一种人工湿地新型自清洁填料及其制备方法与流程

本发明涉及人工湿地，尤其涉及一种人工湿地新型自清洁填料及其制备方法。

背景技术：

1、人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。

2、现有的人工湿地中不论是表流或是潜流的模式，大多数填料使用砾石和火山石，也有使用铁屑、钢渣，沸石、木炭和石灰石的，虽然在设计之初，人工湿地的运行使用时间通常设计在15-20年，主要考虑对磷元素的吸附和去除，磷的吸附由填料来完成，而去除主要是作为芦苇、美人蕉、鸢尾花等植物的营养元素被吸附去除。

3、这些填料在湿地开始运行2-3月以后，随着微生物的扩繁与死亡，就会附着于填料的表面，特别是当水质较差时，死亡和附着的速度将会加快，再次情形下，填料对污染物的吸附能力降低；且水的流速将会大大降低，增加了水体在人工湿地的停留时间，影响湿地对水体的处理效率，对已死亡的微生物依附在填料表面的情况并未采取任何的方案或技术。

技术实现思路

1、本发明提供一种人工湿地新型自清洁填料及其制备方法，其可以以硅藻土型陶粒作为骨架，充分利用的陶粒的抗压强度和空隙结构，采用真空加压的方式向陶粒中灌入荧光假单细胞杆菌和淀粉，并在在造粒过程中添加连接剂，在原有的填料中所使用的原料添加浸润玉米纤维，常温状态下浸润玉米纤维最先降解后会逐渐溶解形成通道，实现死亡的微生物不再附着与原有的填料的表面，使湿地中生长的植物的梗际微环境能够改善，水体在湿地的流速降低削减到最低限度，不会影响湿地对水体的处理效率。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供一种人工湿地新型自清洁填料，包括：

3、骨架层，包括陶粒体和填充剂，所述陶粒体和所述填充剂为一体化制成，所述陶粒体由多个陶粒组成，所述填充剂设置为微生物菌种和淀粉混合体；

4、第一包覆层，环绕设置于所述骨架层外侧；

5、第二包覆层，环绕设置于所述第一包覆层外侧；

6、浸润玉米纤维，混合设置于所述第一包覆层和所述第二包覆层内部；

7、通道，预设形成为多个，多个所述通道一端延伸至骨架层内部，另一端延伸至所述第二包覆层外侧。

8、作为上述技术方案的优选，所述陶粒设置为硅藻土型陶粒，硅藻土型陶粒粒径为0.5-1.5cm，且硅藻土型陶粒孔隙率为65-72％，抗压强度为0.2-0.3mpa。

9、作为上述技术方案的优选，所述微生物菌种设置为荧光假单细胞杆菌，淀粉设置为β-淀粉，且微生物菌种和淀粉混合体按照1:25-1:30比例混合。

10、作为上述技术方案的优选，所述第一包覆层为草炭土、浸润玉米纤维和黏土的混合物，所述第二包覆层为铁粉、沸石粉、浸润玉米纤维和黏土的混合物，浸润玉米纤维单支长度为0.2-0.3mm，浸润玉米纤维在与第一包覆层和第二包覆层内部的质量比分别为100:0.6-100：1.0。

11、本发明还提供了一种人工湿地新型自清洁填料的制备方法，具体包括以下步骤：

12、步骤一：选取多个陶粒，按比例选取微生物菌种和淀粉混合体，制备填充剂；

13、步骤二：将硅藻土型陶粒装填进入密封仓内，开启真空泵对密封仓内进行抽真空，抽取完成后关闭真空泵；

14、步骤三：开启阀门向仓内加入微生物菌种和淀粉混合体，然后关闭阀门；

15、步骤四：开启加压泵对密封仓内进行加压处理，将填充剂与陶粒体混合制为一体；

16、步骤五：对已注入菌剂及淀粉的陶粒进行造粒，并在造粒过程中添加连接剂，成粒后的填料，采用热风风干方式，拾其逐渐成型；

17、步骤六：将成型后的陶粒体和填充剂的混合体根据所需湿地选取相应大小的面积，玉米纤维在pva-1788溶液中浸润20分钟后起出，再风干后打散成絮状后与草炭土、黏土、铁粉、沸石粉混合制成第一包覆层和第二包覆层，并在其外侧依次包覆第一包覆层和第二包覆层，再进行烘干处理，完成整个人工湿地新型自清洁填料的制备。

