CN105984957A - 一种氨氮废水的人工湿地处理方法 - Google Patents

一种氨氮废水的人工湿地处理方法 Download PDF

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张勇
王坤
唐建设
马学军
葛绍阳
汪立寒
许明新
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Abstract

本发明公开了一种氨氮废水的人工湿地处理方法，所述的垂直流人工湿地A的填料自上而下依次为：天然土壤层、糠醛渣层、增氧砖粉颗粒层、碎石层，天然土壤层上种植有美人蕉；所述的垂直流人工湿地B的填料自上而下依次为：天然土壤层、活性炭层、海泡石层，天然土壤层上种植有鸢尾。本发明利用二次人工湿地处理，有效的去除氨氮、总磷以及重金属离子，碎石层放于底部有利于防止人工湿地堵塞，更利于通氧；美人蕉和鸢尾能够有效吸附氨氮污染物，氨氮去除率大幅上升；活性炭的吸附效率高的同时可以有效防止堵塞。

Description

一种氨氮废水的人工湿地处理方法
技术领域
本发明涉及人工湿地领域，确切地说是一种氨氮废水的人工湿地处理方法。
背景技术
随着水体富营养化问题的日益严重，废水中氨氮的排放标准也越发严格，如何有效地去除废水中的氨氮，是目前亟待解决的问题。人工湿地是近年来兴起的一种生态处理方法，具有氮磷去除能力强、基建运行费用低、耐冲击负荷等优点，被广泛应用于生活污水、工业废水、石油开采废水、养殖废水治理等领域。2010年，国家环保部发布了《人工湿地污水处理工程技术规范》，标志着人工湿地技术在国内的应用受到广泛的重视和推广。
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。
人工湿地的脱氮主要是通过水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发等途径来实现的,微生物的硝化与反硝化是主要的脱氮机制。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氨氮废水的人工湿地处理方法。
上述目的通过以下方案实现：
一种氨氮废水的人工湿地处理方法，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）预处理后的废水再依次进入垂直流人工湿地A、垂直流人工湿地B进一步处理；
（3）处理后的污水常规工艺处理，达到标准排放；
所述的垂直流人工湿地A的填料自上而下依次为：天然土壤层、糠醛渣层、增氧砖粉颗粒层、碎石层，天然土壤层上种植有美人蕉；
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、粉煤灰3-5、石英砂1-3、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，冷却后，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；
所述的垂直流人工湿地B的填料自上而下依次为：天然土壤层、活性炭层、海泡石层，天然土壤层上种植有鸢尾。
所述的一种氨氮废水的人工湿地处理方法，其特征在于：所述糠醛渣层糠醛渣粒径为1-5mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、碎石层碎石颗粒粒径为8-10mm。
所述的一种氨氮废水的人工湿地处理方法，其特征在于：所述的垂直流人工湿地A的天然土壤层、糠醛渣层、增氧砖粉颗粒层、碎石层的体积比为1-2：1-2:1-2:2-3；所述的垂直流人工湿地B的天然土壤层、活性炭层、海泡石层的体积比为1-2：1-2:2-3；所述的一种氨氮废水的人工湿地处理方法，其特征在于：活性炭层活性炭粒径为1-5mm、海泡石层海泡石粒径为10-20mm。
本发明的有益效果为：
（1）本发明利用二次人工湿地处理，有效的去除氨氮、总磷以及重金属离子，碎石层放于底部有利于防止人工湿地堵塞，更利于通氧；美人蕉和鸢尾能够有效吸附氨氮污染物，氨氮去除率大幅上升；活性炭的吸附效率高的同时可以有效防止堵塞；
（2）添加粉煤灰作为粘结剂的同时可以有效利用其吸附性能降解污染物，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；
(3)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；羧甲基淀粉钠能够作为崩解剂增加过氧化钙释放氧气的能力；
（4）本发明的人工湿地除氨氮的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
一种氨氮废水的人工湿地处理方法，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）预处理后的废水再依次进入垂直流人工湿地A、垂直流人工湿地B进一步处理；
（3）处理后的污水常规工艺处理，达到标准排放；
所述的垂直流人工湿地A的填料自上而下依次为：天然土壤层、糠醛渣层、增氧砖粉颗粒层、碎石层，天然土壤层上种植有美人蕉；
所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉30、粉煤灰5、石英砂3、羧甲基淀粉钠2、蓖麻油4、硬脂酸1、氧化铝1、六偏磷酸钠1、甲基丙烯酸0.5、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8%的盐酸中浸泡12小时，过滤，烘干，180℃焙烧，冷却后，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55℃，50rpm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50℃烘干后，过筛，即得；
所述的垂直流人工湿地B的填料自上而下依次为：天然土壤层、活性炭层、海泡石层，天然土壤层上种植有鸢尾。
所述糠醛渣层糠醛渣粒径为1-5mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、碎石层碎石颗粒粒径为8-10mm。
所述的垂直流人工湿地A的天然土壤层、糠醛渣层、增氧砖粉颗粒层、碎石层的体积比为1：1:1:2；所述的垂直流人工湿地B的天然土壤层、活性炭层、海泡石层的体积比为1：1:3；活性炭层活性炭粒径为5mm、海泡石层海泡石粒径为20mm。
该人工湿地系统.总磷平均去除率为 68.9%,总氮平均去除率74.6%，COD 去除效率72%，BOD 去除效率71%。

Claims (4)

1.一种氨氮废水的人工湿地处理方法，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）预处理后的废水再依次进入垂直流人工湿地A、垂直流人工湿地B进一步处理；
（3）处理后的污水常规工艺处理，达到标准排放；
所述的垂直流人工湿地A的填料自上而下依次为：天然土壤层、糠醛渣层、增氧砖粉颗粒层、碎石层，天然土壤层上种植有美人蕉；
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、粉煤灰3-5、石英砂1-3、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，冷却后，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；
所述的垂直流人工湿地B的填料自上而下依次为：天然土壤层、活性炭层、海泡石层，天然土壤层上种植有鸢尾。
2.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的人工湿地处理方法，其特征在于：所述糠醛渣层糠醛渣粒径为1-5mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、碎石层碎石颗粒粒径为8-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的人工湿地处理方法，其特征在于：所述的垂直流人工湿地A的天然土壤层、糠醛渣层、增氧砖粉颗粒层、碎石层的体积比为1-2：1-2:1-2:2-3；所述的垂直流人工湿地B的天然土壤层、活性炭层、海泡石层的体积比为1-2：1-2:2-3。
4.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的人工湿地处理方法，其特征在于：活性炭层活性炭粒径为1-5mm、海泡石层海泡石粒径为10-20mm。
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