一種深度處理農村生活污水的潮汐流人工濕地基質填料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬農業生活污水處理技術領域，尤其設及一種深度處理農村生活污水的潮 軟流人工濕地基質填料。
【背景技術】
[0002] 在我國經濟欠發達的農村地區，由于缺乏污水收集管網和相應的治理設施，大部 分生活污水未經任何處理直接排入受納水體。在部分流域，特別是飲用水源保護區，排放的 生活污水已經成為主要的污染源。因此，對運些分散型生活污水的處理就顯得十分緊迫。農 村生活污水的特點是：污水的季節性比較強，水量波動大，有機負荷和水力負荷變化也大， 營養物的含量較高，可生化性好，污水中基本上不含有毒有害物質。農村污水量小且分散， 農村地區經濟實力有限，缺乏環境污染治理的專業設施和技術人員，污染防治的基礎設施 薄弱。
[0003] 人工濕地用于污水處理，具有效率高、能耗低、投資少及運行管理方便及景觀美化 功能等優點，是小城鎮污水處理較經濟合理的選擇。不同類型的人工濕地，因其結構及運行 方式不同，使得床體氧環境和污染物的去除效果具有明顯差異。潮軟流人工濕地是近年來 發展起來的一種新型人工濕地類型，其運行過程中依靠床體飽和浸潤面周期性變化產生的 基質孔隙吸力將大氣強迫吸入床體，可顯著提高濕地床的復氧能力。填料是人工濕地的重 要組成部分，它不僅通過過濾、吸附作用截留污水中的污染物，而且還是植物和微生物生存 的介質，對凈水效果起到關鍵作用。因而有針對性的開發處理農村生活污水中的特征污染 物，篩選相應經濟、高效的人工濕地基質填料，成為潮軟流人工濕地有效處理農村生活污水 的關鍵。

【發明內容】

[0004] 本發明旨在克服現有技術的不足而提供的一種可同時處理污水中的多種污染物、 運行穩定、填料不易堵塞、經濟高效的深度處理農村生活污水的潮軟流人工濕地基質填料。 陽〇化]為達到上述技術目標，本發明是運樣實現的。
[0006] 一種深度處理農村生活污水的潮軟流人工濕地基質填料，其特征在于：包括=層 基質結構，上層結構采用普用型基質，中層結構采用氮優選型基質和憐優選型基質，下層結 構采用普用型基質；所述普用型基質包括粗砂和堿石；所述氮優選型基質包括沸石和堿加 熱的有機碳源；所述憐優選型基質包括賠石、石灰石及煤灰渣。
[0007] 作為一種優選方案，本發明所述上層結構高度為10~20cm，是等體積的堿石粗砂 混合料；所述中層結構高度為40~100cm，從上到下依次是高度為20~55cm的等體積的 賠石及沸石混合料，高度為20~45cm的等體積的石灰石、煤灰渣、沸石和適量堿加熱的有 機碳源混合料；所述下層結構高度為10~20cm，是粗砂、堿石、碎石及碎磚的混合料。
[0008] 作為一種優選方案，本發明所述上層結構中堿石粒徑為20~30mm;所述中層結構 中基質填料粒徑為3~20mm;所述下層結構中堿石、碎磚及碎石粒徑均為15~40mm。
[0009] 進一步地，本發明所述堿加熱的有機碳源為加堿并80~90°C恒溫加熱處理0. 8~ 1. 0小時的有機碳源。
[0010] 進一步地，本發明所述有機碳源為水洗除塵、剪碎、105 °C烘干1.5小時的玉米賴 桿、稻草和蘆韋。
[0011] 進一步地，本發明所述堿為質量百分含量1%的化0H，W質量份計，有機碳源與堿 液的固液比為1:25。
[0012] 本發明對村鎮生活污水進行分析測定，通過實驗室人工濕地模擬試驗，在采用優 化的人工濕地基質填料配方條件下，應用人工濕地處理生活污水，分析人工濕地出水的水 質。本發明通過人工濕地基質的吸附、過濾、沉淀，微生物的氨化、硝化與反硝化作用和植物 的吸收與揮發作用等途徑去除污水中的營養物和有機物等污染物，從而達到快速、徹底、安 全去除污水中的主要污染物的目的。
[0013] 與現有技術相比，本發明具有如下優點。
[0014] 1、根據農村生活污水的特點，有針對性的應用本基質填料的潮軟流人工濕地處理 農村生活污水，可同時處理污水中的多種污染物，處理效率高。采用本發明基質填料的潮軟 流人工濕地處理農村生活污水，在水力負荷為0. 02~0. 30mV(m2 .d)范圍內，出水均達 到或超過《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002) -級B標準。
[0015] 2、本發明所需原材料易獲取、成本低，部分原材料可實現固體廢棄物的資源化 利用。賠石、石灰石和沸石市場價格較便宜；煤灰渣為工業廢渣，不加處理會污染環境；大 部分有機碳源為農業廢棄物，焚燒或在水體中腐爛又轉化成為環境中新的污染源；堿石、碎 磚、碎石和砂是常見的建筑廢棄物或原材料，不加處理會占用±地資源，影響社會經濟和生 態環境協調發展。
[0016] 3、運行穩定，填料不易堵塞。本填料所用的基質具有粒徑較大、通透性好、比表面 積大的特點，因此采用本填料的潮軟流人工濕地處理農村生活污水具有運行穩定，填料不 易堵塞的優點。
[0017] 4、本發明人工濕地基質填料生產技術要求低。只需將所需原材料進行簡單的處理 與配比，不需要大型的儀器設備和復雜的加工工藝。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合實施例對本發明作進一步說明。本發明的保護范圍不僅局限于下列內容 的表述。
[0019] 實施例1受試水體為某校園生活污水。
[0020] 試驗裝置為模擬的圓柱體潮軟流人工濕地系統，柱體由有機玻璃制成，高130cm, 內徑20cm。柱體底部鋪設10cm~15cm高堿石、碎石和碎磚墊層(含少量粗砂)，堿石、碎 石和碎磚的粒徑為15~40mm;中層結構高度為80~90cm,從上到下依次是高度為45~ 50cm的等體積的賠石、沸石混合料，高度為35~40cm的等體積的石灰石、煤灰渣、沸石和 適量堿加熱的有機碳源混合料(堿加熱的有機碳源制備方法：玉米賴桿200g，水洗除塵，剪 碎，105°C烘干1. 5小時，加質量百分含量為1%的化0H，85 °C恒溫加熱0. 9小時，W質量份 計，有機碳源與堿液固液比為1:25)，粒徑為3~20mm;上層覆蓋10cm~15cm高等體積 的堿石粗砂混合料，堿石粒徑為20~30mm，輔助過濾和固定植物；柱體上部10cm~30 cm為超高設計，W避免污水外溢；植物選擇根系發達、當地生長良好的蘆韋。
[0021] 實驗裝置提前二個月進行試運行，并對基質進行掛膜。污水停留時間與排空時間 比為5h:10h，回流比為1: 1，進水方式由上而下，單次周期內進水水量和回流水量均為 9L反應器運行溫度為15~28 °C。試驗期間進水、出水主要污染物濃度及污染物去除 效率見表1。與《城