[发明专利]人工湿地滤料

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工湿地滤料，属于污水处理技术领域。

背景技术

目前，垂直流人工湿地被广泛运用于处理生活污水和部分行业废水。填料是人工湿地的主要组成部分，是人工湿地区别于自然湿地的重要方面。垂直流人工湿地指污水从沉淀池间歇性配水到滤床表面，然后向下纵向重力自流，是人工湿地中的一种高效工艺，结合物理过滤和生化反应有效处理各类污水。滤床中的填料为微生物细菌提供了一个非常适宜的环境，有机氮经氨化作用矿化为氨氮，在好氧条件下，氨氮经硝化作用转变为硝酸盐和亚硝酸盐，然后在厌氧和有机碳源的条件下，经反硝化作用部分被还原为氮气，释放到大气中。含磷化合物主要是在基质填料中反应、富集、沉淀，从而从污水中去除。污水下渗过程中，通过填料砂层中一个一个好氧、厌氧反应微单元，生化降解沉淀，污染物浓度降低。

滤料对污染物的截留过程包括物理过滤、离子交换、专性与非专性吸附、螯合作用、沉降反应等，所以说，人工湿地滤料的类型以及各部分组成比例对污水处理效果有重要影响。垂直流人工湿地虽然有较高的污染物去除效率，但是容易发生堵塞现象，运行一段时间后水力传导性能下降。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种人工湿地滤床滤料，解决传统人工湿地容易堵塞的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

人工湿地滤料，特点是：包括上、中、下三层，上层是厚度为40～80cm的生态滤料处理层，中间层是厚度为10～20cm的中砾石过渡层，下层是厚度为20～40cm的粗砾石排水层，所述中砾石过渡层的砾石直径为8～16mm，所述粗砾石排水层的砾石直径为16～32mm。

进一步地，上述的人工湿地滤料，其中，所述生态滤料处理层的厚度为50cm。

更进一步地，上述的人工湿地滤料，其中，所述中砾石过渡层的厚度为10cm。

再进一步地，上述的人工湿地滤料，其中，所述粗砾石排水层的厚度为20cm。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明采用防堵塞滤料的筛选和级配方法，处理层滤料满足水力参数和级配曲线的要求，能够保证良好的水力条件，并为植物和微生物提供良好的生长环境。本发明具有配制方法简单、脱氮除磷效率高、防堵塞性好、污染负荷和水力负荷高等优点。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明的截面示意图；

图2：颗粒级配曲线。

图中各附图标记的含义：

1-生态填料处理层，2-中砾石过渡层，3-粗砾石排水层。

具体实施方式

本发明处理层滤料筛选通过格兰特(Grant)滤料渗透试验和筛分试验的两步实验方法确定，以满足水力参数和级配曲线的要求，保证良好的水力条件。本发明可以克服传统垂直流人工湿地易堵塞问题，保证长期良好的水力传导性能，并且可以承受高水力负荷和污染负荷的进水，污水去除效率高。

如图1所示，人工湿地滤料，包括上、中、下三层，上层是厚度为40～80cm的生态滤料处理层1，中间层是厚度为10～20cm的中砾石过渡层2，下层是厚度为20～40cm的粗砾石排水层3，中砾石过渡层2由直径8～16mm的中砾石构成，粗砾石排水层3由直径16～32mm的粗砾石构成。

其中，生态滤料处理层1的最佳厚度为50cm，中砾石过渡层2的最佳厚度为10cm，粗砾石排水层3的最佳厚度为20cm。

滤料的核心部分-生态滤料处理层1的筛选通过格兰特(Grant)砂滤渗透试验和筛分试验的两步实验方法确定。

格兰特(Grant)砂滤渗透试验具体方法为：300mm长，110mm直径的PVC管置于砾石层上，管内填有200mm高的砂子。砂子润湿但不能饱和。在砂子表面放置一个小板或者类似的东西，以减少水产生的对砂的冲击。500ml自来水被快速加入到管内，但是应尽量减少对砂表面的干扰，然后测定水从管中完全排放所需要的时间。排放完后，再加入500ml水并测定排放时间，重复该实验直到需要的时间没有变化为止。时间变化绘成曲线。对于垂直流生态滤床用于生活污水处理，如果水力负荷为40-80mm/d，则渗滤时间在150秒内。当垂直流生态滤床采用较高水力负荷时，500ml水的排放时间应该在50～100秒之间，超过这个值则会降低可靠性。并且时间变化曲线尽量平缓。