒、污泥陶粒等。
 
0)粉煤灰陶粒
 
①概况粉煤灰陶粒如图2-12所示,它是以优质黏土、粉煤灰为主要原料,掺加适量 黏结剂或外加剂成球,经焙烧或养护而制得的一种人造轻骨料。它一般呈球状,内部呈蜂窝 状结构,堆积密度不大于以eokg/m3,粒径在5?20mm之间,表皮粗糙坚硬。粉煤灰陶 粒具有体轻、高强、热导率低、节能环保和吸水率低等优点,因此成为保温隔热、抗 震、防火、防潮、吸声降噪的优良材料。陶粒作为滤料,具有孔隙率高、比面积大、化学性 能稳定、机械强度高、过滤水质好、本含有害物质、渗透能力强、滤速高(1S?20m/h;K 产水量高等特点,可用于自来水过滤、城镇污水处理以及石油、隹工行业作为过滤介质。
 
 
 
 
 
②■主要性能参数粒径范围8?24tnm,&?:16mm,
 
③丰要用途采用电厂的粉煤灰为主要原料制备多孔陶粒*分剃将其用作水处理中的 微生物载体和吸附剂,实验结果表明:用粉煤灰多孔陶粒作载体时,大约1个月的时候• COD、氨氮这两项指标的出水基本稳定,它们的值分别为50. 6mg/L,氛訂6mg/L;去除率
 
齋■_« 98. 9%,挂膜已经稳定。
 
 
(2)纳米改性陶粒
 
纳米改性陶粒如图2-13所示,目前使用的填料大多数表面能较低,在使用过程中,当 液体流经其表面时不容易铺展形成薄膜,而是形成分散的液珠或细小沟流,使得填料个体下 部难以被有效地润湿,从而在很大程度上影响了传质效率。纳米粉末的制备、纳米复合体的 合成是纳米技术的重要发展领域,具有广泛的发展前景,对高性能填料的研制具有重要的指 导意义。合成新型的纳米陶粒是水处理填料用陶粒的一+新的尝试,它对传统陶粒比表面积 小,难挂膜,生物亲和力低、易堵塞等缺点有革命性的改变。在今后的研制中,通过对原料 配比、比表面积、孔隙尺寸及内部结构的综合考虑,不断优化制备工艺,使其朝增大空隙 率、减少压降,增大比表面积、改善润湿性能,功能多样化的方向发展,不断提高填料的性 能,并促进水处理工艺特别是生物膜法处理工艺的发展。
 
 
 
 
对纳米改性陶粒进行理化性能检测和电镜微观结构观察,并在BAF中进行了试验,发 现其与国内的其他滤料相比,具有挂膜快,生物亲和性好,耐冲击负荷等优点,适合作为微 生物载体。
 
2. 6.1.3活性炭
 
(1)概况
 
活性炭如图2-14所示,它是以果壳和木屑为原料,经特殊生产工艺精制而成,具有比 表面积大,吸附能力强、纯度高、滤速快、质量稳定等特点。
 
 
 
 
栝性炭-生物法是将活性炭吸附和生物氧化结合的一种活性污泥工艺,活性炭投加曝气 池后能强化活性污泥的净化功能,提高有机物的去除效果,改善出水水质。汪艳霞等人研究 表明具有吸附能力的活性炭表面比一般填料表面更容易生成生物膜,活性炭极大地改善了填 料表面生物学性能。练建军等人等选取了 5种含活性炭比例不同的填料以及一种不含活性炭 的参照填料,分别从亲水性、COD与NH4+-N的去除、微生物量以及微生物种类方面对各 填料在相同的运行条件下进行了比较研究。实验结果表明,含活性炭的填料在亲水性能、挂 膜速度,生物量浓度等方面比不含有活性炭的填料有明显的优势。在含活性炭的填料中,
25%的填料挂膜快,处理效果稳定,受外界环境影响较小。
 
(2)性能参数
 
煤质柱状活性炭主要技术参数:M^850mg/g;强度>90%;比表面积500?900m2/g;水
 
分<10%;充填密度 0.45?0、55g/Cm3。 m主要用途
 
废水生物处理中难以去除的有机物,可以采用活性炭的强吸附性去除,吸附有利于延长 被吸附有机物生物降解反应的时间。活性炭-生物法处理废水能提高废水的综合处理效果, 而且运行成本低。
 
