专利名称：一种人工湿地专用填料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环保工程中污水再生回用处理方法，特别是一种人工湿地专用填料及其制备方法。
背景技术：
人工湿地污水处理系统是近几年发展起来的一种污水处理技术，与传统的污水生化处理工艺相比，具有净化效果好、能耗低、耐冲击负荷能力强、生态环境效益显著等特点，因此越来越受到人们的关注。在欧洲和北美，数以千计的天然湿地和人土湿地被广泛应用于处理多种废水，其中包括城市污水、工业废水、农田径流、城市暴雨、填埋场浙滤液、造纸废水和矿山酸性排水等。作为一个完整的生态系统，人工湿地主要由植物、填料及生长在填料和植物根系 表面的微生物构成。填料是人工湿地系统的重要组成部分，它不仅为植物生长、微生物附着提供适宜条件，自身还通过物理化学吸附、沉降络合等作用有效去除污染物质。填料的选择应以对污染物的处理能力、效果和经济性、方便性为主要标准。目前国内外广泛应用的湿地填料以砾石、页岩、石灰石、沸石、煤灰、矿渣、陶粒等为主。这些填料的最大的缺点就是施工、运营维护不方便；如为砾石、页岩、石灰石、沸石、陶粒等填料则除了填料比表面积小、微生物吸附面积和生长空间有限，导致人工湿地面积大、填料容易饱和，除污效果差等缺点之夕卜，原材料的取得对环境的破坏也不可忽视。如为煤灰、矿渣，则其应用又受到运输、产地等限制。随着经济的发展，我国对环境保护越来越重视。尤其对水环境的保护更是重视，目前县级城镇基本上都建设了二级生化污水处理厂。但污水处理厂最令人头疼的问题就是污泥的处理与处置。以10000吨/天的污水处理厂为例，污泥量一般占污水量的1% 2%，则每天产干污泥100 200吨。如何妥善处理大量的、源源不绝的污泥，并实现污泥的资源化利用，是当前亟需解决的问题。此外，一些工业固体废弃物如赤泥等也非常难以处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投资费用低、对污染物吸收效率高、性能长效持久、施工方便的人工湿地专用填料及其制备方法。本发明的目的是这样实现的所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为干污泥10 20%、粘土 85 70%、荻苇或芦苇5 10% ;所述的荻苇或芦苇切成段，每一段的长度l_5cm ;所述的粘土为普通粘土 ；或者所述的粘土为赤泥与普通粘土的混合土，混合比例为干重重量百分比，赤泥10%—20%、普通粘土 80%—90% ;或者所述的粘土为粉煤灰与普通粘土的混合土，混合比例为干重重量百分比，粉煤灰10%、普通粘土 90% ；
填料的制作方法将干污泥、粘土和荻苇或芦苇采用通常的混合方法，搅拌混合均匀，将搅拌好的泥料导入模具中成型，制成长方体形或为圆柱体形，中心有长方体形或为圆柱体形为孔洞，孔洞垂直于大面；然后推进窑炉中高温焙烧制成。
有益效果，由于采用了上述方案，所述的填料为用于人工湿地的污泥空心砖，外形为长方体或为圆柱体结构，根据需要由不同比例污水厂剩余污泥分别与粘土、荻苇或芦苇切段混合后，经过原料处理、成型、烧结制成，其中剩余污泥灼烧后既是良好的吸附剂，也是微孔成孔剂；荻苇或芦苇切段主要起成孔作用；粘土的添加是提高焙烧产品的抗裂性与强度。如能添加适量赤泥，将大大提高对磷的吸附与截留效果。所述空心砖通孔尺寸根据在湿地中所处位置和用途确定，污泥空心砖的通孔采用长方体形或为圆柱形，孔洞垂直于大面，布水区尺寸大，主要处理区、集水区尺寸小。本发明使用污水处理厂的污泥，不存在原料资源枯竭问题，原料成本低廉，通过废物利用还可提高污水中污染物去除效率；填料的特殊结构使得微生物生长空间增大，可有效解决湿地填料比表面积小、微生物吸附面积有限、载体上微生物饱和导致污染物去除效率低等缺点；同时填料吸附污染物饱和后可以很方便的更换，大大降低了后期的维护运营成本。优点本发明的污泥空心砖具有强度大、成本低、寿命长、对污染物吸附效果好的 特点，非常便于人工湿地填料的工程施工与后期运行维护，又可提高人工湿地填料的使用寿命，还能强化对污水中磷的去除效果。同时，将污水处理厂的剩余污泥资源化利用，也解决了污水处理厂的排泥难题。以污水处理厂剩余污泥为原料，既解决了污水处理厂剩余污泥处理难题，也减少了剩余污泥对环境造成的影响。
