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      分散式填料

      分散式填料包括堆積式、懸浮式填料,其種類較多。這種填料的優點是無需填料的安裝 工作,應用時只需放置于處理裝置中即可,使用方便,且更換簡單,因此減少了安裝和運行 操作管瑪的工作量,是今后填料的發展趨勢。表面積較大,微生物掛膜快、生物膜易脫落,
       
      抗酸堿、耐老化、不受水流影響。
       
      2. 6.1分散堆積式填料
       
      目前在.水處理中,應用廣泛的分散堆積式填料主要包括沸石、生物陶粒、活性炭等。 mi天然沸石
       
      C1)簡介
       
      天然沸石如圖2-11所示s天然沸石是沸石族礦物的總稱,在地殼中分布廣泛,是一種含 水的堿金屬或堿土金屬的含水架狀結構的多孔硅鋁酸鹽。由于其巨大的比表面積(400? 800m2/g沸石)、較髙的化學和生物穩定性、良好的吸附性能和交換性能,是一種極性吸附劑, 可吸附有極性的分子和細菌,并對細菌有富集作用,因此天然沸石是一種理想的生物載體。沸
       
      石具有成本低、易開發、無毒副作用、再生方法簡單、水處理效果好、無二次污染等特點。
       
       
       
      圖2-f:l天然沸石
       
       
       
       
      ^主要性能參數
       
      見表擇.
       
      表2-7天然沸石主要性能參數
       

      辦頊目

      檢測數據

      分析項目

      檢測數據

      密度

      1. 92g/cm3

      Si02

      68%^70%

      容重

      1. 28g/cm3

      AkQs

       

      磨損率

      <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,利用生物沸石作為填料,對沸石在一定條件下進行微生物培養,一 般2?3周即可實現其生物膜功能,沸石生物膜是一種催化生物膜,它可以改進沸石的水處 理特性,使生物、沸石共同起作用,用它與混凝沉淀相結合,既可用于去除水中no「-n、 Nor-ic*有機物、臭味,改善色度,又可用于去除水中重金屬離子等。
       
      陶粒填料
       
      我國對厭氧生物濾池填料的®F究以陶粒為多,因為陶粒作為填料的一種,不僅材料低 廉易得,而且顯示出的優良特性,特別適合我國的國情。陶粒是由黏土或泥巖、頁巖、煤矸 石、粉煤灰等作為主要原料,經加工成?;蚍勰コ汕?,再燒成的人造輕骨料。陶粒的外部是 鐵褐色或棕色的堅硬外殼,表面有一層隔水保氣的釉層,內部具有封閉式微孔結構的多孔陶 質粒狀物。陶粒比表面積較大,化學和熱穩定性好,具有較好的吸附性能,而且易于再生, 是一種廉價的吸附劑。由于陶粒內部的微孔多孔結構,使陶粒具有容重小、強度高、保 溫隔聲效果好、防火、抗凍、耐化學腐蝕、酎細菌腐蝕、抗震性好及施工適應性強等優 良性能。
       
      近年來,陶粒作為廢水生物處理填料得到廣泛應用a填料表面的粗糙度和內部孔隙率會 影響細菌增殖的速度,粗糙多孔的表面有利于啟動階段生物膜的形成.同時也使布水均勻, 流態穩定。生物陶粒比表面積較大,對廢水處理效果較好,氨氮去除率高可達90M以上 通過掃描電鏡對陶粒微觀結構觀察可知,新鮮陶粒表面孔隙多、粗糙度高.有利于水流的重 新分布,減少水流對生物膜的剪切力,促進微生物在填料表面的固著繁殖。有人采用納米材 料改進內部具有多孔結構的陶粒,獲得高粗糙度和高比表面積的填料,從而提高細菌的增殖 速度和生物膜的形成速度。因此,納米改性陶粒解決了廢水生物處理中反應器掛膜啟動時間 長的困難。
       
      陶粒按形狀類型不同,分為普通型、圓球型、碎石型;按主要原料不同,分為黏土陶 粒、頁巖陶粒、粉煤灰陶粒、泥巖陶粒、煤矸石陶粒、垃圾陶粒、污泥陶粒等。
       
      0)粉煤灰陶粒
       
      ①簡介粉煤灰陶粒如圖2-12所示,它是以優質黏土、粉煤灰為主要原料,摻加適量 黏結劑或外加劑成球,經焙燒或養護而制得的一種人造輕骨料。它一般呈球狀,內部呈蜂窩 狀結構,堆積密度不大于以eokg/m3,粒徑在5?20mm之間,表皮粗糙堅硬。粉煤灰陶 粒具有體輕、高強、熱導率低、節能環保和吸水率低等優點,因此成為保溫隔熱、抗 震、防火、防潮、吸聲降噪的優良材料。陶粒作為濾料,具有孔隙率高、比面積大、化學性 能穩定、機械強度高、過濾水質好、本含有害物質、滲透能力強、濾速高(1S?20m/h;K 產水量高等特點,可用于自來水過濾、城鎮污水處理以及石油、隹工行業作為過濾介質。
       
