申請日2015.11.11

　　公開(公告)日2016.01.13

　　IPC分類號C02F3/32

　　摘要

　　本發(fā)明屬農業(yè)生活污水處理技術領域，尤其涉及一種深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，包括三層基質結構，上下層結構均采用普用型基質，中層結構采用氮優(yōu)選型基質和磷優(yōu)選型基質;普用型基質包括粗砂和礫石;氮優(yōu)選型基質包括沸石和堿加熱的有機碳源;磷優(yōu)選型基質包括蛭石、石灰石及煤灰渣;上層結構高度為10～20cm;中層結構高度為40～100cm，從上到下依次是高度為20～55cm的等體積的蛭石及沸石混合料，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碳源混合料;下層結構高度為10～20cm。本發(fā)明可同時處理污水中的多種污染物、運行穩(wěn)定、填料不易堵塞、經濟高效。

　　權利要求書

　　1.一種深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，其特征在于：包括三層基質結構，上層結構采用普用型基質，中層結構采用氮優(yōu)選型基質和磷優(yōu)選型基質，下層結構采用普用型基質;所述普用型基質包括粗砂和礫石;所述氮優(yōu)選型基質包括沸石和堿加熱的有機碳源;所述磷優(yōu)選型基質包括蛭石、石灰石及煤灰渣。

　　2.根據權利要求1所述的深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，其特征在于：所述上層結構高度為10～20cm，是等體積的礫石粗砂混合料;所述中層結構高度為40～100cm，從上到下依次是高度為20～55cm的等體積的蛭石及沸石混合料，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碳源混合料;所述下層結構高度為10～20cm，是粗砂、礫石、碎石及碎磚的混合料。

　　3.根據權利要求2所述的深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，其特征在于：所述上層結構中礫石粒徑為20～30mm;所述中層結構中基質填料粒徑為3～20mm;所述下層結構中礫石、碎磚及碎石粒徑均為15～40mm。

　　4.根據權利要求2所述的深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，其特征在于：所述堿加熱的有機碳源為加堿并80～90℃恒溫加熱處理0.8～1.0小時的有機碳源。

　　5.根據權利要求4所述的深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，其特征在于：所述有機碳源為水洗除塵、剪碎、105℃烘干1.5小時的玉米秸稈、稻草和蘆葦。

　　6.根據權利要求4或5所述的深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，其特征在于：所述堿為質量百分含量1%的NaOH，以質量份計，有機碳源與堿液的固液比為1:25。

　　說明書

　　一種深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料

　　技術領域

　　本發(fā)明屬農業(yè)生活污水處理技術領域，尤其涉及一種深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料。

　　背景技術

　　在我國經濟欠發(fā)達的農村地區(qū)，由于缺乏污水收集管網和相應的治理設施，大部分生活污水未經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區(qū)，排放的生活污水已經成為主要的污染源。因此，對這些分散型生活污水的處理就顯得十分緊迫。農村生活污水的特點是：污水的季節(jié)性比較強，水量波動大，有機負荷和水力負荷變化也大，營養(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。農村污水量小且分散，農村地區(qū)經濟實力有限，缺乏環(huán)境污染治理的專業(yè)設施和技術人員，污染防治的基礎設施薄弱。

　　人工濕地用于污水處理，具有效率高、能耗低、投資少及運行管理方便及景觀美化功能等優(yōu)點，是小城鎮(zhèn)污水處理較經濟合理的選擇。不同類型的人工濕地，因其結構及運行方式不同，使得床體氧環(huán)境和污染物的去除效果具有明顯差異。潮汐流人工濕地是近年來發(fā)展起來的一種新型人工濕地類型，其運行過程中依靠床體飽和浸潤面周期性變化產生的基質孔隙吸力將大氣強迫吸入床體，可顯著提高濕地床的復氧能力。填料是人工濕地的重要組成部分，它不僅通過過濾、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，對凈水效果起到關鍵作用。因而有針對性的開發(fā)處理農村生活污水中的特征污染物，篩選相應經濟、高效的人工濕地基質填料，成為潮汐流人工濕地有效處理農村生活污水的關鍵。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足而提供的一種可同時處理污水中的多種污染物、運行穩(wěn)定、填料不易堵塞、經濟高效的深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料。

　　為達到上述技術目標，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。

　　一種深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料，其特征在于：包括三層基質結構，上層結構采用普用型基質，中層結構采用氮優(yōu)選型基質和磷優(yōu)選型基質，下層結構采用普用型基質;所述普用型基質包括粗砂和礫石;所述氮優(yōu)選型基質包括沸石和堿加熱的有機碳源;所述磷優(yōu)選型基質包括蛭石、石灰石及煤灰渣。

　　作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述上層結構高度為10～20cm，是等體積的礫石粗砂混合料;所述中層結構高度為40～100cm，從上到下依次是高度為20～55cm的等體積的蛭石及沸石混合料，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碳源混合料;所述下層結構高度為10～20cm，是粗砂、礫石、碎石及碎磚的混合料。

　　作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述上層結構中礫石粒徑為20～30mm;所述中層結構中基質填料粒徑為3～20mm;所述下層結構中礫石、碎磚及碎石粒徑均為15～40mm。

　　進一步地，本發(fā)明所述堿加熱的有機碳源為加堿并80～90℃恒溫加熱處理0.8～1.0小時的有機碳源。

　　進一步地，本發(fā)明所述有機碳源為水洗除塵、剪碎、105℃烘干1.5小時的玉米秸稈、稻草和蘆葦。

　　進一步地，本發(fā)明所述堿為質量百分含量1%的NaOH，以質量份計，有機碳源與堿液的固液比為1:25。

　　本發(fā)明對村鎮(zhèn)生活污水進行分析測定，通過實驗室人工濕地模擬試驗，在采用優(yōu)化的人工濕地基質填料配方條件下，應用人工濕地處理生活污水，分析人工濕地出水的水質。本發(fā)明通過人工濕地基質的吸附、過濾、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養(yǎng)物和有機物等污染物，從而達到快速、徹底、安全去除污水中的主要污染物的目的。

　　與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點。

　　1、根據農村生活污水的特點，有針對性的應用本基質填料的潮汐流人工濕地處理農村生活污水，可同時處理污水中的多種污染物，處理效率高。采用本發(fā)明基質填料的潮汐流人工濕地處理農村生活污水，在水力負荷為0.02～0.30m3/(m2﹒d)范圍內，出水均達到或超過《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準。

　　2、本發(fā)明所需原材料易獲取、成本低,部分原材料可實現(xiàn)固體廢棄物的資源化利用。蛭石、石灰石和沸石市場價格較便宜;煤灰渣為工業(yè)廢渣，不加處理會污染環(huán)境;大部分有機碳源為農業(yè)廢棄物，焚燒或在水體中腐爛又轉化成為環(huán)境中新的污染源;礫石、碎磚、碎石和砂是常見的建筑廢棄物或原材料，不加處理會占用土地資源，影響社會經濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展。

　　3、運行穩(wěn)定，填料不易堵塞。本填料所用的基質具有粒徑較大、通透性好、比表面積大的特點，因此采用本填料的潮汐流人工濕地處理農村生活污水具有運行穩(wěn)定，填料不易堵塞的優(yōu)點。

　　4、本發(fā)明人工濕地基質填料生產技術要求低。只需將所需原材料進行簡單的處理與配比，不需要大型的儀器設備和復雜的加工工藝。