图I为本发明污泥空心砖结构示意图。图2为本发明污泥空心砖平面剖切图。图中，I、垂直于侧面的通孔；2、垂直于顶面的通孔；3、垂直于正面的通孔；4、芦苇节烧失后留下的不规则孔洞。
具体实施例方式实施例I :所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为干污泥13%、粘土 80%、荻苇或芦苇7% ;所述的荻苇或芦苇切成段，每一段的长度2. 5cm ;所述的粘土为干重比10%赤泥、90%的普通粘土的混合土 ；
填料的制作方法将干污泥、粘土和荻苇或芦苇采用通常的混合方法，搅拌混合均匀，将搅拌好的泥料导入模具中成型，制成长方体形或为圆柱体形，中心有长方体形或为圆柱体形为孔洞，孔洞垂直于大面；然后推进窑炉中高温焙烧制成。本发明的污泥空心砖是根据需要由不同比例污水厂剩余污泥分别与粘土、荻苇或芦苇切段混合后，经过原料处理、成型、烧结制成。外形为长方体结构，长/宽/高为常规空心砖尺寸。空心砖尺寸及通孔大小、方向按其用途确定。通孔采用长方体形或为圆柱形。孔洞垂直于大面。垂直于侧面的通孔I、垂直于顶面的通孔2、垂直于正面的通孔3、芦苇节烧失后留下的不规则孔洞4。赤泥、粉煤灰易得，则根据情况按比例替代污泥或粘土。所述空心砖通孔尺寸根据在湿地中所处位置确定，布水区尺寸大，主要处理区、集水区尺寸小。施工时，该污泥空心砖可直接从垂直流人工湿地底部防渗层向上砌筑或从布水端开始向主要处理区砌筑。空心砖通孔尺寸进水端大，出水端小。
本发明的污泥空心砖非常便于人工湿地填料的工程施工与后期运行维护，又可提高人工湿地填料的使用寿命，还能强化对污水中磷的去除效果。同时，将污水处理厂的剩余污泥资源化利用，也解决了污水处理厂的排泥难题。实施例2 :干污泥10%、粘土 85%、荻苇或芦苇5% ;所述的荻苇或芦苇切成段，每一段的长度为5cm ;所述的粘土为干重比10%粉煤灰与90%的普通粘土的混合土。所述的粘土或者为赤泥与粘土的混合土 ；所述的粘土或者为粉煤灰与粘土的混合土 ；所述的混合土与粘土同样使用，按与粘土地相同比例掺入；所述的赤泥和粉煤灰原料易得。其它与实施例I同。
实施例3 :干污泥20%、粘土 70%、荻苇或芦苇10% ;所述的荻苇或芦苇切成段，每一段的长度为Icm ;所述的粘土为干重比20%赤泥与80%的普通粘土的混合土。其它与实施例I同。
权利要求
1.一种人工湿地专用填料及其制备方法，其特征在于所述的填料的组分及各组分的重量百分比例为干污泥15 30%、粘土 85 70%、荻苇或芦苇10 40% ;所述的荻苇或芦苇切成段，每一段的长度l_5cm ;所述的粘土为普通粘土 ；或者所述的粘土为赤泥与普通粘土的混合土，混合比例为干重重量百分比，赤泥10%—20%、普通粘土 80%—90% ;或者所述的粘土为粉煤灰与普通粘土的混合土，混合比例为干重重量百分比，粉煤灰10%、普通粘土90% ； 填料的制 作方法将干污泥、粘土和荻苇或芦苇切段采用通常的混合方法搅拌混合均匀后，将搅拌好的泥料导入模具中成型，制成长方体形或为圆柱体形，中心有长方体形或为圆柱体形为孔洞，孔洞垂直于大面；然后推进窑炉中高温焙烧制成。
全文摘要
一种人工湿地专用填料及其制备方法，属于环保工程中污水再生回用处理方法。人工湿地填料为长方体结构；该填料根据需要由不同比例污水厂剩余污泥分别与粘土、荻苇或芦苇切段混合后，经过原料处理、成型、烧结制成。填料模块尺寸及开孔大小、方向按其用途确定，孔洞采用长方体形或圆柱形。孔洞垂直于大面。优点本发明的污泥空心砖具有强度大、成本低、寿命长、对污染物吸附效果好的特点，非常便于人工湿地填料的工程施工与后期运行维护，提高人工湿地填料的使用寿命，强化对污水中磷的去除效果。同时，将污水处理厂的剩余污泥资源化利用，以污水处理厂剩余污泥为原料，解决了污水处理厂剩余污泥处理难题，减少了剩余污泥对环境造成的影响。
文档编号C02F3/32GK102874930SQ20121035370
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者王晓, 陈清华, 武倩倩, 郦汇源 申请人:中国矿业大学