       
       
       
       
      ②■主要性能參數粒徑范圍8?24tnm,&?:16mm,
       
      ③豐要用途采用電廠的粉煤灰為主要原料制備多孔陶粒*分剃將其用作水處理中的 微生物載體和吸附劑,實驗結果表明:用粉煤灰多孔陶粒作載體時,大約1個月的時候• COD、氨氮這兩項指標的出水基本穩定,它們的值分別為50. 6mg/L,氛訂6mg/L;去除率
       
      齋■_« 98. 9%,掛膜已經穩定。
       
       
      (2)納米改性陶粒
       
      納米改性陶粒如圖2-13所示,目前使用的填料大多數表面能較低,在使用過程中,當 液體流經其表面時不容易鋪展形成薄膜,而是形成分散的液珠或細小溝流,使得填料個體下 部難以被有效地潤濕,從而在很大程度上影響了傳質效率。納米粉末的制備、納米復合體的 合成是納米技術的重要發展領域,具有廣泛的發展前景,對高性能填料的研制具有重要的指 導意義。合成新型的納米陶粒是水處理填料用陶粒的一+新的嘗試,它對傳統陶粒比表面積 小,難掛膜,生物親和力低、易堵塞等缺點有革命性的改變。在今后的研制中,通過對原料 配比、比表面積、孔隙尺寸及內部結構的綜合考慮,不斷優化制備工藝,使其朝增大空隙 率、減少壓降,增大比表面積、改善潤濕性能,功能多樣化的方向發展,不斷提高填料的性 能,并促進水處理工藝特別是生物膜法處理工藝的發展。
       
       
       
       
      對納米改性陶粒進行理化性能檢測和電鏡微觀結構觀察,并在BAF中進行了試驗,發 現其與國內的其他濾料相比,具有掛膜快,生物親和性好,耐沖擊負荷等優點,適合作為微 生物載體。
       
      2. 6.1.3活性炭
       
      (1)簡介
       
      活性炭如圖2-14所示,它是以果殼和木屑為原料,經特殊生產工藝精制而成,具有比 表面積大,吸附能力強、純度高、濾速快、質量穩定等特點。
       
       
       
       
      栝性炭-生物法是將活性炭吸附和生物氧化結合的一種活性污泥工藝,活性炭投加曝氣 池后能強化活性污泥的凈化功能,提高有機物的去除效果,改善出水水質。汪艷霞等人研究 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,活性炭極大地改善了填 料表面生物學性能。練建軍等人等選取了 5種含活性炭比例不同的填料以及一種不含活性炭 的參照填料,分別從親水性、COD與NH4+-N的去除、微生物量以及微生物種類方面對各 填料在相同的運行條件下進行了比較研究。實驗結果表明,含活性炭的填料在親水性能、掛 膜速度,生物量濃度等方面比不含有活性炭的填料有明顯的優勢。在含活性炭的填料中,
      25%的填料掛膜快,處理效果穩定,受外界環境影響較小。
       
      (2)性能參數
       
      煤質柱狀活性炭主要技術參數:M^850mg/g;強度>90%;比表面積500?900m2/g;水
       
      分<10%;充填密度 0.45?0、55g/Cm3。 m主要用途
       
      廢水生物處理中難以去除的有機物,可以采用活性炭的強吸附性去除,吸附有利于延長 被吸附有機物生物降解反應的時間?;钚蕴?生物法處理廢水能提高廢水的綜合處理效果, 而且運行成本低。
       
      活性炭-生物法可用于農藥廢水、合成化工廢水、醫藥中間體廢水的處理,能有效去除 廢水中的有機物、NHr-N等有害物質。Chkra等發現在二次生物廢水處理中使用活性炭可 大大提高廢水中溶解性有機物的去除效果,其凈化機理為:a.活性炭的巨大表面積和吸附 作用將有機物和溶解氧濃縮在活性炭的表面和周圍,為微生物的代謝活動營造了良好的微環 境,加快了有機物的降解過程;b.通常情況下不能被生物降解的有機物被活性炭吸附后, 增長了與微生物的接觸時間,在傳統的活性污泥法中接觸時間即為水力停留時間,而在活性 污泥法中,一旦被吸附,其接觸時間就相當于系統的泥齡,接觸時間長,必然提供更多的生 物降解機會。
       
      2.6.2分散懸浮式填料
       
      (1)     簡介
       
      圖2-15給出了多種分散式懸浮式填料圖形,懸浮式填料以塑料和纖維材質為主,形狀
       
      多種多樣,'如空心球、階梯環、拉西環、鮑爾環和懸浮粒子等。
       
      (2)   特點
       
      這些填料在材質和形狀方面可能相差較大,但也有很多 共同的特點。
       
      ①形狀為立體狀或顆粒狀,一般形狀規則,空隙率大,
       
      比表面積大。
       
      ②相對密度接近于水,或稍大于1,或稍小于1。長滿
       
      生物膜以后,在反應器中可以隨水流移動。一般在曝氣池中 移動的動力來源于曝氣,在缺氧厭氧反應器中移動的動力來 源于機械攪拌。
       
      ③填料一般用聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等特制塑料或田2-is各種分散懸浮式填料 樹脂制成,為增加微生物附著性,有的填料表面經過特殊處理.微生物非常易于附著生長。
       
