一种强化处理氟和砷污染水的物化-人工湿地组合工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种强化处理氟和砷污染水的物化-人工湿地组合处理工艺，属于环境保护与水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着工农业和采矿、冶金等产业的蓬勃发展，在一定程度上加重了水资源的污染。我国很多区域地下水和地表水中氟和砷的含量严重超标。含高浓度的氟和砷的水在满足人类用水的同时也给人们带来了致命的伤害，长期困扰着人们，为了人类自身的生命健康与安全，必须开发高效经济且环保的饮用水及工业废水去氟除砷工艺。
[0003]吸附法是一种简单易行的水处理技术，一般适用于处理量大、浓度较低的污水。吸附法是目前去除氟和砷的主要方法之一。吸附法去除氟和砷具有去除效果好、运行稳定等优点。
[0004]人工湿地技术是于19世纪50年代逐渐发展起来的一种水处理技术，近年来得到了快速的发展。国外很早就开展了该领域的研究。1953年，德国的Seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机和无机物。进入60年代，这些实验从观察开始推广至许多大规模实验，掀起人工湿地研究热潮。Seidel与Kickuth合作于1972年提出根区理论，80年代人工湿地系统由试验阶段进入应用阶段，相继德国、丹麦、奥地利、比利时、荷兰等国家建立了大量的芦苇床系统，主要用于小城镇的污水处理。目前表面流湿地在北美是主要处理湿地，如美国有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水；欧洲、澳大利亚较多采用的是潜流人工湿地工艺，丹麦、德国、英国每个国家都至少有200个系统在运行。人工湿地与传统的污水处理方法相比，具有处理效果好、建设和运行费用低、处理过程能耗低、易于维护管理、良好的景观效应等优点。
[0005]近年来，各国学者对湿地的应用及机理进行了大量的研究，但都主要集中于处理生活污水、采矿废水等的研究，主要污染物是氮磷及重金属等，而针对含氟和砷的污水的处理研究罕见报道。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提出一种针对含氟和砷污水的、占地面积小、去氟除砷效果好、投资运行成本低的物化-人工湿地组合处理工艺。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0008]该系统由顺序连接的物化处理装置和人工湿地处理装置组成，由物化处理装置进行前处理，人工湿地处理装置进行进一步处理；
[0009]所述物化处理装置由进水系统，吸附填料层及出水系统组成；吸附填料层下方填充粗鹅卵石，所述进水系统的进水管置于粗鹅卵石之间，为下层进水；吸附填料层上方填充有细鹅卵石，以防止吸附填料上浮，过滤出水；
[0010]所述人工湿地处理装置包括上层湿地，下层湿地，进水系统和出水收集系统；所述上层湿地中种植植物，填充土壤与细煤渣的混合物，有利于植物、微生物的生长及氟和砷的吸附，上层湿地上方设有溢流管；所述下层湿地填充粗煤渣，有利于微生物的生长以及污水的过滤；下层湿地下方填充有粗鹅卵石；所述进水系统为置于上层湿地上方的上层布水管；所述出水系统的出水管位于湿地底部，出水通过U形管排出系统，出水管处设有排空阀；
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步描述。
[0012]图1为本发明的吸附-人工湿地组合处理系统示意图。
[0013]图中:
[0014]1、物化处理装置池体 2、人工湿地池体
[0015]3、物化处理装置进水管 4、物化处理装置出水管
[0016]5、人工湿地进水管6、人工湿地出水管
[0017]7、放空阀8、U形管
[0018]9、细鹅卵石10、吸附填料层 11、粗鹅卵石
[0019]12、上层湿地13、下层湿地 14、植物
[0020]15、溢流管16、控制阀门 17、底座
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图进一步说明本发明的结构和工作方式:
[0022]本发明提供了一种强化去氟除砷的物化-人工湿地组合处理工艺，其结构如图1所示，由物化处理装置(I)和人工湿地处理装置(II)组成；
[0023]参见图1，所述物化处理装置包括进水系统，吸附填料层及出水系统；吸附填料层10的吸附剂为粒径3-5mm的活性氧化铝，吸附填料层下方填充粒径为15_30mm的粗鹅卵石11，所述进水系统的进水管3置于粗鹅卵石之间；吸附填料层上方填充粒径为5-12_细鹅卵石9，以防止吸附填料上浮，过滤出水；
[0024]参见图1，所述人工湿地处理装置包括上层湿地12，下层湿地13，进水系统和出水收集系统；所述上层湿地12中种植植物14，填充粒径为0-2mm 土壤与0_2mm细煤渣(3.5: l，w/w)的混合物，有利于植物、微生物的生长及氟和砷的吸附；所述下层湿地13填充的为粒径2-10mm的粗煤渣，有利于微生物的生长以及水的过滤；下层湿地下面填充有粒径为15-30mm的粗鹅卵石11 ;所述进水系统为置于上层湿地上方的上层布水管5 ;所述出水收集系统的出水管6位于湿地底部，通过U形管8排出装置。
[0025]以上所述仅为本发明的一个具体实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明基础上所做的任何修改及改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种强化处理氟和砷污染水的物化-人工湿地组合处理工艺，其特征在于:它由顺序连接的物化处理装置(I)和人工湿地处理装置(II)组成，由物化处理装置进行前处理，人工湿地处理装置进行深度处理。
2.权利要求1所述物化处理装置由进水系统，吸附填料层及出水系统组成。
3.权利要求2所述进水系统为下层进水，所述出水系统为上层出水。
4.权利要求1所述人工湿地处理装置包括上层湿地，下层湿地，进水系统和出水系统。
5.权利要求4所述上层湿地中填充土壤与细煤渣的混合物，有利于植物、微生物的生长和氟和砷的吸附。
6.权利要求4所述下层湿地填充粗煤渣，有利于微生物的生长以及水的过滤。
7.权利要求4所述上层湿地与下层湿地高度比为1:1。
8.权利要求4所述进水系统由上层布水，出水系统为下层出水。
【专利摘要】本发明提出一种强化处理含氟和砷污水的吸附-人工湿地组合处理系统，所述系统由吸附装置和人工湿地处理装置顺序连接组成。所述吸附装置由进水系统，吸附填料层及出水系统组成，进水系统为下层进水，污水经过吸附填料吸附后由上层出水系统排出；所述人工湿地处理装置包括上层湿地，下层湿地，进水系统和出水收集系统，进水系统上层布水，污水经过上层湿地、下层湿地后，由出水收集系统排出装置。吸附-人工湿地组合处理，可以延长人工湿地寿命。本发明占地面积小，对氟和砷的去除效果好。
【IPC分类】C02F9-14
【公开号】CN104773898
【申请号】CN201410016621
【发明人】刘新春, 李娟 , 琚宜文, 余志晟, 吴建光, 张平, 易鑫
【申请人】中国科学院大学, 中联煤层气有限责任公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月15日