[发明专利]一种利用Fe(III)强化人工湿地去除污水处理厂尾水中雌二醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程污水处理技术领域。本发明公布了一种去除污水处理厂尾水中雌二醇的方法，具体的说，公布了一种利用Fe(III)和微生物的交互作用，强化人工湿地去除污水处理厂尾水中雌二醇的方法。

背景技术

雌二醇为典型的内源甾体雌激素，水环境中10 ng/L的雌二醇即表现出较强的生态（生理）毒性，造成男性不育、女性生殖器官肿瘤、儿童早熟，野生动物繁殖能力下降，以及水生生物雌性化等。目前，欧洲不少国家已制定标准，限制其排放浓度不得超过10 ng/L。

环境中的雌二醇主要来源于人类及哺乳动物的排泄物。雌二醇通过多种途径，进入城市污水处理厂。目前，城市污水处理厂的传统工艺，特别是厌氧生物处理工艺不能有效去除污水中的雌二醇。通常，污水厂尾水中雌二醇的浓度为ng/L-μg/L的水平，从而，尾水中仍保留较高的雌激素活性。

对污水处理厂尾水进行深度处理，并将其回用于生态、景观补水是目前污水处理厂尾水的主要出路。常见的污水深度处理的方法主要有深床过滤法、臭氧-活性炭法、化学混凝法、人工湿地法等。其中，人工湿地工艺具有操作简单、动力消耗少、运行费用低、处理效果好等优点而被广泛采用。

人工湿地是一个综合生态系统。系统中，微生物是降解污染物的主力军，填料为微生物提供了较好的附着载体，湿地植物吸收水体中氮、磷等营养元素，同时为湿地系统输送氧气，从而使系统在厌氧-好氧交替的环境中运行。雌二醇为典型的甾醇类化合物，在湿地系统的厌氧及缺氧环境中，由于厌氧微生物的电子转移效率低下，雌二醇通常转化为雌酮，在湿地系统中积累，从而，人工湿地系统的出水中仍保留较高的雌激素活性。因此，提高人工湿地系统中微生物的电子转移效率，提升湿地系统降解雌二醇的能力，将大大降低污水处理厂尾水回用的生态环境风险。

发明内容

针对人工湿地系统中雌二醇去除率低的问题，本发明提供了一种利用Fe(III)强化人工湿地去除污水处理厂尾水中雌二醇的方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种利用Fe(III)强化人工湿地去除污水处理厂尾水中雌二醇的方法，具体步骤如下：

(1)：构建潜流人工湿地系统，所述湿地系统长宽比1:1-:4:1，深度0.7-1.2 m；

(2)：在所述湿地系统内填充高度为0.5-1.0 m的混合填料，并混入混合填料质量0.1%~1%的Fe(III)，以提高湿地系统中厌氧微生物的电子传递效率；

(3)：在湿地系统中按5-25株/m²的密度种植芦苇；

(4)：按水力停留时间为0.5-1d向湿地系统中注入污水处理厂尾水，调试人工湿地系统；

(5)：待湿地系统运行稳定后，向污水处理厂尾水加入雌二醇，调节雌二醇的浓度为20-2000 ng/L，按水力停留时间0.5-2d运行人工湿地。

本发明中，步骤(1)中所述湿地系统长宽比为1:1-:3:1，深度为0.8-1.0 m。

本发明中，步骤(2)中所述混合填料由沸石和陶粒组成，沸石：陶粒的体积比为1:1。

本发明中，步骤(2)中所述Fe(III)为针铁矿或赤铁矿，所述针铁矿或赤铁矿添加量为混合填料质量的0.5%~1%。

本发明中，步骤(5)中控制雌二醇的浓度为20-200 ng/L。

本发明相比现有技术具有的有益效果：

本发明提供了一种全新的强化人工湿地去除污水处理厂尾水中雌二醇能力的方法，具体的说，就是在人工湿地系统中加入适量Fe(III)（针铁矿或赤铁矿），构建Fe(III)-微生物交互系统，提升微生物的电子传递效率，强化人工湿地去除污水处理厂尾水中雌二醇的能力。与未添加Fe(III)的湿地系统相比，该方法对雌二醇的去除能力可提升50%，从而大大降低了污水处理厂尾水回用的环境生态风险。

具体实施方式

以下通过实例进一步说明本发明：

实施例1：构建潜流人工湿地系统，人工湿地长宽比3:1，深度1.0 m，湿地内填充高度为0.8 m的组合填料，填料组成为沸石：陶粒=1:1（体积比），向湿地中加入填料质量1%的针铁矿，湿地中按照20株/m²的密度种植芦苇，向湿地系统中按停留时间2 d注入城市污水厂尾水，尾水中雌二醇的浓度为100 ng/L，湿地系统对雌二醇的平均去除率为90%，与未添加针铁矿的湿地系统相比（人工湿地其它运行参数不变），雌二醇的去除率提高了约50%。