專利名稱：一種低成本處理污染河水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微污染水深度處理的方法。背景技術(shù)：
隨著水污染的加劇，我國地面水體普遍發(fā)生富營養(yǎng)化，尤其是城市的河流很多情況下都受到了不同程度的污染，主要表現(xiàn)為氮、磷營養(yǎng)物及有機(jī)物污染。遭受污染的河水不僅影響城市景觀，而且攜帶大量營養(yǎng)物質(zhì)的河水注入下游湖泊，對湖泊水質(zhì)及生態(tài)帶來嚴(yán)重的影響。對遭受污染的河水進(jìn)行消污處理是解決湖泊污染的重要途徑。然而，城市河水流量巨大，按照常規(guī)的污水處理方式進(jìn)行處理設(shè)施建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用很高，迫切需要打破常規(guī)發(fā)展新的處理方法來解決這一問題。我國正在處于城市化進(jìn)程之中，城市建設(shè)發(fā)展迅速，并由此導(dǎo)致城市建筑物拆除頻繁，每個(gè)城市每年都產(chǎn)生巨量的建筑垃圾。建筑工程施工過程中也產(chǎn)生巨量的垃圾?，F(xiàn)代城市建筑主要以磚(燒結(jié)粘土磚、免燒磚，水泥、石灰、粉煤灰砌塊)、混凝土 (石灰石骨料、河砂、水泥)為主要材料。因此，城市建筑垃圾通常不含有機(jī)物，主要由無機(jī)建筑材料構(gòu)成，具體包括各類磚瓦、水泥砂漿、混凝土、石灰、石灰石等。巨量的建筑垃圾部分作為建筑地基的填土加以處置利用，過剩部分通常尋找洼地進(jìn)行堆填處置。建筑垃圾顆粒大，空隙率高，滲透性強(qiáng)，呈現(xiàn)弱堿性，表面粗糙，有利于微生物附著，含有豐富的水化娃酸鹽。河水滲濾通過洛土層的過程中，與建筑洛土過濾介質(zhì)及其附著的微生物發(fā)生過濾截留、物理化學(xué)吸附、生化轉(zhuǎn)化等一系列的凈化作用。渣土中的水硅酸鹽對河水中的磷具有很強(qiáng)的吸附作用，可以高效吸附去除水中的磷酸鹽。渣土滲濾層中的微生物通過微生物的代謝作用凈化河水中的N、P、C0D等污染物。河水中的懸浮物在滲濾過程中被截留去除。


發(fā)明內(nèi)容
建筑垃圾通常具有較大的粒徑變化范圍，自然堆積后具有較高的空隙率，作為滲濾填料具有較高的滲透速率，能夠很好地截留水中懸浮物。同時(shí)，建筑垃圾中的各類磚瓦、水泥砂漿、混凝土、石灰、石灰石等都具有吸附、沉淀水中磷酸鹽的活性，建筑垃圾顆粒粗糙的表面易于附著生物膜，發(fā)育成熟的生物膜可以降解水中的有機(jī)污染物。本發(fā)明利用建筑垃圾的物理化學(xué)和組成特性，把建筑垃圾的處置與污染河水的處理有機(jī)結(jié)合起來，或者把河水的處理與渣土填埋場有機(jī)結(jié)合起來。利用建筑垃圾中的除磷活性物質(zhì)去除河水中的磷酸鹽，利用介質(zhì)過濾來減少懸浮物，利用建筑垃圾顆粒物表面發(fā)育的生物膜的生化作用轉(zhuǎn)化氨氮、硝態(tài)氮為氮?dú)?，同時(shí)降解水中的各類有機(jī)污染物。經(jīng)過本方法的處理可以使劣V以下的河水達(dá)到II類 III類地面水體標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明旨在提供一種低成本處理受污染河水的方法。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明一種低成本處理污染河水的方法，其特征在于采用如下步驟:
