CN105984956A - 一种人工湿地高效除磷的方法 - Google Patents

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黄显怀
张勇
王坤
唐建设
钱静
高雅
李婉
许明新
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/105—Phosphorus compounds
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明公开了一种人工湿地高效除磷的方法，所述的垂直流人工湿地由进水管、出水管、透气管、多层填料构成的过滤层、底部不透水层和具有一定净化功能的水生植物组成；多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、钢渣层、增氧砖粉颗粒层、蛭石层；本发明的人工湿地除磷吸附容量和速度远远大于其他方法，大大延长了填料的使用周期，避免了因经常更换填料带来的高额置换成本，不仅提高了湿地系统对污水的降解能力，而且延长了湿地的使用寿命。

Description

一种人工湿地高效除磷的方法
技术领域
本发明涉及人工湿地领域，确切地说是一种人工湿地高效除磷的方法。
背景技术
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
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人工湿地高效除磷的方法。
上述目的通过以下方案实现：
一种人工湿地高效除磷的方法，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；
（3）处理后的污水收集到调节池，常规工艺处理后达到标准排放或者回收利用；
所述的垂直流人工湿地由进水管、出水管、透气管、多层填料构成的过滤层、底部不透水层和具有一定净化功能的水生植物组成；多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、钢渣层、增氧砖粉颗粒层、蛭石层；
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，冷却，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。
所述的一种人工湿地高效除磷的方法，其特征在于
：所述钢渣层钢渣粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、蛭石层蛭石颗粒粒径为8-10mm。
所述的一种人工湿地高效除磷的方法，其特征在于：所述沙土覆盖层、钢渣层、增氧砖粉颗粒层、蛭石层体积比为0.4-1：1-2:1-2:2-3。
所述的一种人工湿地高效除磷的方法，其特征在于：沙土覆盖层由颗粒粒径为1-5mm的细砂组成；具有一定净化功能的水生植物指的是马蹄莲，其种植于沙土覆盖层上。
本发明的有益效果为：
（1）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；
(2)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。
（3）本发明的人工湿地除磷吸附容量和速度远远大于其他方法，大大延
长了填料的使用周期，避免了因经常更换填料带来的高额置换成本，不仅提高了湿地系统对污水的降解能力，而且延长了湿地的使用寿命。
具体实施方式
一种人工湿地高效除磷的方法，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；
（3）处理后的污水收集到调节池，常规工艺处理后达到标准排放或者回收利用；
所述的垂直流人工湿地由进水管、出水管、透气管、多层填料构成的过滤层、底部不透水层和具有一定净化功能的水生植物组成；多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、钢渣层、增氧砖粉颗粒层、蛭石层；
所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉20、羧甲基淀粉钠2、蓖麻油2、硬脂酸2、氧化铝1、六偏磷酸钠1、甲基丙烯酸0.3、过氧化钙2；
所述的增氧砖粉颗粒制备方法为：
(1)废砖粉于浓度为7%的盐酸中浸泡12小时，过滤，烘干，200℃焙烧，冷却，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26h，再50℃烘干后，过筛，即得。
所述钢渣层钢渣粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、蛭石层蛭石颗粒粒径为8-10mm。所述沙土覆盖层、钢渣层、增氧砖粉颗粒层、蛭石层体积比为0.8：1:1:2。
沙土覆盖层由颗粒粒径为1-5mm的细砂组成；具有一定净化功能的水生植物指的是马蹄莲，其种植于沙土覆盖层上。
该人工湿地系统对磷具有较强的去除能力.总磷平均去除率为 68.9%.单位面积磷滞留量平均为265mg·m-2·d-1,总氮平均去除率64.6%。

Claims (4)

1.一种人工湿地高效除磷的方法，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；
（3）处理后的污水收集到调节池，常规工艺处理后达到标准排放或者回收利用；
所述的垂直流人工湿地由进水管、出水管、透气管、多层填料构成的过滤层、底部不透水层和具有一定净化功能的水生植物组成；多层填料自上而下依次为：沙土覆盖层、钢渣层、增氧砖粉颗粒层、蛭石层；
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，冷却，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所述的一种人工湿地高效除磷的方法，其特征在于：所述钢渣层钢渣粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、蛭石层蛭石颗粒粒径为8-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种人工湿地高效除磷的方法，其特征在于：所述沙土覆盖层、钢渣层、增氧砖粉颗粒层、蛭石层体积比为0.4-1：1-2:1-2:2-3。
4.根据权利要求1所述的一种人工湿地高效除磷的方法，其特征在于：沙土覆盖层由颗粒粒径为1-5mm的细砂组成；具有一定净化功能的水生植物指的是马蹄莲，其种植于沙土覆盖层上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107926670A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 山东大学 一种水生植物坪及其培养方法和在人工湿地中的应用

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CN102249384A (zh) * 2011-05-12 2011-11-23 泉州师范学院 一种小径流重污染河涌的治理工艺
CN104399441A (zh) * 2014-11-14 2015-03-11 安徽建筑大学 一种蜂巢石水环境脱氮修复材料

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