活性炭-生物法可用于农药废水、合成化工废水、医药中间体废水的处理,能有效去除 废水中的有机物、NHr-N等有害物质。Chkra等发现在二次生物废水处理中使用活性炭可 大大提高废水中溶解性有机物的去除效果,其净化机理为:a.活性炭的巨大表面积和吸附 作用将有机物和溶解氧浓缩在活性炭的表面和周围,为微生物的代谢活动营造了良好的微环 境,加快了有机物的降解过程;b.通常情况下不能被生物降解的有机物被活性炭吸附后, 增长了与微生物的接触时间,在传统的活性污泥法中接触时间即为水力停留时间,而在活性 污泥法中,一旦被吸附,其接触时间就相当于系统的泥龄,接触时间长,必然提供更多的生 物降解机会。
 
2.6.2分散悬浮式填料
 
(1)     概况
 
图2-15给出了多种分散式悬浮式填料图形,悬浮式填料以塑料和纤维材质为主,形状
 
多种多样,'如空心球、阶梯环、拉西环、鲍尔环和悬浮粒子等。
 
(2)   特点
 
这些填料在材质和形状方面可能相差较大,但也有很多 共同的特点。
 
①形状为立体状或颗粒状,一般形状规则,空隙率大,
 
比表面积大。
 
②相对密度接近于水,或稍大于1,或稍小于1。长满
 
生物膜以后,在反应器中可以随水流移动。一般在曝气池中 移动的动力来源于曝气,在缺氧厌氧反应器中移动的动力来 源于机械搅拌。
 
③填料一般用聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等特制塑料或田2-is各种分散悬浮式填料 树脂制成,为增加微生物附着性,有的填料表面经过特殊处理.微生物非常易于附着生长。
 
④不结团、不堵塞,老化的生物膜靠水力冲刷、曝气搅动等作用自动脱落。
 
⑤传质效率高,无须增加太多额外能耗=
 
该填料的优点是生化装置处理废水时,剩余污泥产量低,难降解物质去除效果好,除磷 脱氮的效率高而且兼具有截流悬浮物的作用。无需固定和悬挂,只需将之放置于处理装置之 中,使用方便,更换简单,因此减少了安装及运行操作管理工作量,且形式可以多变,发展 空间与潜力大。
 
缺点是对设计和调试的要求高,不易掌握。在运行当中如设计或调试出现问题会使填料 上面长满了微生物,密度大于水时就会沉到水下,将会出现有沉底、死角等缺陷,容易发生 堆积,严重影响处理效果。而且悬浮填料是运动的、碰撞的,容易损耗,该填料本身价格昂
贵,造成成本的增加。另外可能对微生物有毒性。
 
(3)主要用途
 
悬浮填料使用方无须构建支架,能耗低,是一种很有发展前途的填料。陆天友等人 的研究表明,C/N质量比对悬浮填料生物反应器脱氮效果;^很大影响,实验得到的佳g
 
N质量比为这* 1,TN去除率平均为83%。孔秀琴等人的研究表明,在间歇式活性污泥 (SBR)反应池中投加填充率30麫的悬浮填料进行脱氮除磷时(COD的去除率可达 95. 1216, NHf-N的去除率在卯涔以上,TP的去除率达75%。
 
1.1球形填料
 
球形悬浮填料,文叫多孔旋转球形悬浮填料,该填料由聚丙烯材料注塑而成,直径不 一,在球体内设多个成规律状或不规律的空间或小室,使其在水中能保持动态平衡。这种填 料生物附荞力强、比表面积大、孔隙率高、化学和生物稳定 性好、经久耐用、不溶出有害物、不引起二次污染、防紫外 线、抗老化、亲水性能强等特点,这种填料在使用过程中, 微生物易生成、易更换、耐酸碱、抗老化、不受水流影响、 使用寿命长,剩余污泥少,安装方便,便于充填,它形式多 样,具体如下所述。
 
多面空心球
 
①概况多面空心球如图2-16所示,它由聚丙烯注塑成 型。多面空心球中部沿整个周长有一条加固环,环上、下部 各有12条球瓣,沿中心轴呈放射形布置。该球气速高、叶片 大、阻力小f比表面积大,具有阻力小操作弹性大等特点。可以充分解决气液交换,广泛应 用于除氟、除氧气、除二氧化碳器,接触反应器。还有一种类似的产品,即双星球形填料。
 
②主要技术参数见表2,。
 
表2-8多面空心球主要技术参数
 

规格/mm

比表面积

堆积数量(个

堆积密度八kg/3)

25

_

85000

.'

