專利名稱：用于人工濕地的中空球型多孔填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)保工程中污水處理領(lǐng)域，特別是一種成本低、有效解決環(huán)境污染問(wèn)題，用于人工濕地系統(tǒng)可高效去除污染物的新型人工濕地填料。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)城市人口的不斷增加和農(nóng)工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重， 由于大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理直接排入水體，致使許多水體被污染，污水處理問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)境污染面臨的重大問(wèn)題。目前，我國(guó)絕大部分城市污水廠均采用傳統(tǒng)的二級(jí)活性污泥法處理工藝，這種工藝氮、磷去除率不高，且投資高，能耗大，運(yùn)行管理要求高。人工濕地污水處理系統(tǒng)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種污水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的污水二級(jí)生化處理工藝相比，具有凈化效果好、能耗低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、生態(tài)環(huán)境效益顯著等特點(diǎn)，因此越來(lái)越受到人們的關(guān)注。人工濕地是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，主要由植物、填料及生長(zhǎng)在填料和植物根系表面的微生物構(gòu)成。填料是人工濕地系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為植物生長(zhǎng)、微生物附著提供適宜條件，自身還通過(guò)物理化學(xué)吸附、沉降絡(luò)合等作用有效去除污染物質(zhì)(尤其是氮、 磷)。填料處理污染物的負(fù)荷、吸收效率、截留效果、性能持久性、價(jià)格低廉是選擇高效填料的主要標(biāo)準(zhǔn)。但目前廣泛應(yīng)用的填料選擇比較單一，如碎石、頁(yè)巖、煤灰、礦渣、陶粒、石灰石、沸石等。這些填料的主要缺點(diǎn)是填料比表面積小、微生物吸附面積和生長(zhǎng)空間有限，導(dǎo)致人工濕地面積大、填料容易飽和，人工濕地的運(yùn)行周期縮短，去除污染物效果不佳。因此， 選擇一種切實(shí)可行而又投資少的填料對(duì)人工濕地污水處理系統(tǒng)具有重要意義。若能因地制宜地利用當(dāng)?shù)貜U物、廢料制作濕地填料，可大大降低人工濕地的成本，也為廢物、廢料提供一條再利用的途徑。我國(guó)地域廣闊，河湖眾多，淤泥產(chǎn)生量大。據(jù)有關(guān)部門(mén)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，僅湖泊、河道淤泥每年清淤量700萬(wàn)噸，如何妥善處理如此大量的淤泥，化害為利、變廢為寶、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)淤泥的資源化利用，是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。此外，農(nóng)田的大面積焚燒秸稈，危害較大，不僅污染空氣，危害人體健康，引發(fā)火災(zāi)，而且破壞土壤結(jié)構(gòu)。能將秸稈綜合利用也是當(dāng)務(wù)之急。本實(shí)用新型將河道污泥和農(nóng)業(yè)秸稈混合制作出一種人工濕地專用填料，它具有強(qiáng)度大、成本低、壽命長(zhǎng)、對(duì)污染物吸附效果好等特點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于研制出一種投資費(fèi)用低、對(duì)污染物吸收效率高、性能長(zhǎng)效持久的中空球型多孔填料。這種填料主要原料來(lái)源于江河或湖泊中的淤泥以及農(nóng)田秸稈， 這些淤泥、農(nóng)田秸稈加入粘土后經(jīng)高溫焙燒成空心多孔介質(zhì)，在空心處填充微生物或細(xì)菌等。這樣污水經(jīng)過(guò)孔隙進(jìn)入填料內(nèi)部，與裝入填料內(nèi)部的微生物或細(xì)菌進(jìn)行降解反應(yīng)，達(dá)到去除污染物質(zhì)的目的。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下[0008]一種用于人工濕地的中空球型多孔填料，由兩個(gè)外直徑相等的空心半球組成，一個(gè)是空心凸半球(1)，另一個(gè)是空心凹半球O)；空心凸半球(1)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)，空心凹半球(2)有凹臺(tái)結(jié)構(gòu)G)，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)正好鑲嵌在凹臺(tái)結(jié)構(gòu)中；空心凸半球(1)和空心凹半球(2)上設(shè)置有許多通孔(5)；空隙率在25 35%。