      ④不結團、不堵塞,老化的生物膜靠水力沖刷、曝氣攪動等作用自動脫落。
       
      ⑤傳質效率高,無須增加太多額外能耗=
       
      該填料的優點是生化裝置處理廢水時,剩余污泥產量低,難降解物質去除效果好,除磷 脫氮的效率高而且兼具有截流懸浮物的作用。無需固定和懸掛,只需將之放置于處理裝置之 中,使用方便,更換簡單,因此減少了安裝及運行操作管理工作量,且形式可以多變,發展 空間與潛力大。
       
      缺點是對設計和調試的要求高,不易掌握。在運行當中如設計或調試出現問題會使填料 上面長滿了微生物,密度大于水時就會沉到水下,將會出現有沉底、死角等缺陷,容易發生 堆積,嚴重影響處理效果。而且懸浮填料是運動的、碰撞的,容易損耗,該填料本身價格昂
      貴,造成成本的增加。另外可能對微生物有毒性。
       
      (3)主要用途
       
      懸浮填料使用方無須構建支架,能耗低,是一種很有發展前途的填料。陸天友等人 的研究表明,C/N質量比對懸浮填料生物反應器脫氮效果;^很大影響,實驗得到的佳g
       
      N質量比為這* 1,TN去除率平均為83%??仔闱俚热说难芯勘砻?,在間歇式活性污泥 (SBR)反應池中投加填充率30麫的懸浮填料進行脫氮除磷時(COD的去除率可達 95. 1216, NHf-N的去除率在卯涔以上,TP的去除率達75%。
       
      1.1球形填料
       
      球形懸浮填料,文叫多孔旋轉球形懸浮填料,該填料由聚丙烯材料注塑而成,直徑不 一,在球體內設多個成規律狀或不規律的空間或小室,使其在水中能保持動態平衡。這種填 料生物附蕎力強、比表面積大、孔隙率高、化學和生物穩定 性好、經久耐用、不溶出有害物、不引起二次污染、防紫外 線、抗老化、親水性能強等特點,這種填料在使用過程中, 微生物易生成、易更換、耐酸堿、抗老化、不受水流影響、 使用壽命長,剩余污泥少,安裝方便,便于充填,它形式多 樣,具體如下所述。
       
      多面空心球
       
      ①簡介多面空心球如圖2-16所示,它由聚丙烯注塑成 型。多面空心球中部沿整個周長有一條加固環,環上、下部 各有12條球瓣,沿中心軸呈放射形布置。該球氣速高、葉片 大、阻力小f比表面積大,具有阻力小操作彈性大等特點??梢猿浞纸鉀Q氣液交換,廣泛應 用于除氟、除氧氣、除二氧化碳器,接觸反應器。還有一種類似的產品,即雙星球形填料。
       
      ②主要技術參數見表2,。
       
      表2-8多面空心球主要技術參數
       

      規格/mm

      比表面積

      堆積數量(個

      堆積密度八kg/3)

      25

      _

      85000

      .'

      3$

      300

      22800

       

      200

      11S00

      MB

      76

      -

      3198

      75

       
       
       
      ③主要用途適用于污水處理廠接觸氧化池填料。
       
      (2)星球填料
       
      ①簡介星球填料如圖2-17所示,它是由PP、PE、CPVC、PVDF制成的兩個半球合
       
      圖2-17星球填料
       
      成一球形,比其他球形填料通氣量大,適合工廠廢氣處理。
       
      ②主要性能參數堆積密度58?60kg/m3:表面積136?坡mVm3;數量1480個/m3;規 格《100、076、#50、025四種規格。
       
      逸主要用途適用于污水廠污水處理和工r廢氣處理。
       
      P)瓜片式球形懸浮填料
       
      (D簡介瓜片式球形懸浮填料如圖2-1S聽示.該填料表面有拉膜,內芯為螺紋,加大 了比表面積,又能有效切割氣泡.提高了氧的利用率•掛獏快較多.處理效果好,是處理污 水理想的懸浮填料。數量350個•比表面積3S0m: m!,
       
       
       
       
      ②主要性能參數見表2-9。
       
      表2-9瓜片式球形懸浮填料主要性能參數
       

      規格/mm

      數量八個/m3)

      :* 表面積/(.m2/m3)

      材料相對密度

      單個質量/g

      #

      3

      mo

      0.9-2

      65

       
       