3$

300

22800

 

200

11S00

MB

76

-

3198

75

 
 
 
③主要用途适用于污水处理厂接触氧化池填料。
 
(2)星球填料
 
①概况星球填料如图2-17所示,它是由PP、PE、CPVC、PVDF制成的两个半球合
 
图2-17星球填料
 
成一球形,比其他球形填料通气量大,适合工厂废气处理。
 
②主要性能参数堆积密度58?60kg/m3:表面积136?坡mVm3;数量1480个/m3;规 格《100、076、#50、025四种规格。
 
逸主要用途适用于污水厂污水处理和工r废气处理。
 
P)瓜片式球形悬浮填料
 
(D概况瓜片式球形悬浮填料如图2-1S听示.该填料表面有拉膜,内芯为螺纹,加大 了比表面积,又能有效切割气泡.提高了氧的利用率•挂獏快较多.处理效果好,是处理污 水理想的悬浮填料。数量350个•比表面积3S0m: m!,
 
 
 
 
②主要性能参数见表2-9。
 
表2-9瓜片式球形悬浮填料主要性能参数
 

规格/mm

数量八个/m3)

:* 表面积/(.m2/m3)

材料相对密度

单个质量/g

#

3

mo

0.9-2

65

 
 
 
(4)纤维球形悬浮填料
 
①概况纤维球形悬浮填料如图2-19所示,其内芯结构是将塑料圆片压扣改成双圈大 塑料环,将醛化纤维或涤纶丝压在环的环圈上,使纤维束均匀分布;内圈是雪花状塑料枝 条,既能挂膜,又能有效切割气泡,提高氧的转移速率和利用率。使水气生物膜得到充分交 换,使水中的有机物得到高效处理。数量35Q个/m3,比表面积380in2/m3。
 
②主要性能参数见表2-H
 
 
 
 
 
表2-10纤维球形悬浮填料主要性能参数
 

规格/mm

数量/(/m3)

比表面积niVin3)

材料相对密度

单个质量/g

,#1:

 

0. m

38

 
 
 
«)立体弹性球形悬浮填料
 
③概况立体弹性球形悬浮填料如图2-20所示,弹性丝条在在球体骨架内称主体均匀 排列辐射状态,使气、水、生物膜得到充分混掺接触交换,生物膜不仅能均勻的生长在每一
 
IWH11卜卜 I tlMBMaiMMMM——
 
 
 
 
保持良好的活性和空隙可变性,而且在运行过程中球体与球体间在气体形成自由 并有良好的新陈代谢和不会结成团,系统切割能力强,空间体积利用率大,无死
 
处理效果好,是生物法处理污水比较理想的填料。
 
②主要性能参数见表2-11。
 
表2-11立体弹性球形悬浮填料主要性能参数
 

规格/mm

数量/(,ins)

比表面积/(m2/in3)

材料相对密度

单个质量/g

fl50

350

3B0

%2

36

 
 
 
(6)蛇皮丝球形悬浮填料
 
①概况蛇皮丝球形悬浮填料如图2-21所示,其内部填人一团塑料丝或塑料条,比表
 
面积大,挂膜快且多,处理效果好。充填数量1000个/m3,比表面积700m2/m3。
 
图2-21蛇皮丝球形悬浮填料 ②主要性能参数见表2-12。
 
表2-12蛇皮丝球形悬浮填料主要性能参数
 

规格/mm

数量(个mf 1 •• It表面程(m- m'=» 1

材料相对密度

单个质量/g

^70

 1 700

0.92

13

>100

I©# | 700

0.92

23

^80

zom |, 5(50

氤驗

is

 
 
 
(7)纤维球球形悬浮填料
 
①概况纤维球球形悬浮填料如图2-22所示,其由纤维丝结扎而成的,具有耐酸碱,
 
图2-22纤维球球形悬浮填料
 
HHHEHHHHBHHHHHHBHHHHHHEBHBHHHHHHHHBSi 123
 
弹性好,可压缩,孔隙率大,既能挂膜又具有较强的截污能力对有机物去除率高,是水生
 
化处理的理想材料。数量2000,比表面积SOOiff2/m3。
 
©生要性能参数见表2-13»
 
表.纤维球球形悬浮填料主要性能参数
 

规格/tft

数量/(/mq

比表面积

枒料相对密度

单个质量/g

 

mm

1*.

m

 
 