所述通孔(5)結(jié)構(gòu)為任意形狀。優(yōu)選圓形、三角形、矩形或幾種形狀的混合；單個(gè)孔面積在2 15mm2。本實(shí)用新型用于人工濕地的中空球型多孔填料的原料，填料的原料組分及各組分的重量份數(shù)別為污泥50-80、秸稈10-30、粘土 10-15、水25-50。將原料采用通常的混合方法即可。本實(shí)用新型人工濕地處理池內(nèi)添加的填料由池塘或河道污泥、粘土以及農(nóng)作物秸稈如稻殼、木屑等作為主要原材料培燒而成。其中農(nóng)作物秸稈是成孔劑，添加粘土的目的是提高培燒產(chǎn)品的抗裂性與后期強(qiáng)度。本實(shí)用新型人工濕地填料出水水質(zhì)質(zhì)量高，可將BOD指標(biāo)降低25 % 80 % ；COD指標(biāo)降低10% 50%，SS降低50%左右；同時(shí)可明顯降低原材料成本和加工成本。本實(shí)用新型為河道淤泥和農(nóng)作物廢料提供了一條嶄新的處理途徑，既疏通河道， 使淤泥步入可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)中，減少污水處理沉淀物對(duì)環(huán)境造成的影響，又減少了秸稈焚燒帶來(lái)的空氣污染和土壤結(jié)構(gòu)破壞的弊端。

圖1為人工濕地填料結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所提供的設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型的中空球型多孔填料由兩個(gè)外直徑和內(nèi)直徑相等的空心半球組成，一個(gè)是空心凸半球(1)，另一個(gè)是空心凹半球⑵；空心凸半球⑴有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)，空心凹半球(2)有凹臺(tái)結(jié)構(gòu)G)，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)正好鑲嵌在凹臺(tái)結(jié)構(gòu)中；空心凸半球(1)和空心凹半球( 各具有一定數(shù)量的孔道(5)，圖示孔道( 結(jié)構(gòu)為圓形，但由于培燒過(guò)程成孔劑的不規(guī)則性，孔道可不限于圓形，可為三角形、多邊形或不規(guī)則孔，或者以上孔型的混合。單個(gè)孔面積控制在2 15mm2之間，空隙率在25 35%。實(shí)施例1 外徑為5cm，內(nèi)徑為2cm，空隙面積約為10_15mm2，空隙率在30%的中空球型填料。
本實(shí)用新型實(shí)施在天津市某城鎮(zhèn)污水處理工程中，水質(zhì)處理前后檢測(cè)結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求1.一種用于人工濕地的中空球型多孔填料，其特征是由兩個(gè)外直徑相等的空心半球組成，一個(gè)是空心凸半球(1)，另一個(gè)是空心凹半球O)；空心凸半球(1)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)， 空心凹半球(2)有凹臺(tái)結(jié)構(gòu)(4)，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)正好鑲嵌在凹臺(tái)結(jié)構(gòu)(4)中；空心凸半球(1) 和空心凹半球( 上設(shè)置有許多通孔(5)；空隙率在25 35%。
2.如權(quán)利要求1所述的多孔填料，其特征是所述通孔(5)結(jié)構(gòu)為圓形、三角形或矩形； 單個(gè)孔面積在2 15mm2。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于人工濕地的中空球型多孔填料，填料由兩個(gè)外直徑相等的空心半球組成，一個(gè)是空心凸半球(1)，另一個(gè)是空心凹半球(2)；空心凸半球(1)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)，空心凹半球(2)有凹臺(tái)結(jié)構(gòu)(4)，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)(3)正好鑲嵌在凹臺(tái)結(jié)構(gòu)(4)中；空心凸半球(1)和空心凹半球(2)上設(shè)置有許多通孔(5)；空隙率在25～35％。本實(shí)用新型人工濕地填料出水水質(zhì)質(zhì)量高，可將BOD指標(biāo)降低25％～80％；COD指標(biāo)降低10％～50％，SS降低50％左右；同時(shí)可明顯降低原材料成本和加工成本。
文檔編號(hào)C02F3/34GK201981059SQ201020666080
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者丁輝, 孫貽超, 張敏革, 張艷華, 鄧小文, 馬超 申請(qǐng)人:天津大學(xué)