       
      (4)纖維球形懸浮填料
       
      ①簡介纖維球形懸浮填料如圖2-19所示,其內芯結構是將塑料圓片壓扣改成雙圈大 塑料環,將醛化纖維或滌綸絲壓在環的環圈上,使纖維束均勻分布;內圈是雪花狀塑料枝 條,既能掛膜,又能有效切割氣泡,提高氧的轉移速率和利用率。使水氣生物膜得到充分交 換,使水中的有機物得到高效處理。數量35Q個/m3,比表面積380in2/m3。
       
      ②主要性能參數見表2-H
       
       
       
       
       
      表2-10纖維球形懸浮填料主要性能參數
       

      規格/mm

      數量/(/m3)

      比表面積niVin3)

      材料相對密度

      單個質量/g

      ,#1:

       

      0. m

      38

       
       
       
      «)立體彈性球形懸浮填料
       
      ③簡介立體彈性球形懸浮填料如圖2-20所示,彈性絲條在在球體骨架內稱主體均勻 排列輻射狀態,使氣、水、生物膜得到充分混摻接觸交換,生物膜不僅能均勻的生長在每一
       
      IWH11卜卜 I tlMBMaiMMMM——
       
       
       
       
      保持良好的活性和空隙可變性,而且在運行過程中球體與球體間在氣體形成自由 并有良好的新陳代謝和不會結成團,系統切割能力強,空間體積利用率大,無死
       
      處理效果好,是生物法處理污水比較理想的填料。
       
      ②主要性能參數見表2-11。
       
      表2-11立體彈性球形懸浮填料主要性能參數
       

      規格/mm

      數量/(,ins)

      比表面積/(m2/in3)

      材料相對密度

      單個質量/g

      fl50

      350

      3B0

      %2

      36

       
       
       
      (6)蛇皮絲球形懸浮填料
       
      ①簡介蛇皮絲球形懸浮填料如圖2-21所示,其內部填人一團塑料絲或塑料條,比表
       
      面積大,掛膜快且多,處理效果好。充填數量1000個/m3,比表面積700m2/m3。
       
      圖2-21蛇皮絲球形懸浮填料 ②主要性能參數見表2-12。
       
      表2-12蛇皮絲球形懸浮填料主要性能參數
       

      規格/mm

      數量(個mf 1 •• It表面程(m- m'=» 1

      材料相對密度

      單個質量/g

      ^70

       1 700

      0.92

      13

      >100

      I©# | 700

      0.92

      23

      ^80

      zom |, 5(50

      氤驗

      is

       
       
       
      (7)纖維球球形懸浮填料
       
      ①簡介纖維球球形懸浮填料如圖2-22所示,其由纖維絲結扎而成的,具有耐酸堿,
       
      圖2-22纖維球球形懸浮填料
       
      HHHEHHHHBHHHHHHBHHHHHHEBHBHHHHHHHHBSi 123
       
      彈性好,可壓縮,孔隙率大,既能掛膜又具有較強的截污能力對有機物去除率高,是水生
       
      化處理的理想材料。數量2000,比表面積SOOiff2/m3。
       
      ©生要性能參數見表2-13»
       
      表.纖維球球形懸浮填料主要性能參數
       

      規格/tft

      數量/(/mq

      比表面積

      枒料相對密度

      單個質量/g

       

      mm

      1*.

      m

       
       
       
      IS)海綿球形懸浮填料
       
      ①海綿球形懸浮填料如圖2-23所示,其填料內芯由小海綿塊組成,柔性, 可壓縮,孔隙率大,既能掛膜又具有較強的截污能力。數量個n/.比表面積
       
      80i0ioii2/ms«,
       
       
       
       
       
      @主要性能參數見表2-14b
       
      表2-14海綿球形懸浮填料主要性能參數
       

      規格Aam

      數量/(/ms)

      比表面積m: m^)

      猶料相對密度

      單個質量/g

      ^80

       

      0,9Z

      11

       
       
       
      m多孔球形懸浮填料
       
      ffi備介多孔球形懸浮填料如圖2-24所示' 這種填料是對國內處理污氷,生物膜法采 用的多種填料中開發的新系列產品。該填料中有聚乙烯或聚丙烯材料注塑而成,分內外雙 層球體,外部為中空魚網狀球體,內部為轉型球體,在使用過程中,微生物易生成、易更 換、耐酸堿、抗老化,不受水流影響,使用壽命長,剩余污泥極少,安裝方便。廣泛適甩于 生活污水、石油化工、輕工造紙、食品工業、釀酒、制糖、紡織、印染、制革、制藥等工業 廢本處理。 .
       
