專利名稱：人工濕地濾料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工濕地濾料，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，垂直流人工濕地被廣泛運(yùn)用于處理生活污水和部分行業(yè)廢水。填料是人工 濕地的主要組成部分，是人工濕地區(qū)別于自然濕地的重要方面。垂直流人工濕地指污水從 沉淀池間歇性配水到濾床表面，然后向下縱向重力自流，是人工濕地中的一種高效工藝，結(jié) 合物理過濾和生化反應(yīng)有效處理各類污水。濾床中的填料為微生物細(xì)菌提供了一個(gè)非常適 宜的環(huán)境，有機(jī)氮經(jīng)氨化作用礦化為氨氮，在好氧條件下，氨氮經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}和 亞硝酸鹽，然后在厭氧和有機(jī)碳源的條件下，經(jīng)反硝化作用部分被還原為氮?dú)猓尫诺酱髿?中。含磷化合物主要是在基質(zhì)填料中反應(yīng)、富集、沉淀，從而從污水中去除。污水下滲過程 中，通過填料砂層中一個(gè)一個(gè)好氧、厭氧反應(yīng)微單元，生化降解沉淀，污染物濃度降低。濾料對(duì)污染物的截留過程包括物理過濾、離子交換、專性與非專性吸附、螯合作 用、沉降反應(yīng)等，所以說，人工濕地濾料的類型以及各部分組成比例對(duì)污水處理效果有重要 影響。垂直流人工濕地雖然有較高的污染物去除效率，但是容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，運(yùn)行一段時(shí) 間后水力傳導(dǎo)性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種人工濕地濾床濾料，解決傳 統(tǒng)人工濕地容易堵塞的問題。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)人工濕地濾料，特點(diǎn)是包括上、中、下三層，上層是厚度為40 80cm的生態(tài)濾料 處理層，中間層是厚度為10 20cm的中礫石過渡層，下層是厚度為20 40cm的粗礫石 排水層，所述中礫石過渡層的礫石直徑為8 16mm，所述粗礫石排水層的礫石直徑為16 32mm。進(jìn)一步地，上述的人工濕地濾料，其中，所述生態(tài)濾料處理層的厚度為50cm。更進(jìn)一步地，上述的人工濕地濾料，其中，所述中礫石過渡層的厚度為10cm。再進(jìn)一步地，上述的人工濕地濾料，其中，所述粗礫石排水層的厚度為20cm。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本發(fā)明采用防堵塞濾料的篩選和級(jí)配方法，處理層濾料滿足水力參數(shù)和級(jí)配曲線 的要求，能夠保證良好的水力條件，并為植物和微生物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。本發(fā)明具有配 制方法簡(jiǎn)單、脫氮除磷效率高、防堵塞性好、污染負(fù)荷和水力負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖1 本發(fā)明的截面示意圖2:顆粒級(jí)配曲線。圖中各附圖標(biāo)記的含義1-生態(tài)填料處理層，2-中礫石過渡層，3-粗礫石排水層。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明處理層濾料篩選通過格蘭特(Grant)濾料滲透試驗(yàn)和篩分試驗(yàn)的兩步實(shí) 驗(yàn)方法確定，以滿足水力參數(shù)和級(jí)配曲線的要求，保證良好的水力條件。本發(fā)明可以克服傳 統(tǒng)垂直流人工濕地易堵塞問題，保證長(zhǎng)期良好的水力傳導(dǎo)性能，并且可以承受高水力負(fù)荷 和污染負(fù)荷的進(jìn)水，污水去除效率高。如圖1所示，人工濕地濾料，包括上、中、下三層，上層是厚度為40 80cm的生態(tài) 濾料處理層1，中間層是厚度為10 20cm的中礫石過渡層2，下層是厚度為20 40cm的 粗礫石排水層3，中礫石過渡層2由直徑8 16mm的中礫石構(gòu)成，粗礫石排水層3由直徑 16 32mm的粗礫石構(gòu)成。其中，生態(tài)濾料處理層1的最佳厚度為50cm，中礫石過渡層2的最佳厚度為10cm， 粗礫石排水層3的最佳厚度為20cm。濾料的核心部分-生態(tài)濾料處理層1的篩選通過格蘭特(Grant)砂濾滲透試驗(yàn)和 篩分試驗(yàn)的兩步實(shí)驗(yàn)方法確定。格蘭特(Grant)砂濾滲透試驗(yàn)具體方法為300mm長(zhǎng)，IlOmm直徑的PVC管置于礫 石層上，管內(nèi)填有200mm高的砂子。砂子潤(rùn)濕但不能飽和。在砂子表面放置一個(gè)小板或者 類似的東西，以減少水產(chǎn)生的對(duì)砂的沖擊。500ml自來水被快速加入到管內(nèi)，但是應(yīng)盡量減 少對(duì)砂表面的干擾，然后測(cè)定水從管中完全排放所需要的時(shí)間。