CN114031184B - 一种人工湿地基质、人工湿地系统 - Google Patents
一种人工湿地基质、人工湿地系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114031184B CN114031184B CN202111360917.9A CN202111360917A CN114031184B CN 114031184 B CN114031184 B CN 114031184B CN 202111360917 A CN202111360917 A CN 202111360917A CN 114031184 B CN114031184 B CN 114031184B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- steel slag
- constructed wetland
- lignite
- matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 56
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 27
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 16
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims description 10
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 4
- 241000589151 Azotobacter Species 0.000 claims description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 3
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 21-Deoxycortisone Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(=O)C)(O)[C@@]1(C)CC2=O PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 0.000 description 4
- FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N Fulvic acid Natural products O1C2=CC(O)=C(O)C(C(O)=O)=C2C(=O)C2=C1CC(C)(O)OC2 FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 4
- 229940095100 fulvic acid Drugs 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- -1 salt ion Chemical class 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000404 calcium aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N calcium aluminosilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940078583 calcium aluminosilicate Drugs 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
本发明提供了一种人工湿地基质、人工湿地系统,属于水体净化技术领域。本发明将工业废弃物钢渣及燃烧效果差的褐煤作为人工湿地基质,充分利用钢渣与褐煤结合脱氮、除磷能力强和兼具固碳功能的特点,提升人工湿地复合功能,有效去除污水中的污染物,降低出水pH值,吸收空气中CO2,实现以废治废,出水无二次污染,生态利用价值高,兼具固碳功能,实现废弃物的资源化利用及能源的清洁利用。
Description
技术领域
本发明涉及水体净化技术领域,尤其涉及一种人工湿地基质、人工湿地系统。
背景技术
近年来,人工湿地污水处理技术以其建设运行成本低、设备运行简单、出水水质好和能耗低等优点,得到了广泛应用,对污水的净化起着重要作用。基质是人工湿地的载体,也是人工湿地其他活性元素(植物和微生物)存活的物质基础。人工湿地基质可通过沉淀、过滤和吸附来拦截污水中的主要污染物,一般具有较大的比表面积,可以提高湿地的液压和机械性能,为微生物的粘合提供了更大的表面积,从而提高系统对污染物的去除能力。因此,基质的物理和化学性质直接关系到整个人工湿地系统的污水处理效率。人工湿地的除磷效率主要取决于基质的铝、铁和钙的含量、比表面积、孔隙率、粒径分布以及水力传导率等。基质的适用性取决于其回收潜力、成本和多功能性。传统的人工湿地基质一般是一些惰性物质,如沙子、土壤和砾石等,用量大、去除效率有限且功能单一。