       
       
       
      表2-15多孔球形懸浮填料主要性能參數
       

      結構形式:

      規格

      /mm

      耐酸堿性

      連續耐熱

      脆化溫度

      ; /t)

      比表面積

      '乳隙率

      材料相對

      密度

      數量

      /(M/m3)

      雙層球形

       

      穩定

      80,?鄉

      -10

      til

      >97

      n,m

      球形填料

      穩定

      ?鄉

      «1»

       

      9

      4

      球形填料

      80

      穩定

       

       

      850-

       

      芬躲

      ■2000

       
       
       
      im生物流離球
       
      ①簡介生物流離球如圖2,25所示。“流離”現象是一種自然現象。流體在流動中總 存在著流速快和流速慢的場所,固體物和有機物膠體在流體的流動中,總是Sr流速快的場蔚 向流速慢的場所集中聚集,這種現象稱之為“流離”。“流離”生化技術(XZFSBBR)是近 些年產生的一種有機廢水處理新技術。作為流離生化處理技術核心的w生物流離球%由特 殊的多孔礦物質裝在塑料外殼內組成。
       
       
       
       
       
      生物流離球一般由耐腐蝕、具有較好機械強度和韌性的塑料多孔外球和內部裝填經特殊 處理的粒狀填料組成,使用時不需填料支撐架直接放人反應池使用,節省工程施工時間、工 程費用。由于每個FSB流離球內裝有經特殊處理的接觸表面積很大的粒狀填料,因此單位 比表面積大。不產生剩余生物污泥,S水經過無數次流離作用,固形物和有機物膠體與水分 離,污水在流離生化池中停留;1小時,而雜質停留幾日或幾周,從而被培養的微生物生化分 解,變成co2、n2。只要初沉池把不溶解無機質去除后,就無污泥產生,達到多種 水處理效果.同時構成了流離生化技術。應用生物流離球技術的優點可概括為* a.突破了 傳統的處理方法;b_施工簡單,管理方便,基本可實現無人管理;c.小石塊與進水構成角 度小,接觸充分,溶解性COD去除率高達60Z?70%: d.易掛膜,脫落快;e.它無需活 性污泥培菌,它可自行掛膜,對微生物生長快.故啟動時間短;占地面積?。o沉淀及 污泥處理系統)投資省,運行費用特低,自動化程度高:g.使用壽命可達幾十年之久^ 適用于有機廢水、污水處理裝置;i.由于產生污泥量少,不但簡化了處理流程,同時又 將污泥的二次污染,減少到了低程度。
       
      ②主要性能參數生物負載量在35'g/L以上。
       
      ③主要用途生物流離球以其負荷高、抗沖擊性強、處理效果好、占地面積小、操作 管理簡單、剩余污泥少等優點,廣泛地應用于生活污水及工業廢水、生物除臭等領域。
       
      (11)高效纖維球填料
       
      ①簡介高效纖維球填料如圖2-2$所示這種填料是用優質滌綸纖維絲扎結而成,具 有載污容量大、過濾效果好、可再生等優點,適用于各種水質的深度處理和精細過濾。
       
      ②主要性能參數見表2-16。
       
      表2-16高效纖維球填料主要性能參數
       
       
       

       

      測試數據

      分析項目 

      測試數據

      密度

      L 38g .?

      截污量

      — Kkg

      充填密度

      85kg/m3

      球徑

      30 ?4C mm * 40^ntin

      濾速

       

      球體外觀

      白色球狀、橢圓狀

      孔隙率

       

       

       
       
       
      cm snp懸浮型生物填料
       
      發簡身§NP懸浮型生物填料如圖所示,這種填料是桑德環保產業集團專為污水 處理而精心研制的專利產品(專利號;ZL93217017 * X,95200192 • 6),自推向市場以來,
       
      就贏得了客戶的廣泛贊譽,其優越的性能確立了其領先的市場地位。
       
       
       
       
       
      SNP懸浮型生物填料采用特制塑料和樹脂制成,結構科學、新穎。它是由纖維絲球體、 網格外殼和通心多孔柱體組成的球形填料。該填料既克服了現有軟性、半軟性填料需要固定 安裝、維護管理困難,軟性填料易結球、堵塞,半軟性填料掛膜較差等缺點,又克服了石英 砂、陶粒等載體動力消耗高、比表面積小的不足。具有獨特設計的好氧、兼氧、厭氧功能 區,能全效發揮其處理污水的能力,產泥量少,約為活性污泥系統的80?^比表面積大, 能附長更多的活性生物。適當的孔隙率,能保證其新陳代謝的順暢。其密度接近水的密度, 在水中曝氣能處于活躍的流態,傳質效率高。
       
      SNP填料可作為接觸氧化、厭氧或好氧流化床與膨脹床及生物濾池的生物載體,直接 投加于普通活性污泥處理系統中時,可在不改變原系統所有運行條件的情況下\大大提高原 系統的處理能力和效率,并獲得良好的脫氮、除磷功效。SNP填料已成功地應用于生活轉 水與焦化、制藥、印染、食品、飲料和制革等廢水處理。
       
