[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

本發明公開一種活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，包括依次串聯的活性炭生物轉盤和垂直流人工濕地；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；垂直流人工濕地的池體內從左至右依次設置有進水室、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，并且種植有水生植物，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。本發明提出了一種活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，結合鈦酸鉍本身很強的光催化特性與氧化鈰較強的吸附性和穩定性，可顯著增加對水體中污染物的吸附和降解，具有資源化、無害化、較高的凈化效率和較大的污水處理量的特點，可適用于城市黑臭水體的凈化處理。

技術領域

本發明屬于污水處理的技術領域，特別涉及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。

背景技術

城市水體是城市生態系統的重要組成部分，城市水體出現季節性或終年黑臭，會嚴重影響城市生態環境和居民生活健康。

目前，對城市黑臭水體的處理方法大都是單一的物理法、化學法和生物法。但是利用過濾、曝氣、氣浮和離心等物理法的處理水體成本較高；化學法有絮凝、沉淀、電解和氧化等處理方法，成本高，容易二次污染；生物法有生物塘和人工濕地等處理方法，應用廣泛但處理速度較慢。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，通過活性炭生物轉盤和光催化填料層協同作用，能有效提高污水的凈化效率。

本發明還提供了上述活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統在城市黑臭水體中的應用，利用該系統可實現對中小城市黑臭水體的凈化處理，處理污水量大。

為了達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種活性炭生物轉盤耦合人工濕地系統，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；

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。

優選地，步驟（1）中硝酸鉍的硝酸溶液中硝酸鉍的摩爾濃度為1.6~2.2 mol/L。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，步驟（1）及步驟（2）中所述干燥是于60~90℃真空干燥。