[發明專利]一種活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統及其在城市黑臭水體中的應用

有效

• 申請號: 201811285063.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109354305B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 李珂;李玉鵬;周秉彥;余保林;李帥;陳新
• 申請（專利權）人: 盛世生態環境股份有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;B01J23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于：包括串聯的活性炭生物轉盤和垂直流人工濕地；

所述活性炭生物轉盤是以網狀聚丙烯盤片為載體，表面負載有片狀活性炭；

所述垂直流人工濕地包括池體，池體內從左至右依次設置有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板及第二隔板將池體分隔成進水室、水處理室、出水室，水處理室內從下至上依次鋪設有碎石層、陶粒層和光催化填料層，光催化填料層鋪設有防水燈，水處理室內種植有水生植物；

其中，光催化填料層由鈦酸鉍/氧化鈰復合材料負載在粗砂上構成，鈦酸鉍/氧化鈰復合材料采用以下步驟制備：

步驟（1）：將硝酸鉍溶于濃度為4~5 mol/L的稀硝酸，得到硝酸鉍的硝酸溶液，再加入鈦酸四異丙酯，于25~35℃恒溫攪拌25~35分鐘后，調節pH至12~14后，繼續攪拌1.5~2.5小時，于180~220℃水熱反應45~55小時，冷卻至室溫后，取沉淀洗滌、干燥，得到鈦酸鉍；其中，硝酸鉍與鈦酸四異丙酯的摩爾比為1∶0.7~0.8；所述硝酸鉍的硝酸溶液中硝酸鉍的摩爾濃度為1.6~2.2 mol/L；

步驟（2）：向去離子水中加入步驟（1）所得鈦酸鉍、硝酸鈰、尿素和十六烷基三甲基溴化銨，攪拌1~3小時，再于150~180℃水熱條件下反應18~24小時，冷卻至室溫后，收集底部生成的沉淀產物，洗滌、干燥；其中，鈦酸鉍、硝酸鈰、尿素和十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為1∶1.8~3.2∶0.8~1.6∶1.0~1.5。

2.根據權利要求1所述的活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于：步驟（1）中調節溶液pH采用濃度為5~6 mol/L的氫氧化鈉溶液。

3.根據權利要求1所述的活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于：步驟（1）及步驟（2）中洗滌沉淀時，均采用乙醇和去離子水交替清洗。

4.根據權利要求1所述的活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于：步驟（1）及步驟（2）中所述干燥是于60~90℃真空干燥。

5.根據權利要求1所述的活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于，光催化填料層按照以下步驟制備：

將鈦酸鉍/氧化鈰復合材料及多乙烯多胺固化劑以質量比1∶0.2~0.5混勻，再加入乙醇中充分分散，然后將粗砂浸泡于該溶液中，靜置4~6小時，取出并干燥即可。

6.根據權利要求5所述的活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于：所述粗砂的粒徑為1 mm~5 mm。

7.根據權利要求1所述的活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于，所述片狀活性炭按照以下步驟制備：以核桃殼、花生殼果殼為原料，洗凈、烘干、粉碎、過篩后，按照固液比2~3∶1分散于質量分數為55%~60%的磷酸中，室溫下密封放置10~14小時，然后于450~550℃真空煅燒3~5小時，冷卻至室溫，用70~90℃的去離子水洗滌，于80~120℃干燥；再在氮氣的保護下，于550~600℃炭化1~2小時，即得片狀活性炭。

8.根據權利要求1所述的活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，其特征在于，所述片狀活性炭采用浸漬法固定在網狀聚丙烯，具體步驟如下：將片狀活性炭及間苯二甲胺以質量比1∶0.2~0.5混合均勻，再加入乙醇的水溶液中充分分散，然后將網狀聚丙烯浸泡于該溶液中，靜置5~6小時，取出并干燥即可；其中，所述乙醇的水溶液是由乙醇與去離子水按照體積比1∶2.5~5混勻而成。

9.權利要求1至8任一所述活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統在城市黑臭水體治理中的應用，其特征在于：所述黑臭水體的COD為25~40 mg/L、溶解氧為0.1~2 mg/L、NH₄⁺-N為8~20 mg/L、TP為0.5~15 mg/L、透明度為8~30 cm。