專利名稱：一種人工濕地專用填料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種環保工程中污水再生回用處理方法，特別是一種人工濕地專用填料及其制備方法。
背景技術：
人工濕地污水處理系統是近幾年發展起來的一種污水處理技術，與傳統的污水生化處理工藝相比，具有凈化效果好、能耗低、耐沖擊負荷能力強、生態環境效益顯著等特點，因此越來越受到人們的關注。在歐洲和北美，數以千計的天然濕地和人土濕地被廣泛應用于處理多種廢水，其中包括城市污水、工業廢水、農田徑流、城市暴雨、填埋場浙濾液、造紙廢水和礦山酸性排水等。作為一個完整的生態系統，人工濕地主要由植物、填料及生長在填料和植物根系 表面的微生物構成。填料是人工濕地系統的重要組成部分，它不僅為植物生長、微生物附著提供適宜條件，自身還通過物理化學吸附、沉降絡合等作用有效去除污染物質。填料的選擇應以對污染物的處理能力、效果和經濟性、方便性為主要標準。目前國內外廣泛應用的濕地填料以礫石、頁巖、石灰石、沸石、煤灰、礦渣、陶粒等為主。這些填料的最大的缺點就是施工、運營維護不方便；如為礫石、頁巖、石灰石、沸石、陶粒等填料則除了填料比表面積小、微生物吸附面積和生長空間有限，導致人工濕地面積大、填料容易飽和，除污效果差等缺點之夕卜，原材料的取得對環境的破壞也不可忽視。如為煤灰、礦渣，則其應用又受到運輸、產地等限制。隨著經濟的發展，我國對環境保護越來越重視。尤其對水環境的保護更是重視，目前縣級城鎮基本上都建設了二級生化污水處理廠。但污水處理廠最令人頭疼的問題就是污泥的處理與處置。以10000噸/天的污水處理廠為例，污泥量一般占污水量的1% 2%，則每天產干污泥100 200噸。如何妥善處理大量的、源源不絕的污泥，并實現污泥的資源化利用，是當前亟需解決的問題。此外，一些工業固體廢棄物如赤泥等也非常難以處理。
發明內容
本發明的目的在于提供一種投資費用低、對污染物吸收效率高、性能長效持久、施工方便的人工濕地專用填料及其制備方法。本發明的目的是這樣實現的所述的填料的組分及各組分的重量百分比例為干污泥10 20%、粘土 85 70%、荻葦或蘆葦5 10% ;所述的荻葦或蘆葦切成段，每一段的長度l_5cm ;所述的粘土為普通粘土 ；或者所述的粘土為赤泥與普通粘土的混合土，混合比例為干重重量百分比，赤泥10%—20%、普通粘土 80%—90% ;或者所述的粘土為粉煤灰與普通粘土的混合土，混合比例為干重重量百分比，粉煤灰10%、普通粘土 90% ；
填料的制作方法將干污泥、粘土和荻葦或蘆葦采用通常的混合方法，攪拌混合均勻，將攪拌好的泥料導入模具中成型，制成長方體形或為圓柱體形，中心有長方體形或為圓柱體形為孔洞，孔洞垂直于大面；然后推進窯爐中高溫焙燒制成。
有益效果，由于采用了上述方案，所述的填料為用于人工濕地的污泥空心磚，外形為長方體或為圓柱體結構，根據需要由不同比例污水廠剩余污泥分別與粘土、荻葦或蘆葦切段混合后，經過原料處理、成型、燒結制成，其中剩余污泥灼燒后既是良好的吸附劑，也是微孔成孔劑；荻葦或蘆葦切段主要起成孔作用；粘土的添加是提高焙燒產品的抗裂性與強度。如能添加適量赤泥，將大大提高對磷的吸附與截留效果。所述空心磚通孔尺寸根據在濕地中所處位置和用途確定，污泥空心磚的通孔采用長方體形或為圓柱形，孔洞垂直于大面，布水區尺寸大，主要處理區、集水區尺寸小。本發明使用污水處理廠的污泥，不存在原料資源枯竭問題，原料成本低廉，通過廢物利用還可提高污水中污染物去除效率；填料的特殊結構使得微生物生長空間增大，可有效解決濕地填料比表面積小、微生物吸附面積有限、載體上微生物飽和導致污染物去除效率低等缺點；同時填料吸附污染物飽和后可以很方便的更換，大大降低了后期的維護運營成本。優點本發明的污泥空心磚具有強度大、成本低、壽命長、對污染物吸附效果好的 特點，非常便于人工濕地填料的工程施工與后期運行維護，又可提高人工濕地填料的使用壽命，還能強化對污水中磷的去除效果。同時，將污水處理廠的剩余污泥資源化利用，也解決了污水處理廠的排泥難題。以污水處理廠剩余污泥為原料，既解決了污水處理廠剩余污泥處理難題，也減少了剩余污泥對環境造成的影響。
