[发明专利]一种人工湿地填料砖及其制备方法

说明书

 

技术领域

     本发明属于污水处理技术领域，具体地说，它涉及一种人工湿地填料砖及其制备方法，用于人工湿地中稳定去除水体中的污染物。

背景技术

随着社会的发展，工业的不断扩张，人类活动给环境带来的污染正在加剧，其中水环境的污染问题首当其冲。大量的工业废水，生活污水，矿业废水排入水体之中，对水环境以及人类的生存条件造成了极大的威胁。

作为最常用的半生态型污水处理系统，人工湿地具有投资运行费用低、能耗少、处理效果好、美化环境等优点，其利用土壤、填料、水生植物和微生物的共同作用来去除污水的污染物质，达到净化水体的效果。填料作为人工湿地的基质和载体，是其重要组成部分。填料的构造和性状对水流、植物的生长、微生物作用都具有很大影响，填料的选择会影响到湿地处理污水的效果。

目前，人工湿地工程中所使用填料多为球形、长方体和正方体型，材质以砂石为主。在施工、运行过程中存在着不易运输、安装更换不方便、内部孔隙率不易控制、水流短路、堵塞、处理效果不稳定等问题。该新型湿地填料可以解决用于湿地系统的长方体、正方体填料易造成的水流直下、水流短路，球形填料孔隙容易堵塞等问题；粉煤灰、煤渣具有良好的吸附能力，石灰石对除磷有具有不错的效果，多孔的火山岩的添加有利于湿地上的微生物的附着生长，而且避免了单一填料长期使用可能造成的填料堵塞，提高了对污水的处理效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于安装运输、性能优化、处理效果稳定的新型人工湿地填料及其制备方法，旨在解决现有人工湿地填料的不足。 

本发明提供的技术方案如下：一种人工湿地填料砖，填料为正六棱柱体型，边长为8-12cm,高为40-50cm，由质量比为粒径2-8mm石灰石、30-40％的粒径3-10mm煤渣、5-10％的粒径<2mm粉煤灰、15-20％的粒径<2mm粘土、15-25％的粒径3-8mm火山岩、5-10％的粒径2-8mm改性硅藻土和10-15％的水组成。确定该填料的孔隙率≥30％，体积密度1.2×10³ —1.5×10³ Kg/m^3;，透水速率15-20m/h。

本发明还提供了上述新型人工湿地填料砖的制备方法，其具体制备步骤如下：首先，在常温下，将上述各种材料按比例搅拌均匀，其中以粘土作为粘结剂。其次，将浆料倒入边长为8-12cm、高为40-50cm的正六棱柱体模具中，并在80-120Pa/mm²的压力下压制成型。脱模后自然风干，即可制得该新型人工湿地填料砖。

本发明的创新之处在于：1.通过设计制备一种六棱柱型新型人工湿地填料砖，解决湿地工程中长方体填料砖存在的水流直下、短路，球形填料砖孔隙容易堵塞问题，从而使污水得到有效处理；2. 填料砖组成包括石灰石、煤渣、粉煤灰、粘土、火山岩和改性硅藻土，对填料级配进行了优化。多种材料的使用可以避免单一填料砖长期使用可能造成的填料堵塞，提供更有利于微生物的附着生长的环境，从而提高人工湿地的污水处理效果。

附图说明

图1为新型人工湿地填料砖立体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种人工湿地填料砖，为正六棱柱体构造，其具体尺寸如下：边长为8-12cm、高为40-50cm。为了避免堵塞，提供更有利于微生物附着生长的环境，提高湿地的污水处理效果，确定该填料的孔隙率≥30％，体积密度1.2×10³ —1.5×10³  Kg/m^3;，透水速率15-20m/h，填料砖由质量比为粒径2-8mm石灰石、30-40％的粒径3-10mm煤渣、5-10％的粒径<2mm粉煤灰、15-20％的粒径<2mm粘土、15-25％的粒径3-8mm火山岩、5-10％的粒径2-8mm改性硅藻土和10-15％的水组成。

制备方法：（1）常温下，将各粒径的石灰石、煤渣、粉煤灰、粘土、火山岩、改性硅藻土以及水按比例添加搅拌均匀，其中以粘土作为粘结剂；（2）将搅拌好的浆料倒入边长为8-12cm、高为40-50cm的正六棱柱体模具中；（3）在80-120Pa/mm²的压力下压制成图1所示的形状；（4）脱模后自然状态下风干。该填料在粘土夯实防渗层上砌筑安装，方便快捷，形成适当空隙，可避免传统填料易堵塞、运输和安装困难、水流易短路等问题，提高湿地对污水的处理效果。