a.選擇河流下游的洼地，以城市建筑渣土為填料構(gòu)建人工滲濾系統(tǒng)，或者直接利用河流旁側(cè)現(xiàn)有的城市建筑渣土場改建為人工滲濾系統(tǒng)，作為污染河水的處理場地；b.所構(gòu)建的人工滲濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下:(1)為渣土場地基基礎(chǔ)，在建筑渣土場設(shè)置進(jìn)水明渠或管路(6)，在渣土場的進(jìn)水一端設(shè)置布水擋板(2) ；(3)為建筑渣土填料；(4)建筑渣土堆場人工滲濾系統(tǒng)積水水平面，其水平面相對高度通過出水管水平面(7 )控制；(5 )為渣土堆場人工滲濾系統(tǒng)梯壩。c.把受污染的河水引入人工滲濾系統(tǒng),通過布水設(shè)施使河水滲濾過洛土層,使水入滲進(jìn)入渣土層深部，在填充的建筑渣土層內(nèi)發(fā)生物理、化學(xué)、生物作用，去除河水中的污染物質(zhì)，經(jīng)過凈化的滲濾出水返回到河流；
d.處理出水可以采取滲透方式通過堤壩，或者在堤壩中設(shè)置排水管路或明渠排水。本發(fā)明一種低成本處理污染河水的方法的特點(diǎn)在于:所述建筑渣土是城市混凝土建筑拆除產(chǎn)生的廢物，其組成為建筑用磚、水泥砂衆(zhòng)、混凝土，無生活垃圾、有害化學(xué)物質(zhì)混入。
四

圖1建筑渣土填料構(gòu)建人工滲濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，I為建筑渣土堆場地基；2為建筑渣土堆場水處理布水擋板；3為建筑渣土填料；4、建筑渣土堆場人工滲濾系統(tǒng)水平面；5渣土堆場人工滲濾系統(tǒng)梯壩；6 土堆場人工滲濾系統(tǒng)進(jìn)水；7 土堆場人工滲濾系統(tǒng)出水。圖2建筑渣土實(shí)物圖
圖3建筑磚瓦處理模擬污染河水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
L-建筑磚瓦顆粒物去除NH3-N效果，B-.建筑磚瓦顆粒物去除TN效果，C-.建筑磚瓦顆粒物去除COD效果.D-.建筑磚瓦顆粒物去除P效果.圖4建筑用粉煤灰加氣混凝土砌塊處理模擬污染河水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果A.-建筑用粉煤灰加氣混凝土砌塊顆粒物去除NH3-N效果，B-.建筑用粉煤灰加氣混凝土砌塊顆粒物去除TN效果，C-.建筑用粉煤灰加氣混凝土砌塊顆粒物去除COD效果.D-.建筑用粉煤灰加氣混凝土砌塊顆粒物去除P效果.圖5建筑渣土處理模擬污染河水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
A.-建筑渣土顆粒物去除NH3-N效果，B-.建筑渣土顆粒物去除TN效果，C-.建筑渣土顆粒物去除COD效果.D-.建筑渣土顆粒物去除P效果.圖6建筑渣土掃描電鏡圖，從圖6中可以看出建筑渣土顆粒濾料表面粗糙，且氣孔分布比較均勻，使得制備的建筑渣土具有較大的比表面積和良好的吸附性能。圖7建筑渣土生物膜的顯微鏡圖。
五具體實(shí)施例方式 非限定實(shí)施例敘述如下。實(shí)施例1:
把建筑磚瓦磨碎過IOmm篩,裝填進(jìn)入直徑100mm、高2000mm的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)柱。把模擬污染河水輸送進(jìn)入動(dòng)態(tài)試驗(yàn)柱。經(jīng)過約20天的啟動(dòng)掛膜后進(jìn)入正常運(yùn)行階段，對主要污染物COD, NH3-N, P, TN進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(見圖3)。出水磷濃度低于0.lmg/L,在運(yùn)行20天后微生物膜發(fā)育成熟，處理出水C0D、NH3-N, TN、去除率分別為 60-80%、 75-90%、30-55%。
實(shí)施例2:
