[发明专利]一种人工湿地填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种人工湿地填料及其制备方法，属于环境保护技术领域。其包括：按重量份计，活性污泥50‑100份、高炉渣10‑40份、碳渣1‑20份、膨润土1‑10份、氮吸附剂1‑5份和磷吸附剂1‑5份。本发明原料价格低廉，容易获得，制备简单、制成的填料具有强度大，硬度高、不易分解，透水性好，对磷和氮的吸附性强的优点。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种人工湿地填料及其制备方法。

背景技术

目前我国水环境状况日趋恶化，出现了湖泊富营养化、近岸海域赤潮、河流和水库的有机污染等问题，威胁到居民的引水安全和人民群众的健康。人工湿地填料处理由于其具有水质净化效果好、基建运行费用低、能耗低、维护管理简单、抗冲击负荷能力强等特点，而且能够为野生动物提供栖息地、提高生态景观的美学价值，所以在生活污水、工业废水、农业面源污水、城市暴雨径流和富营养化水体等方面均得到了广泛的应用。但是，从已有的工程实践来看，人工湿地填料脱氮脱磷能力弱。

发明内容

本发明的目的是提供一种人工湿地填料及其制备方法，以解决现有人工湿地填料脱氮脱磷能力弱的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种人工湿地填料，包括：按重量份计，活性污泥50-100份、高炉渣10-40份、粉煤灰1-20份、膨润土1-10份、氮吸附剂1-5份和磷吸附剂1-5份。

本发明采用的活性污泥为污水处理厂的污泥脱水环节留下来的，其中含有大量的絮凝剂，主要有PAM和PAC，这些絮凝剂保留在污泥中。因此，本发明采用的活性污泥中含有大量残留的有效絮凝成分，这些活性成分可以对人工湿地起到吸附污染物和净化污水的作用。并且将污水处理厂中残留下的污泥废渣支撑填料，对剩余污泥难处理问题，实现了“以废治废”、“变废为宝”的环境治理理念。

在本申请的填料中，活性污泥含有的大量的有效絮凝成分，能够高效截留水体中的氮、磷元素，供种植在其上方土壤层植物生长所用。并通过高炉渣、膨润土和粉煤灰作为辅助填料，使得填料具有表面粗糙、孔隙率高、微孔结构分布均匀、比表面积大、机械强度较高的优点，可以改善人工湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，增强系统对污染物去除效率的同时，也能防止湿地堵塞。并通过加入氮吸附剂和磷吸附剂，优化填料对氮磷的吸附效果，其除磷除氮吸附容量远远大于目前常用吸附材料，延长了填料的使用寿命，降低了因需置换带来的高额成本。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述人工湿地填料，包括：按重量份计，活性污泥60-80份、高炉渣20-30份、粉煤灰5-15份、膨润土3-7份、氮吸附剂1-5份和磷吸附剂1-5份。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述活性污泥含水量低于60%。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述氮吸附剂的制备方法包括以下步骤：

（ⅰ）将木质素磺酸钠和活性炭按质量为（80-100）：1溶解在乙酸溶液中配制成1-10wt%溶液后，滴加到浓度为10-20wt%氢氧化钠溶液中，搅拌、过滤得到珠体；

（ⅱ）将珠体加入浓度为1-5g/mL氯化镧水溶液中浸泡，并在30-50℃下充分吸附，过滤后加入到环氧氯丙烷中，调节pH至8-10，再加入过硫酸钾，在50-70℃温度下反应3-5h，制得氮吸附剂；

其中，珠体、环氧氯丙烷和过硫酸钾的质量比为：1：（6-8）：（0.01-0.02）。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述磷吸附剂的制备方法包括以下步骤：

（ⅰ）将活化甘蔗渣在浓度为3-7g/mL的氯化铈溶液中浸渍，调节pH至10-12，搅拌反应1-2h，经乙醇清洗烘干后，制得初始吸附剂；