 
IS)海绵球形悬浮填料
 
①海绵球形悬浮填料如图2-23所示,其填料内芯由小海绵块组成,柔性, 可压缩,孔隙率大,既能挂膜又具有较强的截污能力。数量个n/.比表面积
 
80i0ioii2/ms«,
 
 
 
 
 
@主要性能参数见表2-14b
 
表2-14海绵球形悬浮填料主要性能参数
 

规格Aam

数量/(/ms)

比表面积m: m^)

猶料相对密度

单个质量/g

^80

 

0,9Z

11

 
 
 
m多孔球形悬浮填料
 
ffi備介多孔球形悬浮填料如图2-24所示' 这种填料是对国内处理污氷,生物膜法采 用的多种填料中开发的新系列产品。该填料中有聚乙烯或聚丙烯材料注塑而成,分内外双 层球体,外部为中空鱼网状球体,内部为转型球体,在使用过程中,微生物易生成、易更 换、耐酸碱、抗老化,不受水流影响,使用寿命长,剩余污泥极少,安装方便。广泛适甩于 生活污水、石油化工、轻工造纸、食品工业、酿酒、制糖、纺织、印染、制革、制药等工业 废本处理。 .
 
 
 
 
表2-15多孔球形悬浮填料主要性能参数
 

结构形式:

规格

/mm

耐酸碱性

连续耐热

脆化温度

; /t)

比表面积

'乳隙率

材料相对

密度

数量

/(M/m3)

双层球形

 

稳定

80,?鄉

-10

til

>97

n,m

球形填料

稳定

?鄉

«1»

 

9

4

球形填料

80

稳定

 

 

850-

 

芬躲

■2000

 
 
 
im生物流离球
 
①概况生物流离球如图2,25所示。“流离”现象是一种自然现象。流体在流动中总 存在着流速快和流速慢的场所,固体物和有机物胶体在流体的流动中,总是Sr流速快的场蔚 向流速慢的场所集中聚集,这种现象称之为“流离”。“流离”生化技术(XZFSBBR)是近 些年产生的一种有机废水处理新技术。作为流离生化处理技术核心的w生物流离球%由特 殊的多孔矿物质装在塑料外壳内组成。
 
 
 
 
 
生物流离球一般由耐腐蚀、具有较好机械强度和韧性的塑料多孔外球和内部装填经特殊 处理的粒状填料组成,使用时不需填料支撑架直接放人反应池使用,节省工程施工时间、工 程费用。由于每个FSB流离球内装有经特殊处理的接触表面积很大的粒状填料,因此单位 比表面积大。不产生剩余生物污泥,S水经过无数次流离作用,固形物和有机物胶体与水分 离,污水在流离生化池中停留;1小时,而杂质停留几日或几周,从而被培养的微生物生化分 解,变成co2、n2。只要初沉池把不溶解无机质去除后,就无污泥产生,达到多种 水处理效果.同时构成了流离生化技术。应用生物流离球技术的优点可概括为* a.突破了 传统的处理方法;b_施工简单,管理方便,基本可实现无人管理;c.小石块与进水构成角 度小,接触充分,溶解性COD去除率高达60Z?70%: d.易挂膜,脱落快;e.它无需活 性污泥培菌,它可自行挂膜,对微生物生长快.故启动时间短;占地面积小(无沉淀及 污泥处理系统)投资省,运行费用特低,自动化程度高:g.使用寿命可达几十年之久^ 适用于有机废水、污水处理装置;i.由于产生污泥量少,不但简化了处理流程,同时又 将污泥的二次污染,减少到了低程度。
 
②主要性能参数生物负载量在35'g/L以上。
 
③主要用途生物流离球以其负荷高、抗冲击性强、处理效果好、占地面积小、操作 管理简单、剩余污泥少等优点,广泛地应用于生活污水及工业废水、生物除臭等领域。
 
(11)高效纤维球填料
 
①概况高效纤维球填料如图2-2$所示这种填料是用优质涤纶纤维丝扎结而成,具 有载污容量大、过滤效果好、可再生等优点,适用于各种水质的深度处理和精细过滤。
 
②主要性能参数见表2-16。
 
表2-16高效纤维球填料主要性能参数
 
 
 

 

测试数据

分析项目 

测试数据

密度

L 38g .

