[發明專利]一種人工濕地填料及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202011519072.9
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112500189A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 安衛東;于陽輝;程飛飛;賀洋;劉克起;代小元;胡名衛
• 申請（專利權）人: 蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B35/18;C02F3/10;C02F3/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種人工濕地填料及其制備方法和用途，所述人工濕地填料包括質量比為1:(1～3):(10～20)的成孔劑、粘合劑和非金屬礦；其制備方法包括：通過將200～600目成孔劑粉、600～800目粘合劑粉和400～800目非金屬礦粉混合，依次經造粒、干燥和焙燒，所述制備方法簡單易操作，能夠優化人工濕地填料的孔道結構，提高人工濕地填料的抗壓強度，增加人工濕地中微生物著床面積，提高人工濕地的水處理效率。

技術領域

本發明涉及人工濕地技術領域，尤其涉及一種人工濕地填料及其制備方法和用途。

背景技術

在人工濕地處理系統中，填料是人工濕地的基質與載體。填料通過對污染物的物理過濾、離子交換、專性與非專性吸附、螯合作用、沉降反應等對污染物進行截留，為后續微生物和植物對污染物的進一步分解和吸收創造了良好的條件，同時填料為微生物的生長提供了穩定的依附表面。在填料的設計和選擇上，為滿足其作為生物膜載體等功能，一般需考慮材料的物理及化學組成、孔隙率及比表面積、機械強度、空間體積及形態、生物、化學及熱力學穩定性和價格等因素。

碎石、煤灰渣、高爐渣、沸石、火山巖、礫石等是傳統的人工濕地中經常采用的基質填料，目前，國內外正在研發具有良好污染物吸附性能和微生物附著性能的新型的高效的材料作為濕地的基質填料。每種人工濕地基質填料都有各自性能的優缺點，在對人工濕地填料進行選擇時，應該根據人工濕地所要處理污水的性質和經濟條件進行選擇，充分發揮人工濕地基質填料的作用。目前，人工濕地床通常由多種基質填料組成，以充分發揮基質填料的作用。典型非金屬礦(沸石、火山巖、凹凸棒土、海泡石、硅藻土)是指孔道結構豐富，具有較好吸附性能的礦物，因而，該類礦物在水處理、化工、醫藥等諸多領域得到應用。

CN104229999B公開了一種用于人工濕地水處理的填料及其制備方法，所述填料為負載稀土氮磷吸附劑和緩釋氧材料、粒徑為5-15mm的火山渣顆粒，但選用有機粘合劑壓制成型，強度低，粒徑較大，所形成的人工濕地孔隙體積大，凈水效率較低。

CN109319932A公開了一種用于尾水深度處理的人工濕地填料及人工濕地敷設方法，所述的人工濕地填料由以下體積百分比組成：沸石80％～85％、牡蠣殼5～10％、活性炭5～15％，但原材料中牡蠣殼和沸石存在5～8mm的顆粒，所制備的濕地填料僅為不同顆粒混合，未充分發揮材料空洞結構優勢，粒徑大，所形成的人工濕地孔隙體積大，凈水效率較低。

CN101508481B公開了一種利用人工濕地進行污水處理方法中使用的濕地填料，所述濕地填料采用30～40份5～15mm的牡蠣殼、45～55份6～10mm的火山灰加膨化劑燒結塊和10～20份活性炭構成，所制備的濕地填料粒徑大，強度低，易產生堵塞，凈水效率較低。

因此，開發出一種能夠提高人工濕地水處理效率的人工濕地填料，應用前景大。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明提供一種人工濕地填料，所述人工濕地填料包括質量比為1:(1～3):(10～20)的成孔劑、粘合劑和非金屬礦；其制備方法包括：通過將200～600目成孔劑粉、600～800目粘合劑粉和400～800目非金屬礦粉混合，依次經造粒、干燥和焙燒，所述制備方法簡單易操作，能夠優化人工濕地填料的孔道結構，提高人工濕地填料的抗壓強度，增加人工濕地中微生物著床面積，提高人工濕地的水處理效率。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種人工濕地填料，所述人工濕地填料包括質量比為1:(1～3):(10～20)的成孔劑、粘合劑和非金屬礦。

本發明中非金屬礦孔道結構豐富，具有較好吸附性能，成孔劑能夠改善人工濕地填料的孔道結構，粘合劑能夠將顆粒間相互粘接形成穩定的結構，成孔劑、粘合劑和非金屬礦的質量比為1:(1～3):(10～20)，即能夠使填料內形成貫通開放的空洞結構，充分發揮非金屬礦的吸附性能，為微生物提供更多的著床面積，又可使球形填料具有足夠的抗壓強度，保證人工濕地平穩運行。