铝、钙或铁等元素的钢渣材料对磷具有较高亲和力,且具备吸收空气中CO2的能力。钢渣是钢铁工业炼钢过程中产生的工业废弃物,产量高(约每年2700万吨),使用成本低,应用不广泛(主要用于水泥和肥料的原料以及建筑和道路材料)。钢渣含有丰富的游离氧化钙、胶体氧化铁和氧化铝等物质,是一种有效吸附污水中磷酸盐的材料,还可以吸收空气中的CO2,具备固碳能力。然而,钢渣基质人工湿地出水的碱性强,极易造成二次污染,同时还兼具脱氮效率低、复合功能弱和出水生态利用性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人工湿地基质、人工湿地系统,本发明采用钢渣-褐煤复合基质用于人工湿地系统,能够实现高效脱氮-除磷-固碳的复合功能,提高出水的生态利用价值。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种人工湿地基质,包括以下质量百分含量的组分:钢渣34~49%,褐煤49~64%,活性污泥2%。
优选的,包括以下质量百分含量的组分:钢渣40~45%,褐煤55~60%,活性污泥2%。
优选的,所述钢渣的粒径为5~10mm。
优选的,所述褐煤的粒径为2~3mm。
优选的,所述活性污泥负载有微生物菌种;所述微生物菌种包括固氮菌、硝化细菌和腐生细菌。
本发明提供了一种人工湿地系统,包括上述技术方案所述人工湿地基质形成的基质层;所述基质层包括层叠设置的活性污泥层和复合基质层;所述复合基质层包括钢渣和褐煤。
优选的,所述活性污泥层的厚度为1~2cm;所述复合基质层的厚度为30~40cm。
优选的,所述复合基质层为钢渣-褐煤混合基质层,或者所述复合基质层为层叠的上层基质层和下层基质层;所述上层基质层为钢渣层或褐煤层,所述下层基质层为褐煤层或钢渣层,且所述上层基质层和下层基质层的组成不同;所述上层基质层和下层基质层的厚度独立为15~20cm。
优选的,所述人工湿地系统的结构为垂直流下行人工湿地;所述人工湿地系统的进水方式为间歇性进水。
优选的,所述间歇性进水方式中,水力停留时间为66h,排空时间为6h。
本发明提供了一种人工湿地基质,包括以下质量百分含量的组分:钢渣34~49%,褐煤49~64%,活性污泥2%。本发明将工业废弃物钢渣及燃烧效果差的褐煤作为人工湿地基质,钢渣具有高效除磷和吸收空气中CO2的能力,褐煤中的腐殖酸可以缓冲强碱性,且为脱氮微生物提供碳源,本发明充分利用钢渣与褐煤结合脱氮、除磷能力强和兼具固碳功能的特点,提升人工湿地复合功能,有效去除污水中的污染物,降低出水pH值,吸收空气中CO2,实现以废治废,出水无二次污染,生态利用价值高,兼具生态固碳功能。本发明通过构建钢渣-褐煤复合基质人工湿地系统,改善了传统钢渣基质人工湿地因碱性过高导致的出水不达标、因碳源不足而导致的脱氮能力低的难题。
褐煤内含丰富的腐殖酸,腐植酸自身含有较多的酸性基团和较大的阳离子交换量,可吸附较多的可溶性盐,一定程度上能够降低盐离子浓度和调节pH值,还能够为微生物提供碳源,提高人工湿地脱氮能力。同时,作为褐煤中腐殖酸重要组分的黄腐酸具有良好的促根效应,能够提高根系活力,有利于植物生长。本发明将褐煤应用于人工湿地系统,与钢渣基质复合作为人工湿地基质材料,能够缓冲钢渣浸出液的碱性,提升脱氮效率,从而实现人工湿地高效除磷-脱氮-固碳的复合功能。
本发明利用钢渣-褐煤复合基质构建的人工湿地系统中,褐煤浸出液中腐殖酸的主要组分黄腐酸具有促进植物生长的作用,因此该人工湿地系统的出水可用于农业灌溉,改良土壤,可提高作物产量,生态利用价值高。
钢渣属于工业废料,产量高且利用效率低;褐煤属于低质量煤炭,燃烧效率低且污染性强。因此,本发明将钢渣和褐煤作为人工湿地复合基质,发挥其除磷、脱氮和固碳能力,以废止废,实现废弃物的资源化利用及能源的清洁利用。
附图说明
图1为本发明提供的人工湿地系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种人工湿地基质,包括以下质量百分含量的组分:钢渣34~49%,褐煤49~64%,活性污泥2%。
在本发明中,若无特殊说明,所需材料或设备均按照本领域技术人员熟知的方式获取。
以质量百分含量计,本发明提供的人工湿地基质包括钢渣34~49%,优选为40~45%。在本发明中,所述钢渣的粒径优选为5~10mm;所述钢渣在使用前优选进行清洗,本发明对所述清洗的过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程清洗去除杂质即可。本发明对所述钢渣的来源没有特殊的限定,按照本领域熟知的方式获取即可。在本发明的实施例中,所述钢渣具体为河南一钢厂炼钢废弃物,所述钢渣中Fe2O3的质量含量为16.28%、CaO的质量含量为31.49%、MgO的质量含量为13.83%、Al2O3的质量含量为5.71%、SiO2的质量含量为14.6%,所述钢渣的孔隙率为5%。
以质量百分含量计,本发明提供的人工湿地基质包括褐煤49~64%,优选为55~60%。在本发明中,所述褐煤的粒径优选为2~3mm;所述褐煤使用前优选进行过筛,去除多余垃圾。本发明对所述过筛的过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程得到上述粒径的褐煤即可。本发明对所述褐煤的来源没有特殊的限定,按照本领域熟知的方式获取即可;在本发明的实施例中,具体为哈尔滨某煤炭企业的褐煤,褐煤中腐殖酸含量为7.85%。褐煤内含丰富的腐殖酸,腐植酸自身含有较多的酸性基团和较大的阳离子交换量,可吸附较多的可溶性盐,一定程度上能够降低盐离子浓度和调节pH值,还能够为微生物提供碳源,提高人工湿地脱氮能力;同时,作为褐煤中腐殖酸重要组分的黄腐酸具有良好的促根效应,能够提高根系活力,有利于植物生长。本发明将褐煤应用于人工湿地系统,与钢渣基质复合作为人工湿地基质材料,能够提升人工湿地的除磷-脱氮-固碳复合功能,提高出水生态利用价值,以废治废,实现能源清洁利用。
