一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境科学与工程领域，具体是一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料。
【背景技术】
[0002]人工湿地对水体中污染物的净化作用是多方面的。其中对磷的净化机理最主要的是基质的吸附沉淀作用，基质吸附和沉淀在人工湿地磷素的去除和固定机制中发挥着重要的作用，同时也是最容易控制的因素。基质中全钙、氧化钙、水溶性钙、游离氧化铁、铝和胶体氧化铁、铝含量越高，其固定生成的磷酸钙盐、磷酸铁盐和磷酸铝盐也就越多，除磷效率也越好。在脱氮方面，人工湿地主要依靠微生物在基质环境中的硝化和反硝化作用，但潜流湿地中溶氧低时则制约了氨氮的硝化过程。一般人工湿地生态处理是为了将低污染水进一步净化达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2012)的IV类~V类水平，然而目前缺乏一种有效的可以同时在人工湿地中进行脱氮和除磷的高效基质。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种用于人工湿地同步脱氮除磷效率高，原材料易得，制备方便的复合填料，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，包括改性沸石和云南红土颗粒，改性沸石与云南红土颗粒的重量比为2:1。
[0005]作为本发明进一步的方案:所述复合填料的使用方法为，用于人工湿地的潜流区域作为基质。
[0006]作为本发明进一步的方案:所述复合填料置于潜流湿地的末端最佳。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述改性沸石的制备方法:
(1)将粒径为35-45目的沸石与0.5mol/L的FeCl3溶液混合，充分搅拌后用pH缓冲剂调节至中性，即中性混合溶液；
(2)将中性混合溶液使用摇床振荡，振荡温度为25°C，振荡频率为200rpm，振荡24h后用滤纸过滤得到预制的沸石，
(3)将预制的沸石在烘箱中干燥，干燥时间为24h，即可得到改性沸石。
[0008]作为本发明进一步的方案:所述改性沸石的制备方法的步骤(3)中干燥温度为85。。。
[0009]作为本发明进一步的方案:所述云南红土颗粒制备方法:
(1)将云南红土原料去掉砂砾和植物残渣后，得到洁净的云南红土；
(2)洁净的云南红土中加入造孔剂并混匀，然后投入颗粒压制机，制造出产物颗粒；
(3)将产物颗粒放入马弗炉，先在300°C下焙烧lh，然后在500°C下焙烧lh，即得所需云南红土颗粒。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述云南红土颗粒制备方法的步骤(2)中洁净的云南红土与造孔剂的质量比为50:1。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述造孔剂为淀粉。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
(1)本发明中复合填料作为基质的脱氮、除磷效果好，当进水中氨氮浓度低于40mg/L、磷酸盐浓度低于5mg/L时，出水氨氮的去除率可达95%以上，磷酸盐的去除率可达98%以上;
(2)将沸石利用铁盐进行改性，优化改性条件，使其在不影响其氨氮吸附过程的基础上，具有较好的磷吸附性能；
(3)云南红土中的Fe203和Ti02含量远高于其他地区红土，本发明充分发挥了云南红土的除磷性能，与改性沸石相互补充，进一步增强除磷效果；
(4)改性沸石与云南红土颗粒复合填料孔隙率大，为微生物创造了较好的生长环境，有利于有机物、氮磷的生化降解；
(5)复合填料机械强度高，抗压性好，长期浸泡而不分散；
(6)复合填料的体积小，因而人工湿地潜流湿地部分所需占地面积小，可利用较小的区域达到较优异的处理效果。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]本发明实施例中，一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，包括改性沸石和云南红土颗粒，改性沸石与云南红土颗粒的重量比为2:1，复合填料可运用于人工湿地的潜流区域作为基质，复合填料置于潜流湿地的末端最佳。
[0015]所述改性沸石的制备方法:
(1)将粒径为35-45目的沸石与0.5mol/L的FeCl3溶液混合，充分搅拌后用pH缓冲剂调节至中性，即中性混合溶液；
