[發明專利]一種基于模塊化內置空隙性填料的人工濕地污水處理方法

有效

• 申請號: 201210231294.X
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102765804A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 曾麗璇;李晨;呂向紅;周林艷
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F3/32;C02F3/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛;郝文婷

技術領域

本發明涉及污水處理相關領域，具體涉及一種基于模塊化內置空隙性填料的人工濕地污水處理方法。

背景技術

在人工濕地處理系統中，填料是系統中重要的營養聚集場所，而粘附在填料上的微生物種群的組成以及數量直接影響著系統的凈化效果。然而，目前人工濕地系統的填料仍廣泛依賴于天然的碎石、砂子、土壤或碎石、爐渣等材料，材料經簡單地堆積作為填料，易堵塞且不易更換，大大增加了維護和管理的成本。更重要的是，這些材料的氮磷吸附能力低,?同時其有限的孔隙率、比表面積等物理或化學性能嚴重制約著人工濕地對污水中氮、磷等污染物質的凈化效率。而直接采用粉煤灰、沸石等作為填料，雖氮、磷在啟動階段可以迅速提高，但這些的小粒徑材料極易隨水流動而流失，少量報道提到的進口材料以及聚氯乙烯彈性填料等人工填料費用較高，嚴重制約了填料的推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術中存在的上述不足，將電廠廢棄物粉煤灰作為人工濕地填料的材料，結合碎石、水泥和萘系高效減水劑，通過適當的配比，在滿足強度、孔隙率及生態安全性等要求的前提下，對人工濕地填料進行填料材料組成的優化配比和結構的優化配置。同時，配合人工濕地植物和微生物，營造濕地處理系統中填料-濕地植物-濕地微生物三位一體的綜合作用，實現廢棄物資源的循環利用。該技術將特別適用于生活污水處理及景觀水體的恢復。

本發明上述目的通過以下技術方案予以實現：

一種基于模塊化內置空隙性填料的人工濕地污水處理方法，包括如下步驟：

（1）制備人工填料：準備具有兩個內置貫通孔的模具，將粗骨料、粉煤灰、水泥、萘系高效減水劑和水按照比例混合攪拌后，倒入到模具中成型，得到模塊化內置空隙性人工填料；

（2）將步驟（1）制得的人工填料在溫度為20±5℃的環境中靜置一晝夜后拆模，成型好的填料用塑料薄膜覆蓋好，并每隔24h在表面噴灑少許水以保持90%濕度，自然養護28天，然后投入到人工濕地處理系統中；

步驟（1）中，粗骨料：水泥：粉煤灰：水的質量比為1：0.15~0.20：0.05~0.1:0.06~0.08，減水劑按水泥和粉煤灰總質量的1%~2%添加。

作為一種優選方案，步驟（1）中，所述貫通孔的孔徑為60~110mm。

作為一種優選方案，步驟（1）中，所述粗骨料為碎石，其級配為10~16mm。所選碎石為花崗巖碎石，是一種常見的建筑材料，強度較大，粘結后形成的模塊有更大的孔隙率以及表面積，更有利于微生物的附著；選擇級配10~16mm是通過正交實驗綜合考慮得到的，級配太小制成的填料孔隙太小，容易堵塞，級配太大會使填料的強度不夠；另外這是一個單一級配，單一級配比混合級配有更大的孔隙率。

作為一種優選方案，所述填料的孔隙率為30%（不含兩個內置貫通孔）。30%的孔隙率，既保證了人工濕地污水在填料中的流動，植物在填料上的生長空間，又保證了填料有一定的強度。

作為一種優選方案，步驟（1）中，水灰比為0.30，粉煤灰摻量為30wt%，減水劑摻量為1.5wt%。這個配比保證了填料有足夠的孔隙率，又有一定的強度；粉煤灰摻量30wt%實現了工業固體廢棄物粉煤灰的再利用，同時也降低了填料的溶出pH值。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1、高效、經濟，對污染物的處理效果優于傳統的碎石填料。由于填料的組成中采用了粉煤灰等廢棄物。經采用人工填料與傳統的碎石填料對生活污水進行污染物去除效果的對比實驗，結果表明人工填料對CODcr、氨氮、總磷等生活污水常用污染指標的去除率均比碎石填料高，且氨氮和總磷的去除率高出30%以上；