CN105984955A - 一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法 - Google Patents

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许明新
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Abstract

本发明公开了一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：砂土覆盖层、珍珠岩层、增氧砖粉颗粒层、高炉矿渣层；砂土覆盖层上种植有菖蒲；砂土覆盖层由颗粒粒径为1-5mm的细砂和处理后的家畜粪便按照8:1-2的比例构成；所述的家畜粪便的处理方法为：将家畜粪便腐熟后，80-100℃下灭菌，干燥，磨粉，再加入相当于家畜粪便质量10-20%的草炭，造粒成粒径为1-5mm的颗粒后，即得。

Description

一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法
技术领域
本发明涉及人工湿地领域，确切地说是一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法。
背景技术
人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术，能够处理生活污水、工业及农业污水，具有净化效果显著、建设和运行费用低廉、管理简便等优点，特别适合小城市生活污水处理，近年来越来越受到人们的重视。人工湿地的净化机理包括微生物降解、植物吸收同化和基质的物理化学作用，其中微生物在人工湿地对污水的净化过程中起着关键作用。
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
人工湿地对磷的去除是通过湿地填料基质的理化反应、植物根系的吸收以及微生物的积累等几方面共同作用完成的。但是植物的吸收与微生物的积累作用对磷的去除只占很少的一部分。研究发现，磷的主要去除机制是基质的吸附作用，水体中的正磷酸盐，在水流流经湿地介质表面时，受到介质的吸附，此吸附能力的好坏，将取决于湿地是否有良好的水力传导性和较高的比表面积。因此，选择有效的湿地基质填料对水体中磷的去除意义重大。
同时从现有技术实践来看，人工湿地***中进水携氧数量较低、大气复氧和植物根系释氧能力有限，而污水中有机物的好氧降解和脱氮的硝化过程均需要充足的氧，因此人工湿地中的溶解氧无法满足大量污染物降解的需要，限制生物的硝化反应。所以目前急需一种新的人工湿地来解决其降解能力不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法。
上述目的通过以下方案实现：
一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）污水进入隔栅池去除大颗粒的悬浮物和杂物；
（2）预处理后的废水再进入垂直流人工湿地进一步处理,人工湿地多层填料中含有处理后的家畜粪便；
（3）处理后的污水常规工艺进一步处理后回收利用；
所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：砂土覆盖层、珍珠岩层、增氧砖粉颗粒层、高炉矿渣层；砂土覆盖层上种植有菖蒲；
砂土覆盖层由颗粒粒径为1-5mm的细砂和处理后的家畜粪便按照8:1-2的比例构成；
所述的家畜粪便的处理方法为：将家畜粪便腐熟后，80-100℃下灭菌，干燥，磨粉，再加入相当于家畜粪便质量10-20% 的草炭，造粒成粒径为1-5mm的颗粒后，即得。
所述的一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉20-30、羧甲基淀粉钠1-2、蓖麻油2-4、硬脂酸1-2、氧化铝1-4、六偏磷酸钠1-2、甲基丙烯酸0.3-0.5、过氧化钙2-4；
所述的增氧砖粉颗粒制备方法为：
(1)废砖粉于浓度为5-8%的盐酸中浸泡10-12小时，过滤，烘干，180-200℃焙烧，冷却后，投入浓度为20-25%的双氧水中浸泡，过滤，阴干，得改性粉备用；
(2)硬脂酸、氧化铝、六偏磷酸钠、甲基丙烯酸混匀后，加适量水，升温至50-60℃，20-80rpm下搅拌均匀，再加入改性粉以及其余原料，搅拌均匀，造粒，于室温下自然干燥24-26h，再30-50℃烘干后，过筛，即得。
所述的一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：所述珍珠岩层珍珠岩粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、高炉矿渣层高炉矿渣颗粒粒径为15-20mm。
所述的一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：所述砂土覆盖层、珍珠岩层、增氧砖粉颗粒层、高炉矿渣层体积比为1-2:1-2:1-2:2-3。
本发明的有益效果为：
（1）、家畜粪便经过腐熟、灭菌后和草炭一起制得颗粒，可以作为微生物的载体，提高微生物对污染物的吸附降解能力，提高畜禽粪便无害化处理和资源化利用的产品附加值，环保绿色无污染；
（2）本发明使用废砖粉变废为宝，其来源广泛，价格低廉，利用砖粉改性后的优异的吸附性和离子交换性，使得其能够将污水中的重金属离子吸附掉。同时改性后的废砖粉表面粗糙、孔隙率高、微孔结构分布均匀、比表面积大、外表坚硬、抗水力冲击强度较高等优点，适合微生物的附着生长，可以作为微生物载体；废砖粉用双氧水浸泡后，能够增加人工湿地的溶解氧含量，过氧化钙是一种相对稳定的过氧化物, 常温下干燥的过氧化钙不易分解,具有较强的漂白、杀菌、消毒作用且对环境无污染, 在水中缓慢分解释放出活性氧，同时调节水体PH 值，增加人工湿地的除氨氮除磷效果，去除二氧化碳、硫化氢等有毒有害气体。
（3）本发明的人工湿地对污染物的吸附容量和速度远远大于其他方法，大大延长了填料的使用周期，避免了因经常更换填料带来的高额置换成本，不仅提高了湿地***对污水的降解能力，而且延长了湿地的使用寿命。
具体实施方式
一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，包括以下步骤：
（1）污水进入隔栅池去除大颗粒的悬浮物和杂物；
（2）预处理后的废水再进入垂直流人工湿地进一步处理,人工湿地多层填料中含有处理后的家畜粪便；
（3）处理后的污水常规工艺进一步处理后回收利用；
所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：砂土覆盖层、珍珠岩层、增氧砖粉颗粒层、高炉矿渣层；砂土覆盖层上种植有菖蒲；
砂土覆盖层由颗粒粒径为1-5mm的细砂和处理后的家畜粪便按照8:1的比例构成；
所述的家畜粪便的处理方法为：将家畜粪便腐熟后，100℃下灭菌，干燥，磨粉，再加入相当于家畜粪便质量20% 的草炭，造粒成粒径为1-5mm的颗粒后，即得。
所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉30、羧甲基淀粉钠1、蓖麻油2、硬脂酸1、氧化铝1、六偏磷酸钠1、甲基丙烯酸0.3、过氧化钙2；
所述的增氧砖粉颗粒制备方法为：
(1)废砖粉于浓度为5%的盐酸中浸泡10小时，过滤，烘干，180℃焙烧，冷却后，投入浓度为20%的双氧水中浸泡，过滤，阴干，得改性粉备用；
(2)硬脂酸、氧化铝、六偏磷酸钠、甲基丙烯酸混匀后，加适量水，升温至50℃，80rpm下搅拌均匀，再加入改性粉以及其余原料，搅拌均匀，造粒，于室温下自然干燥24h，再50℃烘干后，过筛，即得。
所述珍珠岩层珍珠岩粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、高炉矿渣层高炉矿渣颗粒粒径为15-20mm。
所述砂土覆盖层、珍珠岩层、增氧砖粉颗粒层、高炉矿渣层体积比为2:1:1:3。
该人工湿地***重金属去除率为30-60%，总磷平均去除率为 64.7%.单位面积磷滞留量平均为270mg·m-2·d-1,总氮平均去除率62.8%。