(2)将中性混合溶液使用摇床振荡，振荡温度为25°C，振荡频率为200rpm，振荡24h后用滤纸过滤得到预制的沸石，
(3)将预制的沸石在烘箱中干燥，干燥温度为85°C，干燥时间为24h，即可得到改性沸石Ο
[0016]所述云南红土颗粒制备方法:
(1)将云南红土原料去掉砂砾和植物残渣后，得到洁净的云南红土；
(2)洁净的云南红土中加入造孔剂并混匀，造孔剂可以为淀粉，洁净的云南红土与造孔剂的质量比为50:1，然后投入颗粒压制机，制造出产物颗粒；
(3)将产物颗粒放入马弗炉，先在300°C下焙烧lh，然后在500°C下焙烧lh，即得所需云南红土颗粒。
[0017]例:人工湿地占地面积0.5亩，采用本发明中的复合填料置于人工潜流湿地末端，异位处理低污染河水，可将处于V?劣V类以氮、磷、CODMn为主要污染物的河水进行植物吸收、填料吸附和生物降解，在停留时间为0.5?3 d条件下，出水稳定为地表水环境质量III?IV类水质水平。
[0018]本发明针对目前人工湿地中的基质无法同时完成高效的脱氮和除磷的问题，采用方便易得的原材料，简易便捷的制备过程，合理运用沸石的脱氮性能和云南红土的除磷性能，将除磷和脱氮相结合，通过改性进一步强化污染物去除效果，保障人工湿地后续出水中氮、磷的稳定达标。
[0019]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0020]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，包括改性沸石和云南红土颗粒，改性沸石与云南红土颗粒的重量比为2:1。2.根据权利要求1所述的一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，所述复合填料的使用方法为，用于人工湿地的潜流区域作为基质。3.根据权利要求2所述的一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，所述复合填料置于潜流湿地的末端。4.根据权利要求1所述的一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，所述改性沸石的制备方法: (1)将粒径为35-45目的沸石与0.5mol/L的FeCl3溶液混合，充分搅拌后用pH缓冲剂调节至中性，即中性混合溶液； (2)将中性混合溶液使用摇床振荡，振荡温度为25°C，振荡频率为200rpm，振荡24h后用滤纸过滤得到预制的沸石； (3)将预制的沸石在烘箱中干燥，干燥时间为24h，即可得到改性沸石。5.根据权利要求4所述的一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，所述改性沸石的制备方法的步骤(3)中干燥温度为85°C。6.根据权利要求1所述的一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，所述云南红土颗粒制备方法: (1)将云南红土原料去掉砂砾和植物残渣后，得到洁净的云南红土； (2)洁净的云南红土中加入造孔剂并混匀，然后投入颗粒压制机，制造出产物颗粒； (3)将产物颗粒放入马弗炉，先在300°C下焙烧lh，然后在500°C下焙烧lh，即得所需云南红土颗粒。7.根据权利要求7所述的一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，所述云南红土颗粒制备方法的步骤(2)中洁净的云南红土与造孔剂的质量比为50:1。8.根据权利要求7所述的一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，其特征在于，所述造孔剂为淀粉。
【专利摘要】本发明公开了一种用于人工湿地同步脱氮除磷的复合填料，包括改性沸石和云南红土颗粒，改性沸石与云南红土颗粒的重量比为2:1。本发明中复合填料作为基质的脱氮、除磷效果好，当进水中氨氮浓度低于40mg/L、磷酸盐浓度低于5mg/L时，出水氨氮的去除率可达95%以上，磷酸盐的去除率可达98%以上；将沸石利用铁盐进行改性，优化改性条件，使其在不影响其氨氮吸附过程的基础上，具有较好的磷吸附性能。
【IPC分类】C02F3/30
【公开号】CN105330022
【申请号】CN201510854875
【发明人】张震宇, 沈剑, 黎发明
【申请人】云南兆泓环境工程有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月30日