截污量

— Kkg

充填密度

85kg/m3

球径

30 ?4C mm * 40^ntin

滤速

 

球体外观

白色球状、橢圆状

孔隙率

 

 

 
 
 
cm snp悬浮型生物填料
 
發简身§NP悬浮型生物填料如图所示,这种填料是桑德环保产业集团专为污水 处理而精心研制的专利产品(专利号;ZL93217017 * X,95200192 • 6),自推向市场以来,
 
就赢得了客户的广泛赞誉,其优越的性能确立了其领先的市场地位。
 
 
 
 
 
SNP悬浮型生物填料采用特制塑料和树脂制成,结构科学、新颖。它是由纤维丝球体、 网格外壳和通心多孔柱体组成的球形填料。该填料既克服了现有软性、半软性填料需要固定 安装、维护管理困难,软性填料易结球、堵塞,半软性填料挂膜较差等缺点,又克服了石英 砂、陶粒等载体动力消耗高、比表面积小的不足。具有独特设计的好氧、兼氧、厌氧功能 区,能全效发挥其处理污水的能力,产泥量少,约为活性污泥系统的80?^比表面积大, 能附长更多的活性生物。适当的孔隙率,能保证其新陈代谢的顺畅。其密度接近水的密度, 在水中曝气能处于活跃的流态,传质效率高。
 
SNP填料可作为接触氧化、厌氧或好氧流化床与膨胀床及生物滤池的生物载体,直接 投加于普通活性污泥处理系统中时,可在不改变原系统所有运行条件的情况下\大大提高原 系统的处理能力和效率,并获得良好的脱氮、除磷功效。SNP填料已成功地应用于生活转 水与焦化、制药、印染、食品、饮料和制革等废水处理。
 
②主要性能参数比表面积大(8O.0m2/m3),密度接近
 
2, 6. %. 2 环形填料
 
环形散堆填料陶瓷填料具有优异的耐酸、耐热性能,在化工、冶金、煤气、制氧等 狞业昀干燥塔、吸取塔、冷却塔、再生塔中得到广泛应用。环形散堆陶瓷填料主要有拉 西环、十字环、鲍尔环等。陶瓷拉西环是早使用的一种传统填料,形状简单,外径与 高相等,具有加X方便、价格低廉等特点。因此,目前仍被普遍使用。陶瓷鲍尔环是在拉 西环的基础上进行改进的一种新型高效填料,因在环侧壁开了窗孔,改善了填料层的气液分 布,并使环内表面积得到充分利用,具有阻力小、液体分布均匀、偏流现象少、操作弹性大 等特点与_规格的拉西环相比,鲍尔环填料的通量可提高50M>而在同样气速下,鲍尔 环填料的压降仅为拉西环的一半,因此鲍尔环仍是目前被广泛采用的环形填料。陶瓷十字隔 板环是在拉西环内添加隔板.以增加填料的比表面积和强度,通常作为塔底部的支撑填料而 被广泛使用。
 
具体分类如下。
 
(1)拉西环
 
①概况拉西环填料如图2-28所示,,拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashehi昭》复 明,为外径与髙度相等的圆环。拉西环包括陶瓷矩鞍环,陶瓷异鞍环,陶瓷拉西环丨陶瓷十 字隔板环,陶瓷鲍尔环等。拉西环的特点填料具有优异的耐酸耐热性能,能耐除氢氟酸以 於猶各种无袓酸、有机酸及有机溶剂的腐蚀,可在各种高,低场合使用,应甩范围十分广 泛《桓拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工乘上0较少 应用。
 
mm
 
圏Mi麵輝
 
:②主要性能参数见表2-17 =
 
表2-17拉西环主要性能参数
 

品名

规格/(mmXmiKiX mm) s

比表面积(m

1

1瘦隙率\

堆积密度/(kg/m3)

堆积数量/ClVm3)

拉西环

iK璩名么S 5:OT2I

 |   

„ p ^ |

9a ai

_

6000

 
 
 
£15十字隔板环
 
m徹介十字隔板环如图2_29所示,它是对拉西环的改进,在类似的坏内添加隔板方 式,扩太了»表面积,同时增加瓷质填料的抗压强度,通常用于整砌式作层支撑小填料 用,压降相对较低,沟流和壁流较少。一般用陶瓷做成。
 
#主要牲能参数见表
 
 
 
 
 
 
图2-29十字隔板环 表2-18十字隔板环主要性能参数
 

名称

规格

直径X高度X壁厚 / ( mm X mm X mm)

比表面积

/(m2/m3)

空隙 率/%

堆积密度 /(kg/m3)

堆积数量

/(/m3)

干填料因子

/m-1

 

50

50X50X5

135

50

520

5600

1080

 

^80

80X80X8

120

53

780

2100?2500

806

十字隔板环

#100

100X100X10

110

56

750

900?1000

626

 

#150

150X150X15

60

58

680

270?300

308

 
 
 
(3)鲍尔环
 
①概况鲍尔环填料如图2-30所示,鲍尔环也是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上 开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸 的舌叶,各舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表 面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50% 以上,传质效率提高30%左右,处理量可大50%以上,而压降低50%。鲍尔环是一种应用 较广的填料。
 
.
 