      ②主要性能參數比表面積大(8O.0m2/m3),密度接近
       
      2, 6. %. 2 環形填料
       
      環形散堆填料陶瓷填料具有優異的耐酸、耐熱性能,在化工、冶金、煤氣、制氧等 獰業昀干燥塔、吸收塔、冷卻塔、再生塔中得到廣泛應用。環形散堆陶瓷填料主要有拉 西環、十字環、鮑爾環等。陶瓷拉西環是早使用的一種傳統填料,形狀簡單,外徑與 高相等,具有加X方便、價格低廉等特點。因此,目前仍被普遍使用。陶瓷鮑爾環是在拉 西環的基礎上進行改進的一種新型高效填料,因在環側壁開了窗孔,改善了填料層的氣液分 布,并使環內表面積得到充分利用,具有阻力小、液體分布均勻、偏流現象少、操作彈性大 等特點與_規格的拉西環相比,鮑爾環填料的通量可提高50M>而在同樣氣速下,鮑爾 環填料的壓降僅為拉西環的一半,因此鮑爾環仍是目前被廣泛采用的環形填料。陶瓷十字隔 板環是在拉西環內添加隔板.以增加填料的比表面積和強度,通常作為塔底部的支撐填料而 被廣泛使用。
       
      具體分類如下。
       
      (1)拉西環
       
      ①簡介拉西環填料如圖2-28所示,,拉西環填料于1914年由拉西(F. Rashehi昭》復 明,為外徑與髙度相等的圓環。拉西環包括陶瓷矩鞍環,陶瓷異鞍環,陶瓷拉西環丨陶瓷十 字隔板環,陶瓷鮑爾環等。拉西環的特點填料具有優異的耐酸耐熱性能,能耐除氫氟酸以 於猶各種無袓酸、有機酸及有機溶劑的腐蝕,可在各種高,低場合使用,應甩范圍十分廣 泛《桓拉西環填料的氣液分布較差,傳質效率低,阻力大,通量小,目前工乘上0較少 應用。
       
      mm
       
      圏Mi麵輝
       
      :②主要性能參數見表2-17 =
       
      表2-17拉西環主要性能參數
       

      品名

      規格/(mmXmiKiX mm) s

      比表面積(m

      1

      1瘦隙率\

      堆積密度/(kg/m3)

      堆積數量/ClVm3)

      拉西環

      iK璩名么S 5:OT2I

       |   

      „ p ^ |

      9a ai

      _

      6000

       
       
       
      £15十字隔板環
       
      m徹介十字隔板環如圖2_29所示,它是對拉西環的改進,在類似的壞內添加隔板方 式,擴太了»表面積,同時增加瓷質填料的抗壓強度,通常用于整砌式作層支撐小填料 用,壓降相對較低,溝流和壁流較少。一般用陶瓷做成。
       
      #主要牲能參數見表
       
       
       
       
       
       
      圖2-29十字隔板環 表2-18十字隔板環主要性能參數
       

      名稱

      規格

      直徑X高度X壁厚 / ( mm X mm X mm)

      比表面積

      /(m2/m3)

      空隙 率/%

      堆積密度 /(kg/m3)

      堆積數量

      /(/m3)

      干填料因子

      /m-1

       

      50

      50X50X5

      135

      50

      520

      5600

      1080

       

      ^80

      80X80X8

      120

      53

      780

      2100?2500

      806

      十字隔板環

      #100

      100X100X10

      110

      56

      750

      900?1000

      626

       

      #150

      150X150X15

      60

      58

      680

      270?300

      308

       
       
       
      (3)鮑爾環
       
      ①簡介鮑爾環填料如圖2-30所示,鮑爾環也是對拉西環的改進,在拉西環的側壁上 開出兩排長方形的窗孔,被切開的環壁的一側仍與壁面相連,另一側向環內彎曲,形成內伸 的舌葉,各舌葉的側邊在環中心相搭。鮑爾環由于環壁開孔,大大提高了環內空間及環內表 面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。與拉西環相比,鮑爾環的氣體通量可增加50% 以上,傳質效率提高30%左右,處理量可大50%以上,而壓降低50%。鮑爾環是一種應用 較廣的填料。
       
      .
       
      圖2-3_: 鮑爾環
       
      ②主要性能參數見表2-19:
       
      表2-19鮑爾環主要性能參數
       

      規格dXWXc?

      / ( mm X mm X mm)

      堆積密度

      /(kg/m”

      比表面積

      (m- m3)

      空隙率

      /%

      干填料因子/m_i

      堆積數量

      /(/m3)

       
       
       
      金屬鮑爾環(lCrl8Xi9Ti、0Crl8Ni9、304材質、鋁合金等)
       
       
       

      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)階梯環
       
      ①簡介階梯環填料如圖2-31所示,它是對鮑爾環的改進,與鮑爾環相比,階梯環高 度減少了一半并在一端增加了一個錐形翻邊。由于高徑比 減少,使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短,減少了 氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械 強度,而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主,
       
      W            這樣不但增加了填料間的空隙,同時成為液體沿填料表面
       
      流動的匯集分散點,可以促進液膜的表面更新,有利于傳 圖2_si階梯環 質效率的提高。階梯環的綜合性能優于鮑爾環,成為目前
       
      所使用的環形填料中為優良的一種。
       
      該環的一端為1/2髙的原拉鮑爾環,另一端為填料高的1/5的喇叭口,中心有兩層十字 形的翅片,上下兩層翅片交錯成45°,具有通氣量大、降壓小、效率高,可在壓力低于 & lmmHg中工作使用,抗污性能好,廣泛適用酸霧凈化塔、二氧化碳脫氣塔、合成反應 塔等。
       