18、作为上述技术方案的优选，步骤二中真空泵工作过程中真空度为0.08mpa，时间为5-10min，步骤四中加压泵工作过程中将密封仓内部加压至0.2mpa，可以反复多次，每次时间为5-20min。

19、作为上述技术方案的优选，步骤三中加入微生物菌种和淀粉混合体，灌入的体积为密封仓体积的60％。

20、作为上述技术方案的优选，步骤五中的连接剂设置为聚乙烯醇溶剂，水与pva的比例为1:8:-1：10，水溶液的温度设置为40-50度，pva-1788和pva-1799的比例为2:7:-3：8。

21、作为上述技术方案的优选，步骤五中的热风风干采用热风机风干，热风机出风温度为45-55摄氏度。

22、作为上述技术方案的优选，所述连接剂在形成陶粒骨架层填料后，会固定各层在陶粒外层，且在常温状态下浸润玉米纤维最先降解后会逐渐溶解形成通道，所述连接剂制备是在水温65-80度时，依次投入pva1788、pva1799、丙三醇、丙烯酸、碱化丙烯酸，且投入比例为100:20：4:3:2。

23、本发明提供了一种人工湿地新型自清洁填料及其制备方法，其具有陶粒体和填充剂一体形成的骨架层，以硅藻土型陶粒作为骨架，充分利用的陶粒的抗压强度和空隙结构，并向其中灌入荧光假单细胞杆菌和淀粉，能够在微生物-荧光假单细胞杆菌的生长繁殖过程中，用淀粉重要补存微生物所需的碳源和葡萄糖，利用陶粒的中的孔洞储存微生物和淀粉，在后期随着微生物和淀粉的流动和流出，空出来的空隙可以利用硅藻土的吸附特性，吸附水体中的过量的磷元素，选择荧光假单细胞杆菌对湿地中的不利于净化污水和作物所需养分分解的优势菌群，通过微生物之间的拮抗、竞争、吞噬等作用，大大降低无用菌群如根霉菌、毛霉菌、木霉菌、曲霉菌等在微生物群落中优势性，同时大大减少霉菌在砾石、火山石上的附着数量，死亡的微生物不再附着与原有的填料的表面，会随水流流动离开湿地，同时以硅藻土型陶粒作为骨架，整个填料的体积不降低，不会产生塌陷，使湿地中生长的植物的梗际微环境能够改善，水体在湿地的流速降低削减到最低限度；

24、其采用真空加压的方式向陶粒中灌入荧光假单细胞杆菌和淀粉，使其在形成人工湿地填料的过程中能够由淀粉提供能力供荧光假单细胞杆菌生长，通过微生物之间的拮抗、竞争、吞噬等作用，大大降低无用菌群如根霉菌、毛霉菌、木霉菌、曲霉菌等在微生物群落中优势性，同时大大减少霉菌在砾石、火山石上的附着数量，且在造粒过程中添加连接剂，在原有的填料中所使用的原料添加浸润玉米纤维，连接剂在形成陶粒骨架层填料后，会固定各层在陶粒外层，由于连接剂pav(聚乙烯醇是一种水溶性高分子材料，在常温水中，其中pva-1788溶解速度时间比pva--1799要快，所以在溶解是首先溶解的是pva-1788，浸润玉米纤维在pva-1788溶液中浸润20分钟后起出，再风干后打散成絮状后与草炭土、黏土、铁粉、沸石粉混合制成第一包覆层和第二包覆层，在常温状态下浸润玉米纤维最先降解后会逐渐溶解在骨架层外侧形成多个通道，由多个通道释放储存在陶粒内部的微生物和淀粉，只有释放出内部的微生物才能对无用的微生物进行杀灭，防止阻塞湿地中填料间的空隙通道。

25、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。