一種垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工濕地，尤其涉及一種垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人工濕地是一種人為的將填料床、微生物和植物按一定方式配置而成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。作為一種新型的污水處理技術(shù)，其具有生態(tài)、高效、運行費用低、管理簡單、出水水質(zhì)好等優(yōu)點。而人工濕地填料床作為人工濕地最重要的組成部分，在人工濕地污水處理技術(shù)中起主要作用，其種類、組配方式、高度的選擇是人工濕地工程設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。
[0003]大量的研宄表明，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種填料能夠高效去除氮、磷及有機物等，因而對于復(fù)雜的生活污水，需要對單一污染物去除效果較好的優(yōu)質(zhì)填料進行合理的組配，構(gòu)建一種可以同時高效去除多種污染物的人工濕地填料床。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能高效去除污水中的氮、磷和有機物的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，該填料床的構(gòu)建方式自下而上依次為A型填料層、B型填料層、C型填料層和D型填料層；
[0007]所述A型填料層為陶?；|(zhì)，所述B型填料層為竹炭基質(zhì)，所述C型填料層為沸石基質(zhì)，所述D型填料層為石灰石基質(zhì)。
[0008]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，由于自下而上依次為A型填料層、B型填料層、C型填料層和D型填料層；A型填料層為陶?；|(zhì)，B型填料層為竹炭基質(zhì)，C型填料層為沸石基質(zhì)，D型填料層為石灰石基質(zhì)，針對小型農(nóng)村生活污水，能高效去除污水中的氮、磷和有機物等。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例中模擬無植物垂直流人工濕地對生活污水中TN去除效果的動態(tài)變化示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實施例中模擬無植物垂直流人工濕地對生活污水中NH3-N去除效果的動態(tài)變化示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明實施例中模擬無植物垂直流人工濕地對生活污水中TP去除效果的動態(tài)變化示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明實施例中模擬無植物垂直流人工濕地對生活污水中COD-去除效果的動態(tài)變化示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明實施例中模擬有植物垂直流人工濕地對生活污水中TN去除效果的動態(tài)變化示意圖。
[0014]圖6為本發(fā)明實施例中模擬有植物垂直流人工濕地對生活污水中NH3-N去除效果的動態(tài)變化示意圖。
[0015]圖7為本發(fā)明實施例中模擬有植物垂直流人工濕地對生活污水中TP去除效果的動態(tài)變化示意圖。
[0016]圖8為本發(fā)明實施例中模擬有植物垂直流人工濕地對生活污水中COD-去除效果的動態(tài)變化示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，其較佳的【具體實施方式】是:
[0019]該填料床的構(gòu)建方式自下而上依次為A型填料層、B型填料層、C型填料層和D型填料層；
[0020]所述A型填料層為陶?；|(zhì)，所述B型填料層為竹炭基質(zhì)，所述C型填料層為沸石基質(zhì)，所述D型填料層為石灰石基質(zhì)。
[0021]所述陶粒基質(zhì)呈顆粒狀，粒徑為I?3cm，所述竹炭基質(zhì)呈柱狀，尺寸為長X寬X高=15cmX5cmX5cm，所述沸石基質(zhì)呈顆粒狀，粒徑為Icm左右，所述石灰石基質(zhì)呈顆粒狀，粒徑為I?3cm。
[0022]所述A型填料層、B型填料層、C型填料層、D型填料層的體積比為3:3:3:2。
[0023]所述A型填料層的高度為24cm，所述B型填料層的高度為24cm，所述C型填料層的高度為24cm，所述D型填料層的高度為16cm，該填料床的總高度為88cm。
[0024]相鄰的填料層之間用網(wǎng)分隔，所述的網(wǎng)優(yōu)選網(wǎng)孔為0.6cm的聚乙烯純料網(wǎng)。
[0025]本發(fā)明的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，克服了已有填料組合中存在的不足，利用該技術(shù)構(gòu)建的人工濕地可以很好地凈化小型農(nóng)村生活污水。經(jīng)過該種人工濕地填料床凈化后的污水中總氮、氨氮和總磷的含量達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918—2002)》中規(guī)定的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
[0026]工程應(yīng)用時，填料床按上述構(gòu)建方式所述的順序及高度逐層鋪設(shè)即可。陶粒比表面積大，有利于微生物的附著生長，可以有效去除污水中的有機物；竹炭是多孔性材料，同樣具有相當(dāng)大的比表面積，有很強的吸附性，除可以吸附氮、磷外，還可吸附污水中殘余的其它化學(xué)物質(zhì)，同時有利于微生物膜的形成；沸石很大的比表面積使其具有選擇吸附NH3-N的功能，且在微生物的作用下能夠生物再生；石灰石對磷有很好的去除效果。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0028]本發(fā)明所采用的填料來源廣，成本低，實用性強；不易堵塞，使用壽命長，凈化效果好；選用陶粒、竹炭、沸石、石灰石等四種優(yōu)質(zhì)填料進行合理分層配置，達(dá)到了同時高效去除污水中氮、磷和有機物等多種污染物的目的；填料中創(chuàng)新性地選用了機械強度較高、除污能力較強、易于生物膜形成的竹炭，提高了污水的處理效率，并擴大了竹炭的應(yīng)用范圍；