以质量百分含量计,本发明提供的人工湿地基质包括活性污泥2%。本发明对所述活性污泥的来源和组成没有特殊的限定,按照本领域熟知的方式获取的活性污泥均可。在本发明的实施例中,具体为芦苇原位土壤加水培养的活性污泥;本发明对所述水的用量以及培养的过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程根据实际需求调整即可。
在本发明中,所述活性污泥优选负载有微生物菌种;所述微生物菌种优选包括固氮菌、硝化细菌和腐生细菌;本发明对不同微生物菌种的配比没有特殊的限定,根据实际需求进行调整即可;本发明对所述微生物菌种的负载量没有特殊的限定,根据实际需求进行调整即可。本发明通过培养所得活性污泥上负载有大量的微生物菌种,将该负载有微生物菌种的活性污泥固定在钢渣及褐煤上形成微生物膜,将基质的过滤、吸附作用与微生物的作用相结合,进一步提高对水体的净化效果。
本发明提供了一种人工湿地系统,包括上述技术方案所述人工湿地基质形成的基质层;所述基质层包括层叠设置的活性污泥层和复合基质层;所述复合基质层包括钢渣和褐煤。
本发明提供的人工湿地系统包括上述技术方案所述人工湿地基质形成的基质层。本发明对所述人工湿地系统的其他部件没有特殊的限定,按照本领域熟知的人工湿地系统配置,选用上述技术方案所述人工湿地基质作为基质层即可。本发明对所述人工湿地系统的尺寸没有特殊的限定,根据实际需求调整即可;在本发明的实施例中,所用人工湿地箱的尺寸为0.5m×0.5m×0.5m。
在本发明中,所述基质层包括层叠设置的活性污泥层和复合基质层;所述复合基质层包括钢渣和褐煤。
在本发明中,所述活性污泥层的厚度优选为1~2cm;所述复合基质层的厚度优选为30~40cm。在本发明中,所述复合基质层优选为钢渣-褐煤混合基质层,或者所述复合基质层优选为层叠的上层基质层和下层基质层;所述上层基质层与活性污泥层接触;所述上层基质层优选为钢渣层或褐煤层,所述下层基质层优选为褐煤层或钢渣层,且所述上层基质层和下层基质层的组成不同;所述上层基质层和下层基质层的厚度独立为15~20cm。当所述复合基质层为钢渣-褐煤混合基质层时,所述钢渣和褐煤的质量比优选为1:1。
在本发明中,所述人工湿地系统的结构优选为垂直流下行人工湿地;所述人工湿地系统的进水方式优选为间歇性进水;所述间歇性进水方式中,水力停留时间优选为66h,排空时间优选为6h;在人工湿地上方均匀布水,下方设置出水阀。
在本发明中,所述人工湿地系统中,在钢渣层与褐煤层的交界处优选种植有芦苇,所述芦苇的种植深度优选为15cm,芦苇的根系发达且泌氧能力强,可提升水体中微生物的活性,加速有机物的分解,且人工湿地系统采用间歇性的进水方式,芦苇与微生物实现了有氧和缺氧同时存在的环境,更好地发挥协同作用。
图1为本发明提供的人工湿地系统的结构示意图;如图1所示,人工湿地系统的基质层自上而下依次为褐煤层、钢渣层和活性污泥层,且钢渣层与褐煤层交界处种植有芦苇,且在上方设有进水管,用于布水,下方设有出水口。
钢渣浸出液是由钙氧化物和镁氧化物的溶解以及钙铝硅酸盐矿物的水解产生的,这些矿物的溶解产物可产生高达12.4的pH值,不仅不利于参与脱氮过程的微生物生存,且远远超出任何水体可接受的pH值范围。富含腐殖酸的褐煤可以缓冲钢渣浸出液的碱性,还能够为微生物提供碳源,进而提高人工湿地脱氮能力。并且,褐煤浸出液中的黄腐酸对植物有促生长作用,出水较其它净化系统更利于灌溉。钢渣与褐煤组合的基质方式,能够很好的解决人工湿地出水碱性高的问题,还能够兼顾脱氮除磷效果,实现人工湿地除磷-脱氮-固碳的复合功能,提升出水生态利用价值。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
以下实施例中,钢渣为河南一钢厂炼钢废弃物,所述钢渣中Fe2O3的质量含量为16.28%、CaO的质量含量为31.49%、MgO的质量含量为13.83%、Al2O3的质量含量为5.71%、SiO2的质量含量为14.6%,所述钢渣的孔隙率为5%,褐煤来源于哈尔滨某煤炭企业,褐煤中腐殖酸含量为7.85%。
所用钢渣的粒径为5~10mm,褐煤的粒径为2~3mm。
实施例1
本实施例的人工湿地系统为垂直流人工湿地系统,人工湿地箱的尺寸为长50cm、宽50cm、高50cm,从上至下基质各层为1cm活性污泥层(活性污泥质量含量为2%)、15cm钢渣层(钢渣质量含量为49%)和15cm褐煤层(褐煤质量含量为49%),种植芦苇12株(种植深度为15cm);
进水为超国家污水排放标准1倍的配置污水:COD 240mg/L、TP 10mg/L、TN 40mg/L、NH4 +-N 10mg/L、NO3--N 30mg/L、pH=7。
在人工湿地上方均匀布水,每次进水25L,进水后66h将污水从人工湿地底部出水口排出,排空6h,再次进水;
该人工湿地系统运行一个月,出水样品于24h内,用全自动化学分析仪检测COD、BOD、TP、TN、NH4 +-N和NO3--N,用便携式pH计测出水pH值。
结果表明,进水的COD去除率为74.84%,TP去除率为99.10%,TN去除率为77.43%,NH4 +-N去除率为74.17%,NO3--N去除率为94.80%,出水pH值为6.0。
