CN113428972A - 一种人工湿地专用填料的制备模具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工湿地专用填料的制备模具及其制备方法，所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为：干污泥10‑15%、黏土15‑30%、秸秆5‑20%、陶粒30‑60%、发泡剂3‑10%；所述秸秆切成丝，且秸秆丝的截面直径为1‑5mm，所述黏土为普通黏土、赤泥加普通黏土混合土或者普通黏土和水泥混合土中的一种，磷吸附效率高，普通粉煤灰最大吸附量为1kg粉煤灰吸收2‑5g磷，而1kg人工湿地专用填料为30‑90g磷左右，为普通粉煤灰的15倍以上，利用秸秆丝的混合黏土和水泥可以增大整体的结构强度，利用水泥结构支撑，但又不主要为水泥，从而可以降低整体的重量，然后利用混合的秸秆丝进行增大结构韧性和强度，降低了损坏率，利用可降解薄膜的设置，可以在将本填料投入使用后通过可降解薄膜的降解。

Description

一种人工湿地专用填料的制备模具及其制备方法

技术领域

本发明属于人工湿地技术领域，具体涉及一种人工湿地专用填料的制备模具及其制备方法。

背景技术

水体富营养化污染已成为我国环境污染的面临的重大问题。 目前， 国内外除磷的方法主要有生物法和物理化学法。如化学凝聚沉淀法处理磷效率高，操作简单，但产生大量难以处理的污泥、 出水的盐浓度较高等原因限制了它的推广应用；而生物法除磷工艺在运行和管理上要求较高，难以达到理想效果。

人工湿地系统是指由人为因素形成的湿地。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。

人工湿地是一种投资少、运行费用低的污水处理技术，近年来被广泛运用于农村的生活污水处理。填料作为人湿地的主要组成部分，一方面通过沉淀、过滤、吸附作用去除水里的有机质，另一方面为植物和微生物提供生长载体。人工湿地除磷机理主要是靠湿地填料对磷的吸附作用，而通过微生物降解、植物吸收的磷相对较少。因此，选择对磷具有较高吸附率的填料，对提高人工湿地的除磷意义重大。在构建人工湿地时，因地制宜地利用当地廉价材料或工业废料作为湿地填料，可降低人工湿地的成本，也为工业废料再利用提供了有效途径。

现有的人工湿地专用填料，在实际使用过程中常常为了加大通过率而竟可能的增多透气孔，可以为的增多透气孔却忽略了人工湿地专用填料的整体结构强度，导致透气孔密度和整体结构强度没有一个较好的平衡结构，导致一直大不多最大效率的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人工湿地专用填料的制备模具及其制备方法，以解决现有的人工湿地专用填料，在实际使用过程中常常为了加大通过率而竟可能的增多透气孔，可以为的增多透气孔却忽略了人工湿地专用填料的整体结构强度，导致透气孔密度和整体结构强度没有一个较好的平衡结构，导致一直大不多最大效率的效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种人工湿地专用填料的制备模具，所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为：干污泥10-15%、黏土15-30%、秸秆5-20%、陶粒30-60%、发泡剂3-10%；所述秸秆切成丝，且秸秆丝的截面直径为1-5mm，所述黏土为普通黏土、赤泥加普通黏土混合土或者普通黏土和水泥混合土中的一种。

一种人工湿地专用填料的制备模具，还包括下模具以及其顶部相配合的上模具，所述下模具呈可拆分的两部分，且之间形成限位滑槽，所述限位滑槽内部滑动连接有限位环，所述下模具中的一部分顶部固定连接有固定圆环，所述固定圆环外侧加工有外螺纹所述下模具内部设有同一圆心的内模具，所述内模具外侧均匀的固定连接有多个圆孔柱，且多个圆孔柱外侧均与下模具内壁相接触；

优选的，所述上模具底部开设有圆环状的固定圆环槽，所述固定圆环槽外圆的上模具上加工有内螺纹，所述上模具通过内螺纹与固定圆环上的外螺纹相适配；

优选的，所述上模具内部一侧开设有注浆孔，且注浆孔开设于固定圆环槽内侧；

优选的，所述上模具顶部中心固定连接有矩形的旋转块，所述上模具顶部的注浆孔处固定连接有注浆管；

优选的，所述限位环由橡胶内条和多个限位壳体组成，多个所述限位壳体均固定包裹橡胶内条外侧，且均为金属材质制成。

一种人工湿地专用填料的模具制备方法，具体步骤如下：

A：拼接，利用下模具的两个组成部分组成一个完整的下模具，且同时形成一个完整的限位滑槽，再将内模具连带圆孔柱安放至下模具内部，然后利用限位环插入限位滑槽内部，对下模具的结构进行固定，其中利用限位环包括限位壳体和橡胶内条组成，通过橡胶内条可对限位环实现整体弯曲性能，再利用多个限位壳体可对橡胶内条界面形状进行固定；

