一种用于污水处理的人工湿地填料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于污水处理的人工湿地填料的制备方法，包括以下步骤预选；粗选；细破；铁料、硅石粗选料分离；硅石分级。本发明专利技术减少了天然资源使用，价格低廉，容易获得，制备简单；去除总氮、总磷的去除率更高；适应长时间浸泡的人工湿地基础条件；不会造成人工湿地堵塞的现象；可以有效延长人工湿地的使用寿命。

Preparation of a new type of artificial wetland fillers for sewage treatment

The invention discloses a preparation method of a new type of fillers for constructed wetlands for sewage treatment, including the following steps: pre selection, coarse selection, fine breaking, iron material separation, silica coarse separation and silica classification. The invention reduces the use of natural resources, low price, easy to obtain, the preparation is simple; the removal of total nitrogen and total phosphorus removal rate was higher; meet the basic conditions of artificial wetland for long time; will not cause the artificial wetland clogging phenomenon; can effectively prolong the service life of artificial wetland.

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水处理的人工湿地新型填料的制备方法
本专利技术涉及环保
，更具体的涉及一种用于污水处理的人工湿地新型填料的制备方法。适用于城市、村镇或者旅游景区的生活污水、受污染地表水、面源污水、污水处理厂尾水以及总磷浓度较高的废水处理。
技术介绍
我国各地大型冶金企业生产钢铁产生大量的废渣，这些废渣污染环境，再利用程度较低，浪费资源。此外，随着经济的发展，我国水环境日趋恶化，湖泊富营养化、河流与水库污染等问题突出，严重威胁到居民的饮水安全与人民群众的身体健康。人工湿地处理技术是20世纪70年代发展起来的一种污水生态处理技术，通过湿地填料——水生植物——微生物的物理、化学、生物的三重协同作用，通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物降解来实现对污水的高效净化。按照系统工程设计和水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可分为自由表面流湿地、水平潜流湿地和垂直流湿地3种类型。人工湿地污水处理工艺由于其处理水质较好、运行费用低、维护管理简单、抗冲击负荷能力强等诸多优点，作为一种工程手段在处理生活污水、工业废水、农业面源污水、城市暴雨径流与富营养化水体等方面均得到了广泛的推广应用。但从已有的工程实践来看，人工湿地尚存一些困难与问题。问题集中体现在人工湿地填料对污水的处理效率，现有填料脱氮去磷能力还较有限，长期运行的人工湿地氨氮去除率仅为35%～50%、总氮去除在75%左右、总磷去除在80%左右，尤其是磷去除率随运行时间延长出现下降的趋势。目前，广泛采用的砾石等填料对脱氮去磷的吸附饱和转化的使用寿命较短，一般为2～3年，亟需一种脱氮去磷效果好、使用寿命长、价格低廉、容易获得的新型人工湿地填料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供了一种用于污水处理的人工湿地新型填料的制备方法。