[发明专利]一种用于人工湿地的生态碳源基质及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于人工湿地的生态碳源基质及其制备方法和应用，用于人工湿地的生态碳源基质，其特征在于，包括：碳源层；包裹于所述碳源层外部的活性污泥层，所述活性污泥层中含有好氧菌种、缺氧菌种；包裹于所述活性污泥层外部的无机材料层，所述无机材料层与活性污泥层进行胶联，形成具有多孔、高透水性结构的外部骨架；所述的碳源层、活性污泥层和无机材料层的质量比为3‑5：1：6‑10。通过添加活性污泥可以起到快速富集人工湿地系统中的微生物群落的功能，同时能有效的减缓碳源层向水体中释放的有机碳源量，降低因有机物过量释放对水体造成的影响。

技术领域

本发明涉及给水处理领域，具体是一种用于人工湿地的生态碳源基质及其

制备方法和应用。

背景技术

目前，由于水质的污染导致人工湿地处理出水等都面临氮含量偏高的问题，采用传统的生物反硝化脱氮工艺时，往往会面临到水体中碳源不足的问题，这成为了此类水处理工程中脱氮效率的严重制约因素，在实际工程运行中，为了取得更好的脱氮效果，往往采取外加小分子碳源的方法，来补充反硝化所需的电子供体。所加的传统碳源以含有甲醇、乙醇、乙酸盐、葡萄糖、蔗糖等小分子的有机溶液为主。

但是此类碳源的价格相对比较昂贵，持续投加会使运行的成本大大增高。并且由于进水水质、水量的波动性，往往会在设备连续投加时，极易出现投加量不足或者过量等问题；当有机碳投加量不足时，水体中C/N偏低，反硝化进行不彻底，脱氮效果变差；投加量过高时，反硝化作用亦受到制约，并且会造成碳源的浪费，同时，多余的碳源又会对出水水质造成二次污染。针对此类问题，研究新型生态碳源基成为处理低C/N污水领域的热点问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种用于人工湿地的生态碳源基质

及其制备方法和应用。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

根据本发明的一个方面，提供一种用于人工湿地的生态碳源基质，包括：

碳源层；

包裹于所述碳源层外部的活性污泥层，所述活性污泥层中含有好氧菌种、缺氧菌种；

包裹于所述活性污泥层外部的无机材料层，所述无机材料层与活性污泥层进行胶联，形成具有多孔、高透水性结构的外部骨架；

所述的碳源层、活性污泥层和无机材料层的质量比为3-5：1：6-10。

进一步的，水体中的含氮物质可以透过无机材料层的多孔结构进入到缓释碳源层内，所述活性污泥层中的好氧菌种、缺氧菌种会向碳源层方向聚集，使得好氧菌种、缺氧菌种的各项生理活动可以集中在碳源层内部。

进一步的，所述碳源层为水生植物，所述水生植物的木质素与半纤维素之间的酯键和醚键断开连接。

进一步的，生态碳源基质的比表面积大于10000m²/kg。

进一步的，所述无机材料层为石英砂、硅酸盐水泥和矿渣的混合物，其中，石英砂含量最多，且矿渣的含量不低于15%，由于添加了矿渣、石英砂等，通过合理的配合比，固化成型后无机材料层会形成许多孔隙和孔道，具有比表面积大、易挂膜、传质性好等诸多优点，形成的无机材料能够在生态碳源基质表面形成多孔支撑体即具有高透水性结构的外部骨架。

无机材料层为石英砂、矿渣以及硅酸盐水泥等物质，使其加水相互糅合，并通过调整水泥、石英砂、矿渣等配合比将所述材料固化成型，石英砂、矿渣等细小且不规则的无机材料，所以在通过加水糅合硅酸盐水泥塑化成型阶段，无机材料间会形成许多微小的孔隙，增大了其比表面积，具有多孔、高透水性结构的外部骨架，有利于微生物的生长和减缓有机碳源的释放，从而形成了许多缺氧或者厌氧处理区域。