[發明專利]一種用于水處理的人工濕地復合填料及制備方法

無效

• 申請號: 201110057074.5
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102485663A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 趙穎;席北斗;夏訓峰;張列宇;楊天學;李曉光
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34;B01J20/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于環境保護水處理領域，具體涉及一種以氧化鋁廠工業廢渣赤泥、市政污水處理廠剩余污泥以及作物殘留物秸稈為主要原料的人工濕地復合填料。

本發明還涉及上述人工濕地復合填料的制備方法。

背景技術

人工濕地是近二十年來發展起來的一種廢水處理新技術，由于其具有投資少、能耗低、運行費用低、處理效果穩定、耐沖擊負荷能力強、可提高生態景觀和生物多樣性從而產生一定的經濟和生態效益等優點，現已廣泛應用于各種水處理，特別是農村生活污水處理。

人工濕地去除污水中污染物的機理是非常復雜的。事實上，它是一種污水生態處理技術，主要利用生態系統中的物理、化學和生物的共同作用凈化污水，但總的來說，濕地去除污染物可歸為濕地中種植的植物的作用和濕地中填料的作用，其中填料起著關鍵性作用：一方面，濕地中的填料本身具有較好的吸附污染物的功能，另一方面，濕地中的填料為微生物提供了大量繁殖、棲息的場所，這些微生物與植物、污染物相互作用，從而實現了污染物的去除。

目前濕地中采用的填料多數是以砂石為主。這種以砂石為主要填料的濕地具有明顯的缺點，包括：人工濕地占地面積大，濕地填料和濕地填料上植入的水生和濕生植物對污水中的污染物去除效率低，特別是氮和磷的去除率很低。濕地填料表面上的微生物數量和種類少，從而導致濕地填料上植入的水生和濕生植物根系對氮和磷的植物吸收少，濕地對污水的氮磷去除率低。另外，對于低碳氮比的污水，砂石填料無法為污水補充碳源，因此以砂石為主要填料的濕地對低碳氮比污水的污染物去除率很低。

固體廢物的處理與處置是目前國內外面臨亟待解決的重大環境污染和環境保護的課題之一，特別是市政生活污水中產生的大量剩余污泥、氧化鋁工業中產生的強堿性廢渣赤泥以及農村的作物殘留物秸稈。據估計，目前我國市政污水處理廠每年產生的剩余污泥量高達1億噸左右，我國鋁工業每年產生赤泥達到200萬噸，農村作物殘留物秸稈產量達到7億噸。這些固體廢物目前都沒有得到有效的處理和處置。因此，如何有效地處理和處置這些固體廢物已成為當今科技領域的重要研究課題和迫切希望解決的難題。事實上，赤泥中含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO等活性金屬成分，是用作濕地填料的理想除磷原料；市政生活污水廠的剩余污泥含有大量的有機質和營養成分，經過處理后可作為載體為其表面的微生物生長提供豐富的有機質和微量元素；另外，農作物殘留物秸稈含有較多的碳，是人工濕地處理低碳氮比污水時補充碳源的理想材料。

迄今為止，未見有采用市政生活污水廠剩余污泥、氧化鋁工業廢渣赤泥以及農村的作物殘留物秸稈為主要原料的人工濕地復合填料和制備該人工濕地復合填料方法的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于水處理的人工濕地復合填料。

本發明的又一目的在于提供一種制備上述人工濕地復合填料的方法。

為實現上述目的，本發明提供的用于水處理的人工濕地復合填料，為粒徑8-17mm的小球，其組成的重量百分比為：

污泥10％-20％，赤泥20％-30％，秸稈碳5％-10％，水玻璃3％-8％，高嶺土1％-5％，白水泥6％-15％，余量為水。

本發明提供的制備上述人工濕地復合填料的方法，包括以下步驟：

1)將污泥和赤泥分別脫水烘干并粉碎，將秸稈粉碎并碳化；

2)將步驟1中的赤泥、污泥和秸稈碳與水玻璃、高嶺土、白水泥按比例混合后加水攪拌，制備成粒徑8-17mm的小球；上述組份的重量百分比為：污泥10％-20％，赤泥20％-30％，秸稈碳5％-10％，水玻璃3％-8％，高嶺土1％-5％，白水泥6％-15％，余量為水；

3)將步驟2制備的小球在80-250℃下加熱、保溫，自然冷卻至室溫后風干。

所述的方法中，赤泥是氧化鋁工業燒結法制備氧化鋁產生的赤泥、拜爾法制備氧化鋁產生的赤泥和混聯法制備氧化鋁產生的赤泥；污泥是市政生活污水處理廠的剩余污泥。

所述的方法中，步驟1中的污泥和赤泥分別粉碎為80-200目的粒徑。

所述的方法中，步驟3中的加熱時間為1-4小時。

所述的方法中，步驟3中的保溫時間為1-2小時。

所述的方法中，步驟3中自然冷卻至室溫后澆水養護3-12小時后自然風干。

本發明的積極有益效果是：