      ②主要性能參數見表2-20。
       
      表2-20玢梯環主要性能參數
       

      項 目

      參 數

      規格

      12.5 X ^25125X^50

      比表面積

      f25 為 228mVm3 050 為 118m2/m3

      堆積容積

      ★25 為 S-18 萬只/m3 #50 為 1. 074 萬只/m3

       
       
       
      (5)矩鞍環•
       
      ①簡介矩鞍環如圖2-32所示,它是對弧鞍形環的改進,主要區別在于將一對弧形面 改為矩形面,且內外曲率半徑不同,從而避免了容易疊套的缺陷,使床層孔隙率均勻,改善 了液體分布性能與拉西環相比液泛點高,壓降和傳質單元髙度較低。
       
      ②主要性能參數見表2-21。
       
       
      表2-21矩鞍環主要性能參數
       

      規格

      1 ,

       

       

       

      堆積密度/(kg ms比表面積m2

      空隙率.

      干填料因子/m_

      堆積數量/(/m3)

      / (mm X mm. X mm)

       
       
       
       
       
      IMTP金屬矩鞍環(lCrlSNigTUOCrlSXikSW材廣、鋁合金等)
       

      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

       
      塑料矩鞍環(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

       
       
      瓷質矩鞍環
       

      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)塑料花環填料
       
      ①簡介塑料花環填料如圖2-33所示,是由美國Teller. A.j. 1954年介紹的一種填料, 國內通稱為泰勒花環。它是由許多圓環繞結而成,現已成為系列化產品,共有三個型號。這 種填料的主要特點是填料的空隙率大,不易被堵塞,還有通量大、阻力小等優點,由于這種 填料的間隙處能有較高的滯液量,可使塔內液體停留時間較長,從而增加了氣液的接觸時 間,提髙了優質效率,故此原冶金工業部先研究并引進美國填料公司的塑料花環,為冶金
       
       
      工業專用推廣填料。
       
      將塑料細條彎成一定直徑的螺旋圈,然后盤成花環狀在外圓環圍之以增加環的剛性。與 拉西環相比,其壓降和傳質單元高度較低,泛點高,堆積密度十分>1%
       
      ②主要性能參數見表2-22ft
       
      表2-22塑料花環填料主要性能參數
       

      規格

      / (mm X nj:nrX mm)

      堆積密度/(kg/m3)

      比表面積/(m2/m,s) i

      空隙率/%

      千填料因

       
       
       
       
      塑料花環填料
       

      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

      t;4^X48Xt

      Sf

      m

       

      m

      lliil

       
       
       
      C7)海爾環
       
      ①簡介海爾環如圖2-34所示,它以皇冠形為主體,但改翅片板為錐體開孔圓筒,從 而結合了鞍與開孔環形填料的優點,適用于氣體吸收、洗滌及化肥生產。由PP,PE, FVDB材料制成。
       
       
      圖.2-34海爾壞
       
       
       
       
      ②主要性能參數見表2-2:3。
       
      表2-23海爾環主要性能參數
       

      規格

      /X'mm X mm X mm)

      堆積密度(fcg irf'i。

      !比表面積m: to--/

      空隙率巧

      干填料因子/m-1

      堆積數量/(/M)

      38xaaxi. 0

      70

      '

      m

      230

      ’ft

      56X5aXXS I

      60

      :Mt

      92

      .

       

      90X8'0^1f8

      SI

      m

      m

      $S

      1800

       
       
      m高流環
       
      ①簡介高流環如圖各35所示,是在鮑爾環結構的基礎 上,開發的網格狀開孔塔填料,開孔率大于50Ms床層空隙率 高于相同規格的鮑爾環,因此,它具有更高的流體通量。而且 每米壓降比鮑爾環低45M。該填料特點生產能力高、壓降低, 適合于熱敏性物系的分離。
       
      ②主要性能參數見表2-2:4,
       
      表2-24高流環
       

      規格

      / (mmK mmXmm)

      堆積密度/(kg/_

      比表面積n^.‘mh

      空隙率/%

      干填料因子/m-1

      堆積數量/(An3)

       

      70

      89

      1S50.0

      56X50XL5

      60

      UM

      92

      131

      mm

      25><2^Xi.O

      m

      1 93

      83

      53000

       
       
       
      (9)自旋傳質填料
       
      ®簡介自旋傳質填料如圖2-S6所示;填料材質為聚丙烯塑料.葉片與內環成豎直狀 連接,與外環成水平狀連接,每一葉片從內_一端到外環一端向相同方向旋轉90°,類似風 扇葉片,呈輻射形狀。安裝時將填料豎直疊放,中心穿過一軸-每個填料之間間隔為 15mm,使填料適當固定。葉片可同向,也可異向,視需要而定=由于葉片始終處于旋轉運 動狀態,與混合液形成剪切,因此葉片間不會產生污泥淤積=
       
