一種深度處理農(nóng)村生活污水的潮汐流人工濕地基質(zhì)填料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬農(nóng)業(yè)生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種深度處理農(nóng)村生活污水的潮 軟流人工濕地基質(zhì)填料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在我國(guó)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)，由于缺乏污水收集管網(wǎng)和相應(yīng)的治理設(shè)施，大部 分生活污水未經(jīng)任何處理直接排入受納水體。在部分流域，特別是飲用水源保護(hù)區(qū)，排放的 生活污水已經(jīng)成為主要的污染源。因此，對(duì)運(yùn)些分散型生活污水的處理就顯得十分緊迫。農(nóng) 村生活污水的特點(diǎn)是：污水的季節(jié)性比較強(qiáng)，水量波動(dòng)大，有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷變化也大， 營(yíng)養(yǎng)物的含量較高，可生化性好，污水中基本上不含有毒有害物質(zhì)。農(nóng)村污水量小且分散， 農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限，缺乏環(huán)境污染治理的專(zhuān)業(yè)設(shè)施和技術(shù)人員，污染防治的基礎(chǔ)設(shè)施 薄弱。
[0003] 人工濕地用于污水處理，具有效率高、能耗低、投資少及運(yùn)行管理方便及景觀美化 功能等優(yōu)點(diǎn)，是小城鎮(zhèn)污水處理較經(jīng)濟(jì)合理的選擇。不同類(lèi)型的人工濕地，因其結(jié)構(gòu)及運(yùn)行 方式不同，使得床體氧環(huán)境和污染物的去除效果具有明顯差異。潮軟流人工濕地是近年來(lái) 發(fā)展起來(lái)的一種新型人工濕地類(lèi)型，其運(yùn)行過(guò)程中依靠床體飽和浸潤(rùn)面周期性變化產(chǎn)生的 基質(zhì)孔隙吸力將大氣強(qiáng)迫吸入床體，可顯著提高濕地床的復(fù)氧能力。填料是人工濕地的重 要組成部分，它不僅通過(guò)過(guò)濾、吸附作用截留污水中的污染物，而且還是植物和微生物生存 的介質(zhì)，對(duì)凈水效果起到關(guān)鍵作用。因而有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)處理農(nóng)村生活污水中的特征污染 物，篩選相應(yīng)經(jīng)濟(jì)、高效的人工濕地基質(zhì)填料，成為潮軟流人工濕地有效處理農(nóng)村生活污水 的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種可同時(shí)處理污水中的多種污染物、 運(yùn)行穩(wěn)定、填料不易堵塞、經(jīng)濟(jì)高效的深度處理農(nóng)村生活污水的潮軟流人工濕地基質(zhì)填料。 陽(yáng)〇化]為達(dá)到上述技術(shù)目標(biāo)，本發(fā)明是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 一種深度處理農(nóng)村生活污水的潮軟流人工濕地基質(zhì)填料，其特征在于：包括=層 基質(zhì)結(jié)構(gòu)，上層結(jié)構(gòu)采用普用型基質(zhì)，中層結(jié)構(gòu)采用氮優(yōu)選型基質(zhì)和憐優(yōu)選型基質(zhì)，下層結(jié) 構(gòu)采用普用型基質(zhì)；所述普用型基質(zhì)包括粗砂和堿石；所述氮優(yōu)選型基質(zhì)包括沸石和堿加 熱的有機(jī)碳源；所述憐優(yōu)選型基質(zhì)包括賠石、石灰石及煤灰渣。
[0007] 作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述上層結(jié)構(gòu)高度為10~20cm，是等體積的堿石粗砂 混合料；所述中層結(jié)構(gòu)高度為40~100cm，從上到下依次是高度為20~55cm的等體積的 賠石及沸石混合料，高度為20~45cm的等體積的石灰石、煤灰渣、沸石和適量堿加熱的有 機(jī)碳源混合料；所述下層結(jié)構(gòu)高度為10~20cm，是粗砂、堿石、碎石及碎磚的混合料。
[0008] 作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述上層結(jié)構(gòu)中堿石粒徑為20~30mm;所述中層結(jié)構(gòu) 中基質(zhì)填料粒徑為3~20mm;所述下層結(jié)構(gòu)中堿石、碎磚及碎石粒徑均為15~40mm。
[0009] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述堿加熱的有機(jī)碳源為加堿并80~90°C恒溫加熱處理0. 8~ 1. 0小時(shí)的有機(jī)碳源。
[0010] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述有機(jī)碳源為水洗除塵、剪碎、105 °C烘干1.5小時(shí)的玉米賴(lài) 桿、稻草和蘆韋。
