[发明专利]一种羟基磷灰石的制备方法及其构建的人工湿地系统

说明书

本发明公开了一种羟基磷灰石的制备方法及其构建的人工湿地系统。具体公开了一种微米级羟基磷灰石的制备方法，以及一种处理含氟和/或硝氮地下水的湿地系统。本发明提供的微米级羟基磷灰石制备方法造价成本低廉，操作简单，可大规模进行工业化生产；本发明所提供的处理含氟、硝氮地下水的湿地装置能够显著降低处理水中的氟、硝氮浓度，使出水水质符合国家规定标准，在处理含氟和硝氮后出水效果依然稳定，转化效率高，且成本低廉，具有推广前景。

技术领域

本发明涉及一种废水处理技术领域，更具体地，涉及一种羟基磷灰石的制备方法及其构建的人工湿地系统。

背景技术

氟在人体生命活动中是必不可少的微量元素，对人体的生命活动起着双刃剑的作用，当人体从外界环境摄入较多的含氟物质时，可能会造成人体慢性氟中毒，使得人体诱发氟斑牙或致使人体造成骨变形。当人体长期对于氟摄入量不足，则会使得人体骨骼变脆易骨折或造成龋齿突出。而我国水处理中规定的含氟标准为氟离子浓度应小于1.0mg/L，因而寻找合适的方法处理含氟地下水至关重要。我国水体部分区域外源性营养盐所导致的水体富营养化日益严重，特别是氮所引起问题越发值得关注。氮所产生的污染在在表层水和地下水均有体现，污染途径由工业工厂的氮排放、农业生产含氮农药的滥用等，诸如此类的污染加剧了水体富营养化程度，因而需找到经济适宜的降解硝态氮的方法。

当前处理含氟地下水方法有：离子交换法、絮凝沉淀法、膜过滤法、沉淀法、吸附法等。而在这些处理含氟地下水的方法中，吸附法因其操作简单、造价低廉、效率高效而被广泛应用。虽然我国在地下水除氟方面开展了不少实验研究，但是因为地下水除氟技术较为困难，研发投入力度不够，因而需要开发新的除氟材料和技术。传统的脱氮技术在转化、迁移方面存在较大缺陷，且处理时间长、成本高，传统技术也存在技术等方面的限制，难以进行推广。虽然近些年来，国家进行了一些新型脱氮技术，但是由于其技术装备昂贵以及操作的复杂性，也难以用于大规模水处理当中。

目前，一些处理水的传统湿地系统的配料方式是将大粒径的填料放置于湿地系统的底部，随后逐层连续添加不同类型的填料或是添加粒径逐步减小的填料。而这种传统的填料方式对于工艺操作较为严格，处理水中悬浮物较多时容易发生堵塞，对于后续回收、脱吸附等存在难度；传统的湿地系统在处理面积较大时，还容易出现流动死区，降低了湿地系统的有效利用面积，且减少了目标水在系统中的水力停留时间。专利CN102616966公开了一种地下水除氟装置及除氟方法，除氟装置从下至上依次包括进水单元、澄清单元、过滤单元，采用悬浮澄清泥渣的形式，利用混凝剂与无毒的粉末羟基磷灰石的协同作用来去除水中的氟离子，最后利用上向流过滤方式来截留残余的粉末羟基磷灰石和微小絮体。但是该方法存在处理效率低、对地下水中的氟离子处理效果较差(地下水氟离子初始浓度为4.0mg/L，装置出水氟离子浓度降低至0.53mg/L，氟离子降低率为84～88％)的缺点。因此，亟需解决湿地系统中操作复杂、处理含氟、硝氮地下水效率低、处理效果差的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统吸附材料吸附回收困难以及湿地装置中操作复杂、处理含氟、硝氮地下水效率低，处理效果差的问题，提供一种微米级羟基磷灰石的制备方法以及处理含氟和/或硝氮地下水的湿地系统。

本发明的第一个目的是提供一种微米级羟基磷灰石的制备方法。

本发明的第二个目的是提供所述微米级羟基磷灰石的制备方法制备得到的微米级羟基磷灰石。

本发明的第三个目的是提供所述的微米级羟基磷灰石在处理含氟和/或硝氮污水，或制备处理含氟和/或硝氮污水的产品中的应用。

本发明的第四个目的是提供一种含氟和/或硝氮地下水的处理装置。

本发明的第五个目的是提供一种含氟和/或硝氮地下水的湿地系统。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：