CN105984954A - 一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、增氧砖粉颗粒层、砾石层；沙土覆盖层上种植水葱，沙土覆盖层中含有微生物载体，沙土覆盖层中还放置有蚯蚓；本发明添加的自制微生物载体材料的亲水性和微生物附着性好，添加到人工湿地基质中，能够大量附着污水处理微生物，增加曝气，提高微生物除氮去磷能力；砾石来源广泛，成本低廉，透气性和吸水性好，利于人工湿地基质系统的曝气供氧，以及吸附污染物；本发明加入蚯蚓，能够防止人工湿地堵塞的同时能够增加供氧。

Description

一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法
技术领域
本发明涉及人工湿地领域，确切地说是一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法。
背景技术
人工湿地是利用基质（或称填料、生物载体）、植物及微生物三者之间的物质与能量循环来进行污水处理的生态系统。各部分之间通过物理、物理化学和生物的协同作用达到污染物去除目的。
微生物是人工湿地实现除污功能的核心，共同协作，构成了互利共生的有机系统，共同完成污水净化的任务。人工湿地系统内生物相极为丰富，主要包括细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物。其中微生物主要包括细菌、放线菌和真菌等。
　　细菌可分为好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌、硝化菌、反硝化菌、硫细菌和磷细菌等种类，是湿地微生物中数量最多的菌落。每克基质中细菌数量达到10~8数量级，占微生物总数量的（70~90）%，干重达到基质有机质重量的1%。细菌可把复杂的含氮有机物转化为可供植物和微生物利用的无机氮化物。植物对细菌生长具有一定影响，根据沈耀良的研究，常见的芦苇人工湿地中优势菌属主要为假单胞杆菌属、产碱杆菌属及黄杆菌属，是有机物降解的主体菌属。
　　真菌具有强大的酶系统，是降解有机物的另一重要菌属，可催化纤维素、木质素和果胶的分解，并能分解蛋白质中的氮元素以氨的形式释放；放线菌在每克基质中的数量级为10~4，可有效降解有机物，比真菌更强烈的分解氨基酸等蛋白质，并能形成抗生物质维持湿地生物群落的动态平衡；原生动物摄食部分微生物和碎屑，起到调节微生物群落的动态平衡和清洁水体的作用。
人工湿地对磷的去除是通过湿地填料基质的理化反应、植物根系的吸收以及微生物的积累等几方面共同作用完成的。但是植物的吸收与微生物的积累作用对磷的去除只占很少的一部分。研究发现，磷的主要去除机制是基质的吸附作用，水体中的正磷酸盐，在水流流经湿地介质表面时，受到介质的吸附，此吸附能力的好坏，将取决于湿地是否有良好的水力传导性和较高的比表面积。因此，选择有效的湿地基质填料对水体中磷的去除意义重大。
同时从现有技术实践来看，人工湿地系统中进水携氧数量较低、大气复氧和植物根系释氧能力有限，而污水中有机物的好氧降解和脱氮的硝化过程均需要充足的氧，因此人工湿地中的溶解氧无法满足大量污染物降解的需要，限制生物的硝化反应。所以目前急需一种新的人工湿地来解决其降解能力不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法。
上述目的通过以下方案实现：
一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）污水进入隔栅池去除大颗粒的悬浮物和杂物；
（2）预处理后的废水再进入垂直流人工湿地进一步处理，所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、增氧砖粉颗粒层、砾石层；沙土覆盖层上种植水葱，沙土覆盖层中含有微生物载体，沙土覆盖层中还放置有蚯蚓；微生物载体的质量占沙土覆盖层总质量的1-3%；
（3）处理后的污水再经过常规工艺，达到标准排放即可；
所述的微生物载体由下述重量份的原料造粒而得：
聚乙烯醇1-3、甲壳素1-2、壳聚糖1-2、鼠李糖脂1-2；
所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉20-30、羧甲基淀粉钠1-2、蓖麻油2-4、硬脂酸1-2、氧化铝1-4、六偏磷酸钠1-2、甲基丙烯酸0.3-0.5、过氧化钙2-4；
所述的增氧砖粉颗粒制备方法为：
(1)废砖粉于浓度为5-8%的盐酸中浸泡10-12小时，过滤，烘干，180-200℃焙烧，投入浓度为20-25%的双氧水中浸泡，过滤，阴干，得改性粉备用；
(2)硬脂酸、氧化铝、六偏磷酸钠、甲基丙烯酸混匀后，加适量水，升温至50-60℃，20-80rpm下搅拌均匀，再加入改性粉以及其余原料，搅拌均匀，造粒，于室温下自然干燥24-26h，再30-50℃烘干后，过筛，即得。
所述的一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：所述沙土覆盖层沙土粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、砾石层砾石颗粒粒径为8-10mm。
所述的一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：所述沙土覆盖层、增氧砖粉颗粒层、砾石层体积比为1-2:1-2:2-3。
所述的一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：蚯蚓的加入量为每立方米砂土中加入10-30只。
本发明的有益效果为：
(1) 本发明添加的自制微生物载体材料的亲水性和微生物附着性好，添加到人工湿地基质中，能够大量附着污水处理微生物，增加曝气，提高微生物除氮去磷能力；砾石来源广泛，成本低廉，透气性和吸水性好，利于人工湿地基质系统的曝
气供氧，以及吸附污染物；
（2）本发明加入蚯蚓，能够防止人工湿地堵塞的同时能够增加供氧；
（3）本发明使用废砖粉变废为宝，其来源广泛，价格低廉，利用砖粉改性后的优异的吸附性和离子交换性，使得其能够将污水中的重金属离子吸附掉。同时改性后的废砖粉表面粗糙、孔隙率高、微孔结构分布均匀、比表面积大、外表坚硬、抗水力冲击强度较高等优点，适合微生物的附着生长，可以作为微生物载体；废砖粉用双氧水浸泡后，能够增加人工湿地的溶解氧含量，过氧化钙是一种相对稳定的过氧化物, 常温下干燥的过氧化钙不易分解, 具有较强的漂白、杀菌、消毒作用且对环境无污染, 在水中缓慢分解释放出活性氧，同时调节水体PH 值，增加人工湿地的除氨氮除磷效果，去除二氧化碳、硫化氢等有毒有害气体。
具体实施方式
一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，包括以下步骤：
（1）污水进入隔栅池去除大颗粒的悬浮物和杂物；
（2）预处理后的废水再进入垂直流人工湿地进一步处理，所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、增氧砖粉颗粒层、砾石层；沙土覆盖层上种植水葱，沙土覆盖层中含有微生物载体，沙土覆盖层中还放置有蚯蚓；微生物载体的质量占沙土覆盖层总质量的3%；
（3）处理后的污水再经过常规工艺，达到标准排放即可；
所述的微生物载体由下述重量份的原料造粒而得：
聚乙烯醇3、甲壳素1、壳聚糖2、鼠李糖脂2；
所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉30、羧甲基淀粉钠1、蓖麻油4、硬脂酸2、氧化铝1、六偏磷酸钠1、甲基丙烯酸0.5、过氧化钙4；
所述的增氧砖粉颗粒制备方法为：
(1)废砖粉于浓度为5%的盐酸中浸泡12小时，过滤，烘干，180℃焙烧，投入浓度为25%的双氧水中浸泡，过滤，阴干，得改性粉备用；
(2)硬脂酸、氧化铝、六偏磷酸钠、甲基丙烯酸混匀后，加适量水，升温至50℃，80rpm下搅拌均匀，再加入改性粉以及其余原料，搅拌均匀，造粒，于室温下自然干燥24h，再40℃烘干后，过筛，即得。
所述沙土覆盖层沙土粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、砾石层砾石颗粒粒径为8-10mm。
所述沙土覆盖层、增氧砖粉颗粒层、砾石层体积比为2:1:2。蚯蚓的加入量为每立方米砂土中加入30只。
该人工湿地系统总磷平均去除率为 68.2%.单位面积磷滞留量平均260mg·m-2·d-1,总氮平均去除率61.6%，COD 去除效率76%，BOD 去除效率78%。