排放完后，再加入500ml水 并測(cè)定排放時(shí)間，重復(fù)該實(shí)驗(yàn)直到需要的時(shí)間沒有變化為止。時(shí)間變化繪成曲線。對(duì)于垂 直流生態(tài)濾床用于生活污水處理，如果水力負(fù)荷為40-80mm/d，則滲濾時(shí)間在150秒內(nèi)。當(dāng) 垂直流生態(tài)濾床采用較高水力負(fù)荷時(shí)，500ml水的排放時(shí)間應(yīng)該在50 100秒之間，超過這 個(gè)值則會(huì)降低可靠性。并且時(shí)間變化曲線盡量平緩。為了選擇合適的砂濾料用于垂直流生態(tài)濾床，一些重要的特性，特別是長(zhǎng)時(shí)間的 持續(xù)滲透性通過建立砂粒粒徑級(jí)配曲線證明。此級(jí)配曲線的獲得，采用標(biāo)準(zhǔn)篩子進(jìn)行篩分， 篩孔孔徑0. 075/0. 15/0. 3/0. 6/1. 18/2. 36/4. 75/9. 5mm,需要分析的砂粒必須是完全干燥 的。稱重大約IOOOg干砂，在準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)記錄表上準(zhǔn)確記錄其重量。將砂置入一組篩子上 并充分晃動(dòng)，然后將每個(gè)篩子上殘留的砂稱重，在每個(gè)篩子上殘留的砂稱為上下兩個(gè)篩子 的“篩孔差”。在測(cè)試砂子和記錄相應(yīng)的重量以后，對(duì)文件進(jìn)行編號(hào)。采用Excel-表對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理，并能自動(dòng)生成所需要的曲線，如圖2所示。適合于垂直流生態(tài)濾床使用，濾料同 時(shí)滿足以下幾點(diǎn)1)砂粒級(jí)配曲線應(yīng)處于如圖2所示推薦的范圍內(nèi)；2)0. 075mm以下的砂 粒應(yīng)低于2% ；3)圖表中的砂粒直徑dlO應(yīng)大于0.2mm ;4)在顆粒級(jí)配曲線中的砂子的均 勻度系數(shù)U應(yīng)小于5，越小越好。最后通過加入鹽酸確定砂子的石灰含量，石灰含量應(yīng)小于 5%以避免垂直流生態(tài)濾床表面發(fā)生堵塞。綜上所述，本發(fā)明采用防堵塞濾料的篩選和級(jí)配方法，處理層濾料滿足水力參數(shù) 和級(jí)配曲線的要求，能夠保證良好的水力條件，并為植物和微生物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。本 發(fā)明具有配制方法簡(jiǎn)單、脫氮除磷效率高、防堵塞性好、污染負(fù)荷和水力負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)。
需要理解到的是以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn) 飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.人工濕地濾料，其特征在于包括上、中、下三層，上層是厚度為40 80cm的生態(tài)濾 料處理層，中間層是厚度為10 20cm的中礫石過渡層，下層是厚度為20 40cm的粗礫石 排水層，所述中礫石過渡層的礫石直徑為8 16mm，所述粗礫石排水層的礫石直徑為16 32mm0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地濾料，其特征在于所述生態(tài)濾料處理層的厚度為 50cmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地濾料，其特征在于所述中礫石過渡層的厚度為 IOcm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地濾料，其特征在于所述粗礫石排水層的厚度為 20cmo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地濾料，其特征在于所述生態(tài)濾料處理層的濾料為 滿足水力參數(shù)和級(jí)配曲線要求的濾料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種人工濕地濾料，包括上、中、下三層，上層是厚度為40～80cm的生態(tài)濾料處理層，中間層是厚度為10～20cm的中礫石過渡層，下層是厚度為20～40cm的粗礫石排水層，中礫石過渡層的礫石直徑為8～16mm，粗礫石排水層的礫石直徑為16～32mm。本發(fā)明具有配制方法簡(jiǎn)單、脫氮除磷效率高、防堵塞性好、污染負(fù)荷和水力負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102107950SQ20101061668
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者杜建強(qiáng) 申請(qǐng)人:蘇州德華生態(tài)環(huán)境科技有限公司