圖I為本發明污泥空心磚結構示意圖。圖2為本發明污泥空心磚平面剖切圖。圖中，I、垂直于側面的通孔；2、垂直于頂面的通孔；3、垂直于正面的通孔；4、蘆葦節燒失后留下的不規則孔洞。
具體實施例方式實施例I :所述的填料的組分及各組分的重量百分比例為干污泥13%、粘土 80%、荻葦或蘆葦7% ;所述的荻葦或蘆葦切成段，每一段的長度2. 5cm ;所述的粘土為干重比10%赤泥、90%的普通粘土的混合土 ；
填料的制作方法將干污泥、粘土和荻葦或蘆葦采用通常的混合方法，攪拌混合均勻，將攪拌好的泥料導入模具中成型，制成長方體形或為圓柱體形，中心有長方體形或為圓柱體形為孔洞，孔洞垂直于大面；然后推進窯爐中高溫焙燒制成。本發明的污泥空心磚是根據需要由不同比例污水廠剩余污泥分別與粘土、荻葦或蘆葦切段混合后，經過原料處理、成型、燒結制成。外形為長方體結構，長/寬/高為常規空心磚尺寸。空心磚尺寸及通孔大小、方向按其用途確定。通孔采用長方體形或為圓柱形。孔洞垂直于大面。垂直于側面的通孔I、垂直于頂面的通孔2、垂直于正面的通孔3、蘆葦節燒失后留下的不規則孔洞4。赤泥、粉煤灰易得，則根據情況按比例替代污泥或粘土。所述空心磚通孔尺寸根據在濕地中所處位置確定，布水區尺寸大，主要處理區、集水區尺寸小。施工時，該污泥空心磚可直接從垂直流人工濕地底部防滲層向上砌筑或從布水端開始向主要處理區砌筑。空心磚通孔尺寸進水端大，出水端小。
本發明的污泥空心磚非常便于人工濕地填料的工程施工與后期運行維護，又可提高人工濕地填料的使用壽命，還能強化對污水中磷的去除效果。同時，將污水處理廠的剩余污泥資源化利用，也解決了污水處理廠的排泥難題。實施例2 :干污泥10%、粘土 85%、荻葦或蘆葦5% ;所述的荻葦或蘆葦切成段，每一段的長度為5cm ;所述的粘土為干重比10%粉煤灰與90%的普通粘土的混合土。所述的粘土或者為赤泥與粘土的混合土 ；所述的粘土或者為粉煤灰與粘土的混合土 ；所述的混合土與粘土同樣使用，按與粘土地相同比例摻入；所述的赤泥和粉煤灰原料易得。其它與實施例I同。
實施例3 :干污泥20%、粘土 70%、荻葦或蘆葦10% ;所述的荻葦或蘆葦切成段，每一段的長度為Icm ;所述的粘土為干重比20%赤泥與80%的普通粘土的混合土。其它與實施例I同。
權利要求
1.一種人工濕地專用填料及其制備方法，其特征在于所述的填料的組分及各組分的重量百分比例為干污泥15 30%、粘土 85 70%、荻葦或蘆葦10 40% ;所述的荻葦或蘆葦切成段，每一段的長度l_5cm ;所述的粘土為普通粘土 ；或者所述的粘土為赤泥與普通粘土的混合土，混合比例為干重重量百分比，赤泥10%—20%、普通粘土 80%—90% ;或者所述的粘土為粉煤灰與普通粘土的混合土，混合比例為干重重量百分比，粉煤灰10%、普通粘土90% ； 填料的制 作方法將干污泥、粘土和荻葦或蘆葦切段采用通常的混合方法攪拌混合均勻后，將攪拌好的泥料導入模具中成型，制成長方體形或為圓柱體形，中心有長方體形或為圓柱體形為孔洞，孔洞垂直于大面；然后推進窯爐中高溫焙燒制成。
全文摘要
一種人工濕地專用填料及其制備方法，屬于環保工程中污水再生回用處理方法。人工濕地填料為長方體結構；該填料根據需要由不同比例污水廠剩余污泥分別與粘土、荻葦或蘆葦切段混合后，經過原料處理、成型、燒結制成。填料模塊尺寸及開孔大小、方向按其用途確定，孔洞采用長方體形或圓柱形。孔洞垂直于大面。優點本發明的污泥空心磚具有強度大、成本低、壽命長、對污染物吸附效果好的特點，非常便于人工濕地填料的工程施工與后期運行維護，提高人工濕地填料的使用壽命，強化對污水中磷的去除效果。同時，將污水處理廠的剩余污泥資源化利用，以污水處理廠剩余污泥為原料，解決了污水處理廠剩余污泥處理難題，減少了剩余污泥對環境造成的影響。
文檔編號C02F3/32GK102874930SQ20121035370
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者王曉, 陳清華, 武倩倩, 酈匯源 申請人:中國礦業大學