一种深度处理农村生活污水的潮汐流人工湿地基质填料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属农业生活污水处理技术领域，尤其设及一种深度处理农村生活污水的潮 软流人工湿地基质填料。
【背景技术】
[0002] 在我国经济欠发达的农村地区，由于缺乏污水收集管网和相应的治理设施，大部 分生活污水未经任何处理直接排入受纳水体。在部分流域，特别是饮用水源保护区，排放的 生活污水已经成为主要的污染源。因此，对运些分散型生活污水的处理就显得十分紧迫。农 村生活污水的特点是：污水的季节性比较强，水量波动大，有机负荷和水力负荷变化也大， 营养物的含量较高，可生化性好，污水中基本上不含有毒有害物质。农村污水量小且分散， 农村地区经济实力有限，缺乏环境污染治理的专业设施和技术人员，污染防治的基础设施 薄弱。
[0003] 人工湿地用于污水处理，具有效率高、能耗低、投资少及运行管理方便及景观美化 功能等优点，是小城镇污水处理较经济合理的选择。不同类型的人工湿地，因其结构及运行 方式不同，使得床体氧环境和污染物的去除效果具有明显差异。潮软流人工湿地是近年来 发展起来的一种新型人工湿地类型，其运行过程中依靠床体饱和浸润面周期性变化产生的 基质孔隙吸力将大气强迫吸入床体，可显著提高湿地床的复氧能力。填料是人工湿地的重 要组成部分，它不仅通过过滤、吸附作用截留污水中的污染物，而且还是植物和微生物生存 的介质，对净水效果起到关键作用。因而有针对性的开发处理农村生活污水中的特征污染 物，筛选相应经济、高效的人工湿地基质填料，成为潮软流人工湿地有效处理农村生活污水 的关键。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在克服现有技术的不足而提供的一种可同时处理污水中的多种污染物、 运行稳定、填料不易堵塞、经济高效的深度处理农村生活污水的潮软流人工湿地基质填料。 阳〇化]为达到上述技术目标，本发明是运样实现的。
[0006] 一种深度处理农村生活污水的潮软流人工湿地基质填料，其特征在于：包括=层 基质结构，上层结构采用普用型基质，中层结构采用氮优选型基质和憐优选型基质，下层结 构采用普用型基质；所述普用型基质包括粗砂和碱石；所述氮优选型基质包括沸石和碱加 热的有机碳源；所述憐优选型基质包括赔石、石灰石及煤灰渣。
[0007] 作为一种优选方案，本发明所述上层结构高度为10~20cm，是等体积的碱石粗砂 混合料；所述中层结构高度为40~100cm，从上到下依次是高度为20~55cm的等体积的 赔石及沸石混合料，高度为20~45cm的等体积的石灰石、煤灰渣、沸石和适量碱加热的有 机碳源混合料；所述下层结构高度为10~20cm，是粗砂、碱石、碎石及碎砖的混合料。
[0008] 作为一种优选方案，本发明所述上层结构中碱石粒径为20~30mm;所述中层结构 中基质填料粒径为3~20mm;所述下层结构中碱石、碎砖及碎石粒径均为15~40mm。
[0009] 进一步地，本发明所述碱加热的有机碳源为加碱并80~90°C恒溫加热处理0. 8~ 1. 0小时的有机碳源。
[0010] 进一步地，本发明所述有机碳源为水洗除尘、剪碎、105 °C烘干1.5小时的玉米賴 杆、稻草和芦韦。
[0011] 进一步地，本发明所述碱为质量百分含量1%的化0H，W质量份计，有机碳源与碱 液的固液比为1:25。
[0012] 本发明对村镇生活污水进行分析测定，通过实验室人工湿地模拟试验，在采用优 化的人工湿地基质填料配方条件下，应用人工湿地处理生活污水，分析人工湿地出水的水 质。本发明通过人工湿地基质的吸附、过滤、沉淀，微生物的氨化、硝化与反硝化作用和植物 的吸收与挥发作用等途径去除污水中的营养物和有机物等污染物，从而达到快速、彻底、安 全去除污水中的主要污染物的目的。
[0013] 与现有技术相比，本发明具有如下优点。
[0014] 1、根据农村生活污水的特点，有针对性的应用本基质填料的潮软流人工湿地处理 农村生活污水，可同时处理污水中的多种污染物，处理效率高。采用本发明基质填料的潮软 流人工湿地处理农村生活污水，在水力负荷为0. 02~0. 30mV(m2 .d)范围内，出水均达 到或超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002) -级B标准。
[0015] 2、本发明所需原材料易获取、成本低，部分原材料可实现固体废弃物的资源化 利用。赔石、石灰石和沸石市场价格较便宜；煤灰渣为工业废渣，不加处理会污染环境；大 部分有机碳源为农业废弃物，焚烧或在水体中腐烂又转化成为环境中新的污染源；碱石、碎 砖、碎石和砂是常见的建筑废弃物或原材料，不加处理会占用±地资源，影响社会经济和生 态环境协调发展。
[0016] 3、运行稳定，填料不易堵塞。本填料所用的基质具有粒径较大、通透性好、比表面 积大的特点，因此采用本填料的潮软流人工湿地处理农村生活污水具有运行稳定，填料不 易堵塞的优点。
[0017] 4、本发明人工湿地基质填料生产技术要求低。只需将所需原材料进行简单的处理 与配比，不需要大型的仪器设备和复杂的加工工艺。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容 的表述。
[0019] 实施例1受试水体为某校园生活污水。
[0020] 试验装置为模拟的圆柱体潮软流人工湿地系统，柱体由有机玻璃制成，高130cm, 内径20cm。柱体底部铺设10cm~15cm高碱石、碎石和碎砖垫层(含少量粗砂)，碱石、碎 石和碎砖的粒径为15~40mm;中层结构高度为80~90cm,从上到下依次是高度为45~ 50cm的等体积的赔石、沸石混合料，高度为35~40cm的等体积的石灰石、煤灰渣、沸石和 适量碱加热的有机碳源混合料(碱加热的有机碳源制备方法：玉米賴杆200g，水洗除尘，剪 碎，105°C烘干1. 5小时，加质量百分含量为1%的化0H，85 °C恒溫加热0. 9小时，W质量份 计，有机碳源与碱液固液比为1:25)，粒径为3~20mm;上层覆盖10cm~15cm高等体积 的碱石粗砂混合料，碱石粒径为20~30mm，辅助过滤和固定植物；柱体上部10cm~30 cm为超高设计，W避免污水外溢；植物选择根系发达、当地生长良好的芦韦。
[0021] 实验装置提前二个月进行试运行，并对基质进行挂膜。污水停留时间与排空时间 比为5h:10h，回流比为1: 1，进水方式由上而下，单次周期内进水水量和回流水量均为 9L反应器运行溫度为15~28 °C。试验期间进水、出水主要污染物浓度及污染物去除 效率见表1。与《城