[发明专利]一种活性炭生物转盘耦合人工湿地系统及其在城市黑臭水体中的应用

摘要

本发明公开一种活性炭生物转盘耦合人工湿地系统，包括依次串联的活性炭生物转盘和垂直流人工湿地；活性炭生物转盘是以网状聚丙烯盘片为载体，表面负载有片状活性炭；垂直流人工湿地的池体内从左至右依次设置有进水室、水处理室、出水室，水处理室内从下至上依次铺设有碎石层、陶粒层和光催化填料层，并且种植有水生植物，其中，光催化填料层由钛酸铋/氧化铈复合材料负载在粗砂上构成。本发明提出了一种活性炭生物转盘耦合人工湿地系统，结合钛酸铋本身很强的光催化特性与氧化铈较强的吸附性和稳定性，可显著增加对水体中污染物的吸附和降解，具有资源化、无害化、较高的净化效率和较大的污水处理量的特点，可适用于城市黑臭水体的净化处理。

主权项

1.一种活性炭生物转盘耦合人工湿地系统，其特征在于：包括串联的活性炭生物转盘和垂直流人工湿地；所述活性炭生物转盘是以网状聚丙烯盘片为载体，表面负载有片状活性炭；所述垂直流人工湿地包括池体，池体内从左至右依次设置有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板及第二隔板将池体分隔成进水室、水处理室、出水室，水处理室内从下至上依次铺设有碎石层、陶粒层和光催化填料层，光催化填料层铺设有防水灯，水处理室内种植有水生植物；其中，光催化填料层由钛酸铋/氧化铈复合材料负载在粗砂上构成，钛酸铋/氧化铈复合材料采用以下步骤制备：将硝酸铋溶于浓度为4~5 mol/L的稀硝酸，得到硝酸铋的硝酸溶液，再加入钛酸四异丙酯，于25~35℃恒温搅拌25~35分钟后，调节pH至12~14后，继续搅拌1.5~2.5小时，于180~220℃水热反应45~55小时，冷却至室温后，取沉淀洗涤、干燥，得到钛酸铋；其中，硝酸铋与钛酸四异丙酯的摩尔比为1∶0.7~0.8；向去离子水中加入步骤（1）所得钛酸铋、硝酸铈、尿素和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌1~3小时，再于150~180℃水热条件下反应18~24小时，冷却至室温后，收集底部生成的沉淀产物，洗涤、干燥；其中，钛酸铋、硝酸铈、尿素和十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1∶1.8~3.2∶0.8~1.6∶1.0~1.5。