图2-3_: 鲍尔环
 
②主要性能参数见表2-19:
 
表2-19鲍尔环主要性能参数
 

规格dXWXc?

/ ( mm X mm X mm)

堆积密度

/(kg/m”

比表面积

(m- m3)

空隙率

/%

干填料因子/m_i

堆积数量

/(/m3)

 
 
 
金属鲍尔环(lCrl8Xi9Ti、0Crl8Ni9、304材质、铝合金等)
 
 
 

16X16X0. 8

216

240

94

300 *

143000

25X25X0. 8

427

219

94

250

56900

38X38X0.8

365

130

94

150

13000

50X50X1.0

390

112

95

130

6500

76X76X1. 2

313

70

95

80

I860


,25 3

680

78

 

50-000

 

630

135

74

 

6500

SOKSO^XS

610

110

70

 

1900

 
 
(4)阶梯环
 
①概况阶梯环填料如图2-31所示,它是对鲍尔环的改进,与鲍尔环相比,阶梯环高 度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比 减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了 气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械 强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,
 
W            这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面
 
流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传 图2_si阶梯环 质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前
 
所使用的环形填料中为优良的一种。
 
该环的一端为1/2髙的原拉鲍尔环,另一端为填料高的1/5的喇叭口,中心有两层十字 形的翅片,上下两层翅片交错成45°,具有通气量大、降压小、效率高,可在压力低于 & lmmHg中工作使用,抗污性能好,广泛适用酸雾净化塔、二氧化碳脱气塔、合成反应 塔等。
 
②主要性能参数见表2-20。
 
表2-20玢梯环主要性能参数
 

项 目

参 数

规格

12.5 X ^25125X^50

比表面积

f25 为 228mVm3 050 为 118m2/m3

堆积容积

★25 为 S-18 万只/m3 #50 为 1. 074 万只/m3

 
 
 
(5)矩鞍环•
 
①概况矩鞍环如图2-32所示,它是对弧鞍形环的改进,主要区别在于将一对弧形面 改为矩形面,且内外曲率半径不同,从而避免了容易叠套的缺陷,使床层孔隙率均勻,改善 了液体分布性能与拉西环相比液泛点高,压降和传质单元髙度较低。
 
②主要性能参数见表2-21。
 
 
表2-21矩鞍环主要性能参数
 

规格

1 ,

 

 

 

堆积密度/(kg ms比表面积m2

空隙率.

干填料因子/m_

堆积数量/(/m3)

/ (mm X mm. X mm)

 
 
 
 
 
IMTP金属矩鞍环(lCrlSNigTUOCrlSXikSW材廣、铝合金等)
 

25X20X0.5

400

185

96

21C

131160

38X30X0.7

365

112

96

127

24680

50X40X1. 0

291

75

96

85

104CC

76X60X1. 2

244

57

97

63

332C

 
塑料矩鞍环(PP R-PP CPVC PVDF PFA)
 

16X16X0. 8

141

287

91

250

112000

25X25X0.8

100

194

89

294

63500

38X38X0.8

98

155

89

220

15700

50X50X1.0

87

112

90

146

7000

76X76X1. 2

71

73

92

90

1930

 
 
瓷质矩鞍环
 

13(20X1X2. 2)

800

390

70

1080

280000

16(25X12X2.2)

700

378

71

1050

260000

25(40X20X3.0)

680

200

77

434

58000

38(60X30X4)

600

131

80

252

20000

50(80X420X6)

580

105

79

212

8200

76(120X55X9)

550

76

75

180

2400

 
 
(6)塑料花环填料
 
①概况塑料花环填料如图2-33所示,是由美国Teller. A.j. 1954年先容的一种填料, 国内通称为泰勒花环。它是由许多圆环绕结而成,现已成为系列化产品,共有三个型号。这 种填料的主要特点是填料的空隙率大,不易被堵塞,还有通量大、阻力小等优点,由于这种 填料的间隙处能有较高的滞液量,可使塔内液体停留时间较长,从而增加了气液的接触时 间,提髙了优质效率,故此原冶金工业部先研究并引进美国填料企业的塑料花环,为冶金
 