[0011] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述堿為質(zhì)量百分含量1%的化0H，W質(zhì)量份計(jì)，有機(jī)碳源與堿 液的固液比為1:25。
[0012] 本發(fā)明對(duì)村鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行分析測(cè)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室人工濕地模擬試驗(yàn)，在采用優(yōu) 化的人工濕地基質(zhì)填料配方條件下，應(yīng)用人工濕地處理生活污水，分析人工濕地出水的水 質(zhì)。本發(fā)明通過(guò)人工濕地基質(zhì)的吸附、過(guò)濾、沉淀，微生物的氨化、硝化與反硝化作用和植物 的吸收與揮發(fā)作用等途徑去除污水中的營(yíng)養(yǎng)物和有機(jī)物等污染物，從而達(dá)到快速、徹底、安 全去除污水中的主要污染物的目的。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 1、根據(jù)農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)，有針對(duì)性的應(yīng)用本基質(zhì)填料的潮軟流人工濕地處理 農(nóng)村生活污水，可同時(shí)處理污水中的多種污染物，處理效率高。采用本發(fā)明基質(zhì)填料的潮軟 流人工濕地處理農(nóng)村生活污水，在水力負(fù)荷為0. 02~0. 30mV(m2 .d)范圍內(nèi)，出水均達(dá) 到或超過(guò)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002) -級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
[0015] 2、本發(fā)明所需原材料易獲取、成本低，部分原材料可實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的資源化 利用。賠石、石灰石和沸石市場(chǎng)價(jià)格較便宜；煤灰渣為工業(yè)廢渣，不加處理會(huì)污染環(huán)境；大 部分有機(jī)碳源為農(nóng)業(yè)廢棄物，焚燒或在水體中腐爛又轉(zhuǎn)化成為環(huán)境中新的污染源；堿石、碎 磚、碎石和砂是常見(jiàn)的建筑廢棄物或原材料，不加處理會(huì)占用±地資源，影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生 態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。
[0016] 3、運(yùn)行穩(wěn)定，填料不易堵塞。本填料所用的基質(zhì)具有粒徑較大、通透性好、比表面 積大的特點(diǎn)，因此采用本填料的潮軟流人工濕地處理農(nóng)村生活污水具有運(yùn)行穩(wěn)定，填料不 易堵塞的優(yōu)點(diǎn)。
[0017] 4、本發(fā)明人工濕地基質(zhì)填料生產(chǎn)技術(shù)要求低。只需將所需原材料進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理 與配比，不需要大型的儀器設(shè)備和復(fù)雜的加工工藝。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容 的表述。
[0019] 實(shí)施例1受試水體為某校園生活污水。
[0020] 試驗(yàn)裝置為模擬的圓柱體潮軟流人工濕地系統(tǒng)，柱體由有機(jī)玻璃制成，高130cm, 內(nèi)徑20cm。柱體底部鋪設(shè)10cm~15cm高堿石、碎石和碎磚墊層(含少量粗砂)，堿石、碎 石和碎磚的粒徑為15~40mm;中層結(jié)構(gòu)高度為80~90cm,從上到下依次是高度為45~ 50cm的等體積的賠石、沸石混合料，高度為35~40cm的等體積的石灰石、煤灰渣、沸石和 適量堿加熱的有機(jī)碳源混合料(堿加熱的有機(jī)碳源制備方法：玉米賴(lài)桿200g，水洗除塵，剪 碎，105°C烘干1. 5小時(shí)，加質(zhì)量百分含量為1%的化0H，85 °C恒溫加熱0. 9小時(shí)，W質(zhì)量份 計(jì)，有機(jī)碳源與堿液固液比為1:25)，粒徑為3~20mm;上層覆蓋10cm~15cm高等體積 的堿石粗砂混合料，堿石粒徑為20~30mm，輔助過(guò)濾和固定植物；柱體上部10cm~30 cm為超高設(shè)計(jì)，W避免污水外溢；植物選擇根系發(fā)達(dá)、當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)良好的蘆韋。
[0021] 實(shí)驗(yàn)裝置提前二個(gè)月進(jìn)行試運(yùn)行，并對(duì)基質(zhì)進(jìn)行掛膜。污水停留時(shí)間與排空時(shí)間 比為5h:10h，回流比為1: 1，進(jìn)水方式由上而下，單次周期內(nèi)進(jìn)水水量和回流水量均為 9L反應(yīng)器運(yùn)行溫度為15~28 °C。試驗(yàn)期間進(jìn)水、出水主要污染物濃度及污染物去除 效率見(jiàn)表1。與《城