把建筑用粉煤灰加氣混凝土砌塊破碎過20mm篩，裝填進(jìn)入直徑100mm、高2000mm的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)柱。把模擬污染河水輸送進(jìn)入動(dòng)態(tài)試驗(yàn)柱。經(jīng)過約20天的啟動(dòng)掛膜后進(jìn)入正常運(yùn)行階段，對主要污染物C0D、NH3-N、P、TN進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(見圖4)。出水磷濃度低于0.lmg/L,在運(yùn)行20天后微生物膜發(fā)育成熟，處理出水C0D、NH3-N, TN、去除率分別為 65-75%、70-85%、40-50%。
實(shí)施例3:
把從建筑物拆除場地收集的建筑渣土過50mm篩，裝填進(jìn)入直徑300mm、高2000mm的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)柱。把模擬污染河水輸送進(jìn)入動(dòng)態(tài)試驗(yàn)柱，經(jīng)過約20天的啟動(dòng)掛膜后進(jìn)入正常運(yùn)行階段，對主要污染物COD、NH3-N, P、TN進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(見圖5)。出水磷濃度低于0.lmg/L,在運(yùn)行20天后微生物膜發(fā)育成熟，處理出水C0D、NH3-N, TN 去除 率分別為 70-97%、75-90%、35-52%。
權(quán)利要求
1.一種低成本處理污染河水的方法，其特征在于采用如下步驟: a.選擇河流下游的洼地，以城市建筑渣土為填料構(gòu)建人工滲濾系統(tǒng)，或者直接利用河流旁側(cè)現(xiàn)有的城市建筑渣土場改建為人工滲濾系統(tǒng)，作為污染河水的處理場地； b.所構(gòu)建的人工滲濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下:(I)為渣土場地基基礎(chǔ)，在建筑渣土場設(shè)置進(jìn)水明渠或管路(6)，在渣土場的進(jìn)水一端設(shè)置布水擋板(2) ；(3)為建筑渣土填料；(4)建筑渣土堆場人工滲濾系統(tǒng)積水水平面，其水平面相對高度通過出水管水平面(7 )控制；(5 )為渣土堆場人工滲濾系統(tǒng)梯壩； c.把受污染的河水引入人工滲濾系統(tǒng)，通過布水設(shè)施使河水滲濾過洛土層，使水入滲進(jìn)入渣土層深部,在填充的建筑渣土層內(nèi)發(fā)生物理、化學(xué)、生物作用，去除河水中的污染物質(zhì)，經(jīng)過凈化的滲濾出水返回到河流； d.處理出水可以采取滲透方式通過堤壩，或者在堤壩中設(shè)置排水管路或明渠排水。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述建筑渣土是城市混凝土建筑拆除產(chǎn)生的廢物，其組成為建筑用磚、水泥砂漿、混凝土，無生活垃圾、有害化學(xué)物質(zhì)混入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低成本處理污染河水的方法，其特征是選擇河流下游的洼地，以城市建筑渣土為填料構(gòu)建人工滲濾系統(tǒng)，或者在河流旁側(cè)有城市建筑渣土場時(shí)，利用現(xiàn)有的渣土場作為河水處理的場地。處理方法是把河水引入到處理場地，通過布水設(shè)施使河水滲濾過渣土層，河水中的NH3-N(氨氮)、P(磷)、COD(化學(xué)需氧量)、TN(總氮)等在滲濾過程中發(fā)生過濾截留、物理化學(xué)吸附、生化轉(zhuǎn)化等一系列的凈化作用。
文檔編號(hào)C02F3/00GK103073075SQ201310043049
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者鮑騰, 陳天虎, 陳冬, 謝晶晶, 朱承駐 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)