      •遍
       
      圖自旋傳質填料
       
      自旋傳質填料本身輕質、無毒、無溶出現象,而且填料耐磨、耐壓、耐腐蝕,力學
       
      性能好,表面經過打磨,粗糙易掛膜,對微生物有很大的吸附能力,有助于提高生物膜
       
      反應器的生物量。填料結構合理,可以形成較大的比表面積,螺旋葉片中間的間隙能夠 避免填料的堵塞,易于生物膜的正常脫落與更新,而且填料的獨特構型可以使其在氣流 和液流的帶動下旋轉,對反應混合液進行無規則攪拌和擾動。由于塑料填料的密度略小于 水,坷以漂浮于水中,因此即使氣流和液流不強,填料也可以旋轉。這樣,由于填料的形狀 和不規則的表面< 在氣流和液流通過時改變了氣流和液流的流動狀態,填料發生旋轉的同 時,在其周圍就形成了紊流程度非常高的旋轉氣流和液流,可m極大地提高氣、液、固三相 之間的傳質作用。
       
      ©主要性能參數外環直徑110mm,高10m_m,壁厚3mm;:內環直徑15mm,高 20mm,壁厚3mm;內、外環之間為20片葉_片,葉片長寬ISmm,厚0. 8mm,反 應器內填料比表面積237. 6m2/m3。
       
      trn共軛環
       
      ①簡介共軛環如圖2-3?所示,共軛環結合了環形和鞍形填料的優點,采用共軛曲線 肋片結構,兩端外卷邊及合適的長徑比,填料間或填料與塔壁間均為點接觸,不會產生疊
       
      套??紫毒鶆?,力■小,亂雄對取定麻排列《有較好的流體*學和傳質性能??捎盟芰?金
       
      屬和陶.瓷做成,
       
      m主要徵鶬爨數見表2~n。
       
      共軛環填料主要性能參數
       

      規格

      直徑X高度X壁厚 /(mmX mmX mrri)

      比表面積

      /(m2/m3)

      空隙率/%

      堆積密度 /(kg/m3)

      堆積數量

      /(/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】葉_料
       
      ①簡介葉萍填料如圖是由胡自斌于2000年發明的專利=葉環分為聚丙婦 砷環、增強聚丙烯葉環和不銹鋼葉環二種類型$ _填料包括中 心環、外環和令少一個內環,中心環、內環和外琢:_心設置,在 中•環與#環之間的每一個環體內間隔交錯設賃冇葉片》由于將 薄體設置成多層開窗敞開、葉片在環體錯開環繞并與環體錯開相 搭接,使填料環壁開窗,表面全部敞開,提高了環內空間和環內 表面利用率,• #面壞填料高徑比卜'降*使得氣體繞填料外壁的路 徑大為縮短*液體在填料表面兩側均勻流動,增加了氣液流功 量,同時填堆積時不會套疊,使填料之間的線接觸變為jm 觸,液體流動更均勻分散,加快了液膜表面更新,從而提高了氣
       
      _|•鍾象
       
      ②愈藩儀繼_纖:魔廉2-26、表247、表2-28。
       
      表2-26聚丙烯葉環性能參數
       

      規格/mm

      外徑Xx厚 / (mm X mm X mm )

      堆積數量

      /(/....3>

      堆積密度 (kg m* >

      比表面積

      ;< 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增強聚再督時鯫性能參數
       

      '1-11增強聚再督時鯫性能參數

      規格/mm

      外徑k高X厚 / (mmX mmXmm)

      堆積數量 /(個/m3)

      積密度

      /'(kg. ms|s

      表面積

      /(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不銹鋼葉環性能參數
       

      規格/mm

      外徑XX

      / (mmXmmXtnni)

      堆積數量

      堆積密度 真(kg/m3)

      比表面積

      /jCm2/m3)

      空隙率

      /%

      干填料因子

      /m-1

      DN25 DN 38

      2熱軟J) ‘ 5 38Xl|X|^

      150000

      猶獅

      418

      390

      228

      150

      1|,6

      95

      289

      175

      DN50

      X:l‘r%0. 8

      變辯

      175

      MS

      S6.i

      156

       
       
       
      (12)八四內弧環填料
       
      ①簡介八四內弧環填料如圖2-39聽示.它有合理的幾何對稱性,構造均勻性好及高 的空隙率,八弧圈與四弧圈嶼軸向交替安排.各弧段沿徑向環內折進,從而使填料表面連續 而不斷開,且在空間均勻分布.與鮑爾環相比.通量可提高15H?30%,壓降減小20%? 30%。一般由金屬、塑料做成。
       
       
      圖2-3S 四內弧環填料
       
       
       
       
      ②主要性能參數見表2-29。
       
      表2-29八四內弧環填料主要性能參數
       

      規格.

      直徑X高度X壁厚 / (mmXmmX mm)

      比表面積

      )

      空隙率

      /%

      堆積密度

      /(kg/m3)

      堆積數量

      /(/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

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