Claims (4)

1.一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）污水进入隔栅池去除大颗粒的悬浮物和杂物；
（2）预处理后的废水再进入垂直流人工湿地进一步处理,人工湿地多层填料中含有处理后的家畜粪便；
（3）处理后的污水常规工艺进一步处理后回收利用；
所述的垂直流人工湿地的多层填料自上而下依次为：砂土覆盖层、珍珠岩层、增氧砖粉颗粒层、高炉矿渣层；砂土覆盖层上种植有菖蒲；
砂土覆盖层由颗粒粒径为1-5mm的细砂和处理后的家畜粪便按照8:1-2的比例构成；
所述的家畜粪便的处理方法为：将家畜粪便腐熟后，80-100℃下灭菌，干燥，磨粉，再加入相当于家畜粪便质量10-20% 的草炭，造粒成粒径为1-5mm的颗粒后，即得。
2.根据权利要求1所述的一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：所述的增氧砖粉颗粒由下述重量份的原料制得：
废砖粉20-30、羧甲基淀粉钠1-2、蓖麻油2-4、硬脂酸1-2、氧化铝1-4、六偏磷酸钠1-2、甲基丙烯酸0.3-0.5、过氧化钙2-4；
所述的增氧砖粉颗粒制备方法为：
(1)废砖粉于浓度为5-8%的盐酸中浸泡10-12小时，过滤，烘干，180-200℃焙烧，冷却后，投入浓度为20-25%的双氧水中浸泡，过滤，阴干，得改性粉备用；
(2)硬脂酸、氧化铝、六偏磷酸钠、甲基丙烯酸混匀后，加适量水，升温至50-60℃，20-80rpm下搅拌均匀，再加入改性粉以及其余原料，搅拌均匀，造粒，于室温下自然干燥24-26h，再30-50℃烘干后，过筛，即得。
3.根据权利要求1所述的一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：所述珍珠岩层珍珠岩粒径为10-20mm、增氧砖粉颗粒层增氧砖粉颗粒粒径为10-20mm、高炉矿渣层高炉矿渣颗粒粒径为15-20mm。
4.根据权利要求1所述的一种含有家畜粪便的绿色人工湿地处理废水的方法，其特征在于：所述砂土覆盖层、珍珠岩层、增氧砖粉颗粒层、高炉矿渣层体积比为1-2:1-2:1-2:2-3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102249758A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 金松亭 一种畜禽粪便加工新型有机肥与人工湿地综合利用的方法
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