[0029]本發(fā)明所提出的人工濕地填料床易于構(gòu)建、便于應(yīng)用，對地形、氣候要求較低、適應(yīng)性強；可根據(jù)不同污水處理量在構(gòu)建總面積上進行調(diào)整；可根據(jù)需要種植合適的濕生或水生植物，美化環(huán)境。
[0030]具體實施例:
[0031]實施例1:
[0032]本實施例中，無植物垂直流人工濕地模擬系統(tǒng)裝置采用PP-R板水箱，規(guī)格為
1.5mXlmXlm(長X寬X高)，其中填料床高度為88cm，填料床上部1cm側(cè)壁處留有溢水口，填料床上部不種植植物，水箱底部采用均勻開孔的PVC管進行布水。一種垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，由陶粒、竹炭、沸石、石灰石組成。其特征在于:構(gòu)建無植物垂直流人工濕地時，在布水裝置上填充粒徑為I?3cm的陶?；|(zhì)，填充高度為24cm，然后鋪設(shè)網(wǎng)孔為0.6cm的聚乙烯(HPDE)純料網(wǎng)(該網(wǎng)主要用于分隔上下兩層填料，下同)；在陶粒層填料之上填充尺寸為15cmX5cmX5cm的竹炭基質(zhì)，填充高度為24cm，鋪設(shè)網(wǎng)孔為0.6cm的聚乙烯(HPDE)純料網(wǎng)；在竹炭層填料之上填充粒徑為Icm左右的沸石基質(zhì)，填充高度為24cm，鋪設(shè)網(wǎng)孔為0.6cm的聚乙稀(HPDE)純料網(wǎng)；在沸石層填料之上粒徑為I?3cm的石灰石基質(zhì)，高度為16cm。填料床鋪設(shè)時完全參照上述填料的排序和高度一層一層鋪設(shè)，四種填料的體積比約為3:3:3: 2。生活污水通過進水管流入該模擬裝置底部的布水管網(wǎng)，然后依次流經(jīng)陶粒填料層、竹炭填料層、沸石填料層、石灰石填料層，最終通過填料床上部1cm側(cè)壁處的溢水口流出。采用間歇進出水的方式運行，間隔運行時間為24h，水力負(fù)荷為0.25m3/m2 -d。系統(tǒng)運行期間無堵塞現(xiàn)象，監(jiān)測結(jié)果表明:采用該種填料床構(gòu)建方式的人工濕地系統(tǒng)可以同時高效去除氮、磷和有機物等，污染物去除效果分別見圖1、圖2、圖3、圖4。TN、NH3-N、TP、CODsfa的平均去除率分別為68.81%,78.56%,31.33%和37.87%。出水TN、NH3-N和TP的含量達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918— 2002)》中規(guī)定的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
[0033]實施例2:
[0034]本實施例中，采用有植物垂直流人工濕地模擬系統(tǒng)，模擬裝置及運行參數(shù)與實施例I相同，區(qū)別在于該模擬系統(tǒng)在填料床之上移栽梭魚草幼株，種植密度為8株/平方米。
[0035]系統(tǒng)運行期間無堵塞現(xiàn)象，梭魚草生長茂盛，葉片肥大，莖桿粗壯。監(jiān)測結(jié)果表明:采用該種填料床構(gòu)建方式的人工濕地系統(tǒng)依然可以同時高效去除氮、磷和有機物等，污染物去除效果分別見圖5、圖6、圖7、圖8。TN、NH3-N、TP、CODfc的平均去除率分別為67.19%,70.47%,33.59%和56.13%。出水TN、NH3_N和TP的含量達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)》中規(guī)定的一級A標(biāo)準(zhǔn)。出水CODsfa平均含量達(dá)到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002) V類標(biāo)準(zhǔn)。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，其特征在于，該填料床的構(gòu)建方式自下而上依次為A型填料層、B型填料層、C型填料層和D型填料層； 所述A型填料層為陶粒基質(zhì)，所述B型填料層為竹炭基質(zhì)，所述C型填料層為沸石基質(zhì)，所述D型填料層為石灰石基質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利I要求所述的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，其特征在于，所述陶?；|(zhì)呈顆粒狀，粒徑為I?3cm，所述竹炭基質(zhì)呈柱狀，尺寸為長X寬X高=15cmX5cmX5cm,所述沸石基質(zhì)呈顆粒狀，粒徑為Icm左右，所述石灰石基質(zhì)呈顆粒狀，粒徑為I?3cm。
3.根據(jù)權(quán)利2要求所述的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，其特征在于，所述A型填料層、B型填料層、C型填料層、D型填料層的體積比為3:3:3:2。
4.根據(jù)權(quán)利3要求所述的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，其特征在于，所述A型填料層的高度為24cm，所述B型填料層的高度為24cm，所述C型填料層的高度為24cm，所述D型填料層的高度為16cm，該填料床的總高度為88cm。
5.根據(jù)權(quán)利4要求所述的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，其特征在于，相鄰的填料層之間用網(wǎng)分隔。
6.根據(jù)權(quán)利5要求所述的垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，其特征在于，所述的網(wǎng)為網(wǎng)孔為0.6cm的聚乙烯純料網(wǎng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垂直流人工濕地填料床的構(gòu)建方法，利用陶粒、竹炭、沸石、石灰石進行多層配置，填料床自下而上依次為陶粒層高度24cm、竹炭層高度24cm、沸石層高度24cm、石灰石層高度16cm，填料床總高度為88cm，四種填料的體積比為3:3:3:2。能同時高效去除小型農(nóng)村生活污水中氮、磷和有機物等多種污染物，所采用的填料來源廣、成本低、實用性強，填料不僅可以通過吸附與沉淀作用去除污染物，還有利于生物膜的形成與更新，提高了氮、磷及有機物的去除效率。
【IPC分類】C02F3-32
【公開號】CN104710015
【申請?zhí)枴緾N201510152449
【發(fā)明人】孫慶業(yè), 杜冰, 竇智勇, 程建華, 韋緒好, 代宇
【申請人】安徽大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年4月1日