Claims (4)

1.一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）污水进入隔栅池去除大颗粒的悬浮物和杂物；
（2）预处理后的废水再进入垂直流人工湿地进一步处理，所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、增氧砖粉颗粒层、砾石层；沙土覆盖层上种植水葱，沙土覆盖层中含有微生物载体，沙土覆盖层中还放置有蚯蚓；微生物载体的质量占沙土覆盖层总质量的1-3%；
处理后的污水再经过常规工艺，达到标准排放即可；
所述的微生物载体由下述重量份的原料造粒而得：
聚乙烯醇1-3、甲壳素1-2、壳聚糖1-2、鼠李糖脂1-2；
所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉20-30、羧甲基淀粉钠1-2、蓖麻油2-4、硬脂酸1-2、氧化铝1-4、六偏磷酸钠1-2、甲基丙烯酸0.3-0.5、过氧化钙2-4；
所述的增氧砖粉颗粒制备方法为：
(1)废砖粉于浓度为5-8%的盐酸中浸泡10-12小时，过滤，烘干，180-200℃焙烧，投入浓度为20-25%的双氧水中浸泡，过滤，阴干，得改性粉备用；
(2)硬脂酸、氧化铝、六偏磷酸钠、甲基丙烯酸混匀后，加适量水，升温至50-60℃，20-80rpm下搅拌均匀，再加入改性粉以及其余原料，搅拌均匀，造粒，于室温下自然干燥24-26h，再30-50℃烘干后，过筛，即得。
2.根据权利要求1所述的一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：
所述沙土覆盖层沙土粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、砾石层砾石颗粒粒径为8-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：所述沙土覆盖层、增氧砖粉颗粒层、砾石层体积比为1-2:1-2:2-3。
4. 根据权利要求1所述的一种含有微生物载体的人工湿地净化废水的方法，其特征在于：蚯蚓的加入量为每立方米砂土中加入10-30只。
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