可通过利用废钢渣通过精细处理后制备而成用于人工湿地水处理的新型填料，生产过程既可以提取废钢，也可以获得适用城市、村镇或者旅游景区的生活污水、受污染地表水、面源污水、污水处理厂尾水以及总磷浓度较高的废水处理。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：一种用于污水处理的人工湿地新型填料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、预选：筛选粒径≤160mm的钢渣，将粒径＞160mm的钢渣送回钢厂回炉；步骤2、粗选：将粒径≤160mm的钢渣送入磁选机进行粗选得到含铁粗料，并将含铁粗料预进入球磨机，提高原料钢渣与球磨机工作的适配性；步骤3、细破：将含铁粗料在球磨机腔体内进行旋转、机磨、破碎与水洗，球磨机转速设置为38～44r/min，球磨机内布置耐磨破碎用的钢球（Φ150mm）若干，通过球磨机不间断注水旋转对含铁粗料进行破碎、研磨和混合，并将破碎、研磨和混合后的含铁粗料通过球磨机的出料口送入与球磨机同速同轴的滚筒筛网（Φ0.84mm）内并再次进行旋转水洗，含铁粗料物中的粒径≤0.84mm的籽铁料在旋转水洗时穿过滚筒筛网落入推流槽并经水流推动作用进入推流槽末端的水磁滚筒，籽铁料在水磁滚筒的磁选作用下中实现铁渣分离，分别获得含铁量38%～46%的籽铁料以及渣粉，含铁量38%～46%的籽铁料回收后可供应钢铁厂，渣粉另行存放处理可作为水泥助剂；步骤4、将滚筒筛网中经过旋转水洗后剩下的粒径＞0.84mm以上的含铁粗料自滚筒筛网的出口下落至皮带输送机通过扬升送至磁滚筒，进行铁料、硅石粗选料分离，获得硅石粗选料和铁料；步骤5、硅石分级：对步骤4获得的硅石粗选料送入振荡筛进行振荡分级选取并去除杂物，分别获得粒径为3～8mm、9～20mm、大于20mm三个级别的硅石，将粒径为3～8mm和9～20mm的小硅石输送至水洗池，通过不间断水洗24小时，干燥备用。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：1、原料为冶金渣原料，减少了天然资源使用，价格低廉，容易获得，制备简单；2、与传统填料去除效果相比，小硅石填料去除总氮、总磷的去除率更高；3、具有比表面积大，适应长时间浸泡的人工湿地基础条件；4、具有强度大，硬度高不易分解，透水性好，不会造成人工湿地堵塞的现象；5、可以有效延长人工湿地的使用寿命。附图说明图1为粒径为3mm，8mm，9mm，20mm硅石对总氮吸附能力的曲线图；图2为粒径为3mm，8mm，9mm，20mm硅石对总磷吸附能力的曲线图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详细描述。实施例1：一种用于污水处理的人工湿地新型填料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、预选：筛选粒径≤160mm的钢渣，将粒径＞160mm的钢渣送回钢厂回炉；步骤2、粗选：将粒径≤160mm的钢渣送入磁选机进行粗选得到含铁粗料，并将含铁粗料预进入球磨机，提高原料钢渣与球磨机工作的适配性；步骤3、细破：将含铁粗料在球磨机腔体内进行旋转、机磨、破碎与水洗，球磨机转速设置为38～44r/min，球磨机内布置耐磨破碎用的钢球（Φ150mm）若干，通过球磨机不间断注水旋转对含铁粗料进行破碎、研磨和混合，并将破碎、研磨和混合后的含铁粗料通过球磨机的出料口送入与球磨机同速同轴的滚筒筛网（Φ0.84mm）内并再次进行旋转水洗，含铁粗料物中的粒径≤0.84mm的籽铁料在旋转水洗时穿过滚筒筛网落入推流槽并经水流推动作用进入推流槽末端的水磁滚筒，籽铁料在水磁滚筒的磁选作用下中实现铁渣分离，分别获得含铁量38%～46%的籽铁料以及渣粉，含铁量38%～46%的籽铁料回收后可供应钢铁厂，渣粉另行存放处理可作为水泥助剂；步骤4、将滚筒筛网中经过旋转水洗后剩下的粒径＞0.84mm以上的含铁粗料自滚筒筛网的出口下落至皮带输送机通过扬升送至磁滚筒，进行铁料、硅石粗选料分离，获得硅石粗选料和铁料；步骤5、硅石分级：对步骤4获得的硅石粗选料送入振荡筛进行振荡分级选取并去除杂物，分别获得粒径为3～8mm、9～20mm、大于20mm三个级别的硅石，将粒径为3～8mm和9～20mm的小硅石输送至水洗池，通过不间断水洗24小时，干燥备用。测试1：对步骤5中获得的粒径为3mm小硅石进行测试：测试步骤1：按照摩尔量KNO3：NH4Cl=7:1的配比，将KNO3、NH4Cl溶于蒸馏水，并将pH值调至7，得到总氮浓度分别为1mg/L，2mg/L，3mg/L，4mg/L，6mg/L，8mg/L，10mg/L的含氮溶液，每个总氮浓度的含氮溶液取3份，每份2L，共21份含氮溶液。另外将K2HPO4·3H2O溶于蒸馏水，并将pH值调至7，得到总磷浓度分别为0.2mg/L，0.4mg/L,0.6mg/L,0.8mg/L,1.0mg/L,1.2mg/L，1.4mg/L的含磷溶液，每个总氮浓度的含磷溶液取3份，每份2L，共21份含磷溶液。测试步骤2：称取粒径为3mm小硅石实验用量420g，均匀分为42份，每份含氮溶液放置1份粒径为3mm小硅石，每份含磷溶液中放置1份粒径为3mm小硅石，然后放置于室温（20±0.5℃）条件下静置。测试步骤3：静置1天后，测定溶液中TN、TP浓度，计算粒径为3mm小硅石对总氮、总磷的吸收去除率。公式：总氮去除率=（初始总氮浓度-最终总氮浓度）/初始总氮浓度；总磷去除率=（初始总磷浓度-最终总磷浓度）/初始总磷浓度。每个总氮浓度的含氮溶液获得的3个总氮去除率求取平均值作为该总氮浓度的含氮溶液对应的总氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于污水处理的人工湿地新型填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、预选：筛选粒径≤160mm的钢渣，将粒径＞160mm的钢渣送回钢厂回炉；步骤2、粗选：将粒径≤160mm的钢渣送入磁选机进行粗选得到含铁粗料，并将含铁粗料预进入球磨机；步骤3、细破：将含铁粗料在球磨机腔体内进行旋转、机磨、破碎与水洗，球磨机转速设置为38～44r/min，球磨机内布置若干钢球，通过球磨机不间断注水旋转对含铁粗料进行破碎、研磨和混合，并将破碎、研磨和混合后得到的含铁粗料通过球磨机的出料口送入与球磨机同速同轴的滚筒筛网内并再次进行旋转水洗，含铁粗料物中的粒径≤0.84mm的籽铁料在旋转水洗时穿过滚筒筛网落入推流槽并经水流推动作用进入推流槽末端的水磁滚筒，籽铁料在水磁滚筒的磁选作用下中实现铁渣分离，分别获得含铁量38%～46%的籽铁料以及渣粉；步骤4、将滚筒筛网中经过旋转水洗后剩下的粒径＞0.84mm以上的含铁粗料自滚筒筛网的出口下落至皮带输送机通过扬升送至磁滚筒，进行铁料、硅石粗选料分离，获得硅石粗选料和铁料；步骤5、硅石分级：对步骤4获得的硅石粗选料送入振荡筛进行振荡分级选取并去除杂物，分别获得粒径为3～8mm、9～20mm、大于20mm三个级别的硅石，将粒径为3～8mm和9～20mm的小硅石输送至水洗池，通过不间断水洗24小时，干燥备用。...

【技术特征摘要】
1.一种用于污水处理的人工湿地新型填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、预选：筛选粒径≤160mm的钢渣，将粒径＞160mm的钢渣送回钢厂回炉；步骤2、粗选：将粒径≤160mm的钢渣送入磁选机进行粗选得到含铁粗料，并将含铁粗料预进入球磨机；步骤3、细破：将含铁粗料在球磨机腔体内进行旋转、机磨、破碎与水洗，球磨机转速设置为38～44r/min，球磨机内布置若干钢球，通过球磨机不间断注水旋转对含铁粗料进行破碎、研磨和混合，并将破碎、研磨和混合后得到的含铁粗料通过球磨机的出料口送入与球磨机同速同轴的滚筒筛网内并再次进行旋转水洗，含铁粗料物中的粒径≤0.84mm的籽...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡胜华，
申请(专利权)人：武汉中科水生环境工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42