B：组合，将上模具向下模具顶部盖合，通过旋转上模具，利用固定圆环槽内侧和固定圆环外侧的螺纹进行螺纹连接，对下模具与上模具之间进行固定，且旋转上模具时候可通过旋转块进行旋转；

C：混合，将干污泥、黏土、切成丝的秸秆和发泡剂采用常规的混合方法搅拌混合均匀后，将混合后的物质倒入现有的模具中，成型至球形或者矩形壳体，且形成内部空腔，并且成型的壳体为两半可拼成球形或者矩形的拼接片；

D：注浆下模，通过注浆管的设置，将上述混合好的浆液注入至下模具内部，从而进行成型固定，最后通过上模具反转进行顶部拆卸，再利用将限位环抽出，从而使下模具的两个部分之间的固定失去，可将下模具的两个部分自成品下方拆出；

E：填料组成，将陶粒用可降解薄膜包裹住，然后将包裹好的密封被包裹的陶粒投放至壳体内部的空腔中，再将两片拼接片组成一个完整的球形或者矩形并且固定成型。

本发明的技术效果和优点：

1、磷吸附效率高，普通粉煤灰最大吸附量为1kg粉煤灰吸收2-5g磷， 而1kg人工湿地专用填料为30-90g磷左右， 为普通粉煤灰的15倍以上；

2、利用秸秆丝的混合黏土和水泥可以增大整体的结构强度，利用水泥结构支撑，但又不主要为水泥，从而可以降低整体的重量，然后利用混合的秸秆丝进行增大结构韧性和强度，降低了损坏率；

3、通过利用可降解薄膜的设置，可以在将本填料投入使用后通过可降解薄膜的降解，将内部陶料与外壳体之间的密封解开，整体形成的过滤结构，整体利用壳体进行增大强度，再利用发泡剂形成的孔洞和陶粒保证过滤净化的效果。

附图说明

图1为本发明的球形人工湿地专用填料的模型示意图；

图2为本发明的填料制备模具结构示意图；

图3为本发明的下模具结构示意图；

图4为本发明的上模具结构示意图；

图5为本发明的下模具的固定圆环安装结构示意图；

图6为本发明的限位环结构示意图。

图中：1、注浆管；2、上模具；3、旋转块；4、限位环；5、下模具；6、圆孔柱；7、限位滑槽；8、固定圆环；9、内模具；10、固定圆环槽；11、注浆孔；12、限位壳体；13、橡胶内条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种人工湿地专用填料的模具，所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为：干污泥10-15%、黏土15-30%、秸秆5-20%、陶粒30-60%、发泡剂3-10%；所述秸秆切成丝，且秸秆丝的截面直径为1-5mm，所述黏土为普通黏土、赤泥加普通黏土混合土或者普通黏土和水泥混合土中的一种。

一种人工湿地专用填料的制备模具，还包括下模具5以及其顶部相配合的上模具2，下模具5呈可拆分的两部分，且之间形成限位滑槽7，限位滑槽7内部滑动连接有限位环4，下模具5中的一部分顶部固定连接有固定圆环8，固定圆环8外侧加工有外螺纹下模具5内部设有同一圆心的内模具9，内模具9外侧均匀的固定连接有多个圆孔柱6，且多个圆孔柱6外侧均与下模具5内壁相接触。

上模具2底部开设有圆环状的固定圆环槽10，固定圆环槽10外圆的上模具2上加工有内螺纹，上模具2通过内螺纹与固定圆环8上的外螺纹相适配。

上模具2内部一侧开设有注浆孔11，且注浆孔11开设于固定圆环槽10内侧。

上模具2顶部中心固定连接有矩形的旋转块3，上模具2顶部的注浆孔11处固定连接有注浆管1。

限位环4由橡胶内条13和多个限位壳体12组成，多个限位壳体12均固定包裹橡胶内条13外侧，且均为金属材质制成。

一种人工湿地专用填料的模具的制备方法，具体步骤如下：

A：拼接，利用下模具5的两个组成部分组成一个完整的下模具5，且同时形成一个完整的限位滑槽7，再将内模具9连带圆孔柱6安放至下模具5内部，然后利用限位环4插入限位滑槽7内部，对下模具5的结构进行固定，其中利用限位环4包括限位壳体12和橡胶内条13组成，通过橡胶内条13可对限位环4实现整体弯曲性能，再利用多个限位壳体12可对橡胶内条13界面形状进行固定；

B：组合，将上模具2向下模具5顶部盖合，通过旋转上模具2，利用固定圆环槽10内侧和固定圆环8外侧的螺纹进行螺纹连接，对下模具5与上模具2之间进行固定，且旋转上模具2时候可通过旋转块3进行旋转；

C：混合，将干污泥、黏土、切成丝的秸秆和发泡剂采用常规的混合方法搅拌混合均匀后，将混合后的物质倒入现有的模具中，成型至球形或者矩形壳体，且形成内部空腔，并且成型的壳体为两半可拼成球形或者矩形的拼接片；

D：注浆下模，通过注浆管1的设置，将上述混合好的浆液注入至下模具5内部，从而进行成型固定，最后通过上模具2反转进行顶部拆卸，再利用将限位环4抽出，从而使下模具5的两个部分之间的固定失去，可将下模具5的两个部分自成品下方拆出；

E：填料组成，将陶粒用可降解薄膜包裹住，然后将包裹好的密封被包裹的陶粒投放至壳体内部的空腔中，再将两片拼接片组成一个完整的球形或者矩形并且固定成型。

实施例一：所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为：干污泥10%、黏土20%、秸秆12%、陶粒55%、发泡剂5%；所述秸秆切成丝，且秸秆丝的截面直径为1mm，所述黏土为普通黏土，将干污泥、黏土、切成丝的秸秆和发泡剂采用常规的混合方法搅拌混合均匀后，将混合后的物质倒入现有的模具中，成型至球形或者矩形壳体，且形成内部空腔，并且成型的壳体为两半可拼成球形或者矩形的拼接片，将陶粒用可降解薄膜包裹住，然后将包裹好的密封被包裹的陶粒投放至壳体内部的空腔中，再将两片拼接片组成一个完整的球形或者矩形并且固定成型；

实施例二：所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为：干污泥12%、黏土23%、秸秆17%、陶粒40%、发泡剂8%；所述秸秆切成丝，且秸秆丝的截面直径为3mm，所述黏土为赤泥加普通黏土混合土，将干污泥、黏土、切成丝的秸秆和发泡剂采用常规的混合方法搅拌混合均匀后，将混合后的物质倒入现有的模具中，成型至球形或者矩形壳体，且形成内部空腔，并且成型的壳体为两半可拼成球形或者矩形的拼接片，将陶粒用可降解薄膜包裹住，然后将包裹好的密封被包裹的陶粒投放至壳体内部的空腔中，再将两片拼接片组成一个完整的球形或者矩形并且固定成型；

实施例三：所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为：干污泥13%、黏土12%、秸秆18%、陶粒54%、发泡剂8%；所述秸秆切成丝，且秸秆丝的截面直径为2mm，所述黏土为普通黏土和水泥混合土，将干污泥、黏土、切成丝的秸秆和发泡剂采用常规的混合方法搅拌混合均匀后，将混合后的物质倒入现有的模具中，成型至球形或者矩形壳体，且形成内部空腔，并且成型的壳体为两半可拼成球形或者矩形的拼接片，将陶粒用可降解薄膜包裹住，然后将包裹好的密封被包裹的陶粒投放至壳体内部的空腔中，再将两片拼接片组成一个完整的球形或者矩形并且固定成型；

工作人员将三种实施例组成的人工湿地填料进行较高浓度污水除磷试验，将三种组分的填料分别分为三份，污水原水磷含量为10mg/l：

将实施例一的三份填料分别投放至三瓶均有300ml的生活污水锥形瓶中，该人工湿地专用填料，放入三个300ml生活污水的锥形瓶中，水停留时间分别为2、3和4小时；

将实施例二的三份填料分别投放至三瓶均有300ml的生活污水锥形瓶中，该人工湿地专用填料，放入三个300ml生活污水的锥形瓶中，水停留时间分别为2、3和4小时；

将实施例三的三份填料分别投放至三瓶均有300ml的生活污水锥形瓶中，该人工湿地专用填料，放入三个300ml生活污水的锥形瓶中，水停留时间分别为2、3和4小时。

综上实验结果得出，实施例三中的填料的组分及各组分的重量百分比例较为合适，经过三个小时的沉淀处理后的水磷浓度为0.92mg/l，磷出去率为90.8％可以达到较好的去磷效果，去磷效果最好，且组成成分较为常见，成本较低。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种人工湿地专用填料的制备模具，其特征在于：所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为：干污泥10-15%、黏土15-30%、秸秆5-20%、陶粒30-60%、发泡剂3-10%；所述秸秆切成丝，且秸秆丝的截面直径为1-5mm，所述黏土为普通黏土、赤泥加普通黏土混合土或者普通黏土和水泥混合土中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种人工湿地专用填料的制备模具，其特征在于：还包括下模具（5）以及其顶部相配合的上模具（2），所述下模具（5）呈可拆分的两部分，且之间形成限位滑槽（7），所述限位滑槽（7）内部滑动连接有限位环（4），所述下模具（5）中的一部分顶部固定连接有固定圆环（8），所述固定圆环（8）外侧加工有外螺纹所述下模具（5）内部设有同一圆心的内模具（9），所述内模具（9）外侧均匀的固定连接有多个圆孔柱（6），且多个圆孔柱（6）外侧均与下模具（5）内壁相接触。

3.根据权利要求1所述的一种人工湿地专用填料的制备模具，其特征在于：所述上模具（2）底部开设有圆环状的固定圆环槽（10），所述固定圆环槽（10）外圆的上模具（2）上加工有内螺纹，所述上模具（2）通过内螺纹与固定圆环（8）上的外螺纹相适配。

4.根据权利要求1所述的一种人工湿地专用填料的制备模具，其特征在于：所述上模具（2）内部一侧开设有注浆孔（11），且注浆孔（11）开设于固定圆环槽（10）内侧。

5.根据权利要求1所述的一种人工湿地专用填料的制备模具，其特征在于：所述上模具（2）顶部中心固定连接有矩形的旋转块（3），所述上模具（2）顶部的注浆孔（11）处固定连接有注浆管（1）。

6.根据权利要求1所述的一种人工湿地专用填料的制备模具，其特征在于：所述限位环（4）由橡胶内条（13）和多个限位壳体（12）组成，多个所述限位壳体（12）均固定包裹橡胶内条（13）外侧，且均为金属材质制成。

7.根据权利要求1-6任意一种所述的一种人工湿地专用填料的制备模具的制备方法，具体步骤如下：

A：拼接，利用下模具（5）的两个组成部分组成一个完整的下模具（5），且同时形成一个完整的限位滑槽（7），再将内模具（9）连带圆孔柱（6）安放至下模具（5）内部，然后利用限位环（4）插入限位滑槽（7）内部，对下模具（5）的结构进行固定，其中利用限位环（4）包括限位壳体（12）和橡胶内条（13）组成，通过橡胶内条（13）可对限位环（4）实现整体弯曲性能，再利用多个限位壳体（12）可对橡胶内条（13）界面形状进行固定；

B：组合，将上模具（2）向下模具（5）顶部盖合，通过旋转上模具（2），利用固定圆环槽（10）内侧和固定圆环（8）外侧的螺纹进行螺纹连接，对下模具（5）与上模具（2）之间进行固定，且旋转上模具（2）时候可通过旋转块（3）进行旋转；

C：混合，将干污泥、黏土、切成丝的秸秆和发泡剂采用常规的混合方法搅拌混合均匀后，将混合后的物质倒入现有的模具中，成型至球形或者矩形壳体，且形成内部空腔，并且成型的壳体为两半可拼成球形或者矩形的拼接片；

D：注浆下模，通过注浆管（1）的设置，将上述混合好的浆液注入至下模具（5）内部，从而进行成型固定，最后通过上模具（2）反转进行顶部拆卸，再利用将限位环（4）抽出，从而使下模具（5）的两个部分之间的固定失去，可将下模具（5）的两个部分自成品下方拆出；

E：填料组成，将陶粒用可降解薄膜包裹住，然后将包裹好的密封被包裹的陶粒投放至壳体内部的空腔中，再将两片拼接片组成一个完整的球形或者矩形并且固定成型。

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