 
工业专用推广填料。
 
将塑料细条弯成一定直径的螺旋圈,然后盘成花环状在外圆环围之以增加环的刚性。与 拉西环相比,其压降和传质单元高度较低,泛点高,堆积密度十分>1%
 
②主要性能参数见表2-22ft
 
表2-22塑料花环填料主要性能参数
 

规格

/ (mm X nj:nrX mm)

堆积密度/(kg/m3)

比表面积/(m2/m,s) i

空隙率/%

千填料因

 
 
 
 
塑料花环填料
 

25X9Xa/SX21

350

m

IBOOjOO

 

m

■im

m

f 

; ’5 .0

r3X'2>8X(3X4)

n

l;$o

93

12

95M7X,C3'^0

Sf

 

mm

t4^X48Xt

Sf

m

 

m

lliil

 
 
 
C7)海尔环
 
①概况海尔环如图2-34所示,它以皇冠形为主体,但改翅片板为锥体开孔圆筒,从 而结合了鞍与开孔环形填料的优点,适用于气体吸取、洗涤及化肥生产。由PP,PE, FVDB材料制成。
 
 
图.2-34海尔坏
 
 
 
 
②主要性能参数见表2-2:3。
 
表2-23海尔环主要性能参数
 

规格

/X'mm X mm X mm)

堆积密度(fcg irf'i

!比表面积m: to--/

空隙率巧

干填料因子/m-1

堆积数量/(/M)

38xaaxi. 0

70

'

m

230

’ft

56X5aXXS I

60

:Mt

92

.

 

90X8'0^1f8

SI

m

m

$S

1800

 
 
m高流环
 
①概况高流环如图各35所示,是在鲍尔环结构的基础 上,开发的网格状开孔塔填料,开孔率大于50Ms床层空隙率 高于相同规格的鲍尔环,因此,它具有更高的流体通量。而且 每米压降比鲍尔环低45M。该填料特点生产能力高、压降低, 适合于热敏性物系的分离。
 
②主要性能参数见表2-2:4,
 
表2-24高流环
 

规格

/ (mmK mmXmm)

堆积密度/(kg/_

比表面积n^.‘mh

空隙率/%

干填料因子/m-1

堆积数量/(An3)

 

70

89

1S50.0

56X50XL5

60

UM

92

131

mm

25><2^Xi.O

m

1 93

83

53000

 
 
 
(9)自旋传质填料
 
®概况自旋传质填料如图2-S6所示;填料材质为聚丙烯塑料.叶片与内环成竖直状 连接,与外环成水平状连接,每一叶片从内_一端到外环一端向相同方向旋转90°,类似风 扇叶片,呈辐射形状。安装时将填料竖直叠放,中心穿过一轴-每个填料之间间隔为 15mm,使填料适当固定。叶片可同向,也可异向,视需要而定=由于叶片始终处于旋转运 动状态,与混合液形成剪切,因此叶片间不会产生污泥淤积=
 
•遍
 
图自旋传质填料
 
自旋传质填料本身轻质、无毒、无溶出现象,而且填料耐磨、耐压、耐腐蚀,力学
 
性能好,表面经过打磨,粗糙易挂膜,对微生物有很大的吸附能力,有助于提高生物膜
 
反应器的生物量。填料结构合理,可以形成较大的比表面积,螺旋叶片中间的间隙能够 避免填料的堵塞,易于生物膜的正常脱落与更新,而且填料的独特构型可以使其在气流 和液流的带动下旋转,对反应混合液进行无规则搅拌和扰动。由于塑料填料的密度略小于 水,坷以漂浮于水中,因此即使气流和液流不强,填料也可以旋转。这样,由于填料的形状 和不规则的表面< 在气流和液流通过时改变了气流和液流的流动状态,填料发生旋转的同 时,在其周围就形成了紊流程度非常高的旋转气流和液流,可m极大地提高气、液、固三相 之间的传质作用。
 