实施例2
本实施例的人工湿地系统为垂直流人工湿地系统,人工湿地箱的尺寸为长50cm、宽50cm、高50cm,从上至下基质各层为1cm活性污泥层、15cm褐煤层、15cm钢渣层,种植芦苇12株(种植深度为15cm),进水及测试方法同实施例1。
该人工湿地系统运行一个月,检测出水的指标;结果表明,进水的COD去除率为87%,TP去除率为98%,TN去除率为92%,NH4 +-N去除率为94%,NO3 --N去除率为93%,出水pH值为8.8。
实施例3
本实施例的人工湿地系统为垂直流人工湿地系统,人工湿地箱的尺寸为长50cm、宽50cm、高50cm,从上至下基质各层为1cm活性污泥层、30cm钢渣-褐煤混合基质层,种植芦苇12株(种植深度为15cm),进水及测试方式同实施例1。
该人工湿地系统运行一个月,检测出水的指标;结果表明,进水的COD去除率为43%,TP去除率为99%,TN去除率为89%,NH4 +-N去除率为91%,NO3 --N去除率为99%,出水pH值为8.0。
由以上实施例可知,本发明提供的人工湿地系统处理废水后,所得出水pH值均小于9,符合国家对城市污水排放标准(GB18918-2002)一级A标准(pH=6~9)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种人工湿地系统,其特征在于,包括人工湿地基质形成的基质层,人工湿地基质为以下质量百分含量的组分:钢渣49%,褐煤49%,活性污泥2%;所述钢渣的粒径为5~10mm,所述褐煤的粒径为2~3mm,所述活性污泥负载有微生物菌种;所述微生物菌种包括固氮菌、硝化细菌和腐生细菌;所述基质层自上而下依次为活性污泥层、褐煤层和钢渣层,且钢渣层与褐煤层交界处种植有芦苇,且在上方设有进水管,用于布水,下方设有出水口;所述活性污泥层的厚度为1cm,所述褐煤层的厚度为15cm,所述钢渣层的厚度为15cm;所述人工湿地系统的结构为垂直流下行人工湿地;所述人工湿地系统的进水方式为间歇性进水,所述间歇性进水方式中,水力停留时间为66h,排空时间为6h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111360917.9A CN114031184B (zh) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 一种人工湿地基质、人工湿地系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111360917.9A CN114031184B (zh) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 一种人工湿地基质、人工湿地系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114031184A CN114031184A (zh) | 2022-02-11 |
CN114031184B true CN114031184B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=80137916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111360917.9A Active CN114031184B (zh) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 一种人工湿地基质、人工湿地系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114031184B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104628138A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-20 | 北京林业大学 | 一种高效脱氮除磷的人工湿地填料及其制备方法 |
CN108191076A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-06-22 | 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 | 一种以褐煤作为固相缓释碳源去除养殖水体中氮污染物的方法 |
CN108456103A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-28 | 赵光 | 马铃薯废液回收利用方法、盐碱地生物改良营养剂及其制备方法和应用 |
CN110921837A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-27 | 中国中元国际工程有限公司 | 一种适于低温环境利用生物高效除磷防堵工程湿地系统及方法 |
-
2021
- 2021-11-17 CN CN202111360917.9A patent/CN114031184B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104628138A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-20 | 北京林业大学 | 一种高效脱氮除磷的人工湿地填料及其制备方法 |
