专利名称：人工湿地滤料的制作方法
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。
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。
具体实施例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，IlOmm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。为了选择合适的砂滤料用于垂直流生态滤床，一些重要的特性，特别是长时间的 持续渗透性通过建立砂粒粒径级配曲线证明。此级配曲线的获得，采用标准筛子进行筛分， 筛孔孔径0. 075/0. 15/0. 3/0. 6/1. 18/2. 36/4. 75/9. 5mm,需要分析的砂粒必须是完全干燥 的。称重大约IOOOg干砂，在准备的实验记录表上准确记录其重量。将砂置入一组筛子上 并充分晃动，然后将每个筛子上残留的砂称重，在每个筛子上残留的砂称为上下两个筛子 的“筛孔差”。在测试砂子和记录相应的重量以后，对文件进行编号。采用Excel-表对数据 进行处理，并能自动生成所需要的曲线，如图2所示。适合于垂直流生态滤床使用，滤料同 时满足以下几点1)砂粒级配曲线应处于如图2所示推荐的范围内；2)0. 075mm以下的砂 粒应低于2% ；3)图表中的砂粒直径dlO应大于0.2mm ;4)在颗粒级配曲线中的砂子的均 勻度系数U应小于5，越小越好。最后通过加入盐酸确定砂子的石灰含量，石灰含量应小于 5%以避免垂直流生态滤床表面发生堵塞。综上所述，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。
需要理解到的是以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.人工湿地滤料，其特征在于包括上、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 32mm0
2.根据权利要求1所述的人工湿地滤料，其特征在于所述生态滤料处理层的厚度为 50cmo
3.根据权利要求1所述的人工湿地滤料，其特征在于所述中砾石过渡层的厚度为 IOcm0
4.根据权利要求1所述的人工湿地滤料，其特征在于所述粗砾石排水层的厚度为 20cmo
5.根据权利要求1所述的人工湿地滤料，其特征在于所述生态滤料处理层的滤料为 满足水力参数和级配曲线要求的滤料。
全文摘要
本发明提供一种人工湿地滤料，包括上、中、下三层，上层是厚度为40～80cm的生态滤料处理层，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，中砾石过渡层的砾石直径为8～16mm，粗砾石排水层的砾石直径为16～32mm。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。
文档编号C02F3/32GK102107950SQ20101061668
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者杜建强 申请人:苏州德华生态环境科技有限公司