©主要性能参数外环直径110mm,高10m_m,壁厚3mm;:内环直径15mm,高 20mm,壁厚3mm;内、外环之间为20片叶_片,叶片长宽ISmm,厚0. 8mm,反 应器内填料比表面积237. 6m2/m3。
 
trn共轭环
 
①概况共轭环如图2-3?所示,共轭环结合了环形和鞍形填料的优点,采用共轭曲线 肋片结构,两端外卷边及合适的长径比,填料间或填料与塔壁间均为点接触,不会产生叠
 
套。孔隙均匀,力■小,乱雄对取定麻排列《有较好的流体*学和传质性能。可用塑料3金
 
属和陶.瓷做成,
 
m主要徵鶬爨数见表2~n。
 
共轭环填料主要性能参数
 

规格

直径X高度X壁厚 /(mmX mmX mrri)

比表面积

/(m2/m3)

空隙率/%

堆积密度 /(kg/m3)

堆积数量

/(/m3)

干填料因子 /m—1

多 25-1

25X25XLO

185

95

96

74000

216

於 38-1

40夠4XL 5

130

93

61

18650

162

於 38-n

37 X 37 XI. 5

142

91

80

16320

188

參 5o- n

50X40X1.1

104

80

66

9500

164

76

76X76X2. 5

81

95

81

3980

94

 
i]i】叶_料
 
①簡介叶萍填料如图是由胡自斌于2000年发明的专利=叶环分为聚丙婦 砷环、增强聚丙烯叶环和不锈钢叶环二种类型$ _填料包括中 心环、外环和令少一个内环,中心环、内环和外琢:_心设置,在 中•环与#环之间的每一个环体内间隔交错设賃冇叶片》由于将 薄体设置成多层开窗敞开、叶片在环体错开环绕并与环体错开相 搭接,使填料环壁开窗,表面全部敞开,提高了环内空间和环内 表面利用率,• #面坏填料高径比卜'降*使得气体绕填料外壁的路 径大为缩短*液体在填料表面两侧均匀流动,增加了气液流功 量,同时填堆积时不会套叠,使填料之间的线接触变为jm 触,液体流动更均匀分散,加快了液膜表面更新,从而提高了气
 
_|•鍾象
 
②愈藩儀繼_纖:魔廉2-26、表247、表2-28。
 
表2-26聚丙烯叶环性能参数
 

规格/mm

外径Xx厚 / (mm X mm X mm )

堆积数量

/(/....3>

堆积密度 (kg m* >

比表面积

< m2m3)

空隙率

!%

干填料因子 /m.~1

DN25

2$X9 X 1

M5SOO.

156

228

93

289

DN38

38X12X1. 2

4 SOW

9.4

145

93

175

DN50

50K17X 1, 5

21500

 

128

93.5

156

 
 
表'1-11增强聚再督时鲰性能参数
 

'1-11增强聚再督时鲰性能参数

规格/mm

外径k高X厚 / (mmX mmXmm)

堆积数量 /(个/m3)

积密度

/'(kg. ms|s

表面积

/(m2/m3)

空隙率

/%

干填料因子 /m-1

DN2S

 

145800

212

228

93

289

DAT38

38X12X1. 2

46000

122

145

93

175

DN50

50X17Ml. 5

2:1500

118

128

93.5

156

■■BBl 33
 
表2-28不锈钢叶环性能参数
 

规格/mm

外径XX

/ (mmXmmXtnni)

堆积数量

堆积密度 真(kg/m3)

比表面积

/jCm2/m3)

空隙率

/%

干填料因子

/m-1

DN25 DN 38

2热软J) ‘ 5 38Xl|X|^

150000

猶獅

418

390

228

150

1|,6

95

289

175

DN50

X:l‘r%0. 8

變辩

175

MS

S6.i

156

 
 
 
(12)八四内弧环填料
 
①概况八四内弧环填料如图2-39听示.它有合理的几何对称性,构造均勻性好及高 的空隙率,八弧圈与四弧圈嶼轴向交替安排.各弧段沿径向环内折进,从而使填料表面连续 而不断开,且在空间均匀分布.与鲍尔环相比.通量可提高15H?30%,压降减小20%? 30%。一般由金属、塑料做成。
 
 
图2-3S 四内弧环填料
 
 
 
 
②主要性能参数见表2-29。
 
表2-29八四内弧环填料主要性能参数
 

规格.

直径X高度X壁厚 / (mmXmmX mm)

比表面积

)

空隙率

/%

堆积密度

/(kg/m3)

堆积数量

/(/m3)

干填料因子

-

^25

 

 

93

420

59200

f38

38 X 38.X a, S

ill

95,

III

1Q

 

150 X-50.X 0^,1

_

HI

rmo

1:44

f7I

78kfeMi,.0

H

95

280

llii

m



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