CN108191076A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-06-22 | 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 | 一种以褐煤作为固相缓释碳源去除养殖水体中氮污染物的方法 |
CN108456103A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-28 | 赵光 | 马铃薯废液回收利用方法、盐碱地生物改良营养剂及其制备方法和应用 |
CN110921837A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-27 | 中国中元国际工程有限公司 | 一种适于低温环境利用生物高效除磷防堵工程湿地系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
王罗春等."农村饮用水安全保障".北京:冶金工业出版社,2018,第95页. * |
穆娟微."寒地水稻智慧植保".哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2019,第85-86页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114031184A (zh) | 2022-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109052641A (zh) | 一种耦合填料自养反硝化生物滤池及应用 | |
CN103801254B (zh) | 一种基于菱铁矿的脱氮除磷材料及其使用方法 | |
CN102775019B (zh) | 一种耦合式污水脱磷净化再生处理工艺 | |
CN208292826U (zh) | 多过程耦合多级人工湿地系统 | |
CN109574233B (zh) | 一种添加沸石负载纳米零价铁的人工湿地系统 | |
Jing et al. | Practice of integrated system of biofilter and constructed wetland in highly polluted surface water treatment | |
CN113860497B (zh) | 城市及市政污水脱氮除磷填料及其制备方法 | |
Mažeikienė | Improving small-scale wastewater treatment plant performance by using a filtering tertiary treatment unit | |
CN102775021A (zh) | 一种高浓度磷污水的深度处理和磷回收利用的方法 | |
CN102775020A (zh) | 一种高效除磷的耦合式污水净化再生处理方法 | |
CN102910781B (zh) | 一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统及其处理方法 | |
CN111517470A (zh) | 防堵塞的高效脱氮除磷人工湿地基质、人工湿地及方法 | |
CN101544421A (zh) | 一种处理焦化废水的方法 | |
CN114031184B (zh) | 一种人工湿地基质、人工湿地系统 | |
Shao et al. | Advance in the sulfur-based electron donor autotrophic denitrification for nitrate nitrogen removal from wastewater | |
CN114275896B (zh) | 一种应用于强化渗滤系统脱氮的渗滤生化处理系统 | |
Borja et al. | Effect of ionic exchanger addition on the anaerobic digestion of cow manure | |
CN102531140B (zh) | 利用胶质芽孢杆菌处理含汞废水的方法 | |
CN110386633B (zh) | 一种脱氮和/或磷的药剂及其制备和在废水吸附以及联产缓释肥料中的应用 | |
CN201581027U (zh) | 用于处理河道污水的净化装置 | |
CN107500413A (zh) | 一种提高低污染水脱氮除磷率的方法 | |
CN208454624U (zh) | 一种河道综合治理装置 | |
CN112979086A (zh) | 一种强化型人工湿地除磷填料床 | |
CN103373761A (zh) | 一种工业循环水的处理方法 | |
Tran et al. | Autoclaved aerated concrete grains as alternative absorbent and filter media for phosphorus recovery from municipal wastewater: A case study in Hanoi, Vietnam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |