一种人工湿地及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种人工湿地及其应用。所述的人工湿地以砾石和锰砂为组合填料，能用于钢铁等行业废水的处理，在降低水体中有机物、氮、磷等营养元素含量的同时去除Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｐｂ等金属离子，特别是降低钢铁工业废水中含量较高的Ｆｅ、Ｍｎ离子，使指标达到《污水再生利用工程设计规范》再生水用作冷却用水的水质标准和反渗透脱盐工艺进水水质要求。本发明专利技术工程投资省、管理简单、运行维护费用低、处理效果稳定，具有较好的环境效益、经济效益和社会效益。本发明专利技术废水处理效果较好，处理能力较大，抗冲击负荷能力较强，能够很好地解决钢铁等工业废水回用中Ｆｅ、Ｍｎ离子浓度过高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种人工湿地及其应用絲领域本专利技术涉及环保
，具休地，本专利技术涉及一种以砾石和锰砂为组合填料的人工湿ite其在钢铁等行业废水回用处理中的应用。
技术介绍
人工湿地(Constructed wetland)是近三十年来发展起来的一种废水处理新技术。1974年，自前西德首先建造人工湿地以来，该技术在美国、加拿大及欧洲一些发达国家得到ayi发展。我国人工湿地的研究起步较晚，于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处 理工程一白泥坑人工湿地污水处理系统。人工湿地是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如 砾石等)混合组成填料床，使污水械体的±真料缝隙中流动或在床体表面流动，经沙石、土壤 过滤、及植物根际的多种微生物活动，使污7jC得到处理，7JC质得到净化。所述的人工湿地可 在床体表面种植具有性能好、成活率高、抗7jC性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水 生植物(如芦苇，蒲草等)，以便在对污水进行处理的同时，形成一个独特的动植物生态体系，增强环保效果。戶;M人工湿地也可形^^特的绿化景观。人工湿地生态系统水质净化技术的基本原理是在一定区域和具有底面坡度的洼地上，用土壤和填料(如痛石等)混合组成填料床，所述填料床的沙石土壤具有过滤作用，在填料上种植如美人蕉、富贵竹、芦華等特定的植物，戶腿植物根际形成多种微生物,。将污7X投放到上述人工^t的类似于沼泽的湿地上，当富营养化水流过人工湿地时，经沙石、土壤过 滤，植物根际的多种微生物活动，使水质得到净化。根据湿地中所种植的植物的主要形式，人工湿地可分为下t类1、 浮游植物系统；2、 挺水植物系统；3、 沉水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究P介段，其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N, P等元素的去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人 工湿地系统都是指敏X植物系统。^7K植物系统根据废水流经的方式，可分为表面流湿地(SFW)、潜流湿地(SSffl)、立式流 湿地(VFW)。表面流湿地和立式流湿地因环境^f牛差(易孳生蚊虫)，处理效果受气温影响駄 以及对基建要求较高，现多不再采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。目前，可以利用人工湿地处理各种类型的废水(Moshiri， 1993; Kadlec and Knight， 1996; Vymazal et al. ， 1998)，例如日常生活污水(Cooper et al. ， 1997; Schreijer et al. ， 1997)、 采矿废水(Klei訓ann and Girts, 1987; Brodie et al. ， 1989; Howard et al., 1989; Wenerick et al.，1989)、农业污7K (Dubowry and Reaves, 1994; Rivera et al., 1997)、垃圾渗出液 (Dombush， 1989; Trantman et al. ， 1989)、富营养水体(DAngelo and Reddy, 1994)。而人工 湿地之所以被广泛地应用于废水处理，主要有以下三个原因(1) 人工湿地倉,利用基质-微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重 协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水 中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等，来实现对污水的高效净化。同时通过营养物质和 水分的生物地球化学循环，人工湿地可促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与 无害化。(2) 人工湿地具有投资低(150 800元/吨)、耗能少、操作简单、运行成本低廉(0.1 0. 2 W吨)的特点，因此有较高的经济 爐(其基建和运行费用仅为传统二级处理的1/10 1 /2，胡康萍等，1991)。(3) 人工湿地作为一个生态系统，能维持生物多样性及构成景观的一部分，在去除污染 物的同时，具有美化环境的功能，因此有较高的生态效益。综上所述，人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充分发挥资源 的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有较高的环境效 益、经济^^及社会 M。近几年来，人工湿地废水处理技术在工业废水领域推广的脚步加决，已经在矿山、油田 采出7K、纖、制糖工业、食品加工、奶制品加工等领域得到应用。随着技术的不断成熟、 完善，人工湿地处M水的浓度极限范围不断被突破，美国、加拿大等国在近年来开始^5开 究和应用领職向石油化工等特殊行业的工鹏水，甚至能处理COD高达数千的工M水。 人工湿地出水水质因处理负荷、植物和填料的不同而可达到《地^7jC环境质量标准》(GB3838 —2002) I类至IV类标准，处理后的水可用作景观用7jC和农田灌溉用水，也可用于城市杂用水回用和工业水回用。自西德首次,人工湿地以来，各种不同的湿地在世界各地已被用来处理大量不同的废 水。钢铁工业是高水耗产业，是水资源消耗和废水排放的大户。目前，各大中型钢铁企业在 进行节水技术研究开发的同时，亦在加强废水治理和废水资源化利用的探索，不断开发废水 处理回用的工艺设备和工艺流程。尽管人工湿地技术已经开始被应用于工业废水的治理，但在钢铁等行业废水回用处理中，因钢铁工业废水回用中Fe、 Mn离子浓度过高，迄今为止的人 工湿地尚不會巨有效解决Fe、 Mn离子浓度较高的问题。鉴于上述，本专利技术人经反复研究和实践，发现选用锰砂作为人工湿地的新型填料，能 够很好地解决钢铁工M水回用中Fe、Mn离子浓度过高的问题，同时，配以适当的工艺处理， 可使钢铁工业废7K经人工湿地处理的出水的Fe、 Mn离子浓度达到0. lmg/L以下，满足钢铁工 业回用水要求和反渗透脱盐处理进水要求。因此，本专利技术的目的在于提供一种人工湿地，所述的人工湿地以砾石和锰砂为组合填 料，所述人工湿地能够很好地解决钢铁工业废水回用中Fe、 Mn离子浓度过高的问题。本专利技术的目的还在于提供一种人工湿地在钢铁等行业废水回用处理中的应用。所述的 人工湿地以砾石和锰砂为组合填料，所述人工湿地能够使钢铁工业废7K经人工湿地处理的出 水的Fe、 Mn离子浓度达到O. lmg/L以下，满足钢铁工业回用水要求和反渗透脱盐处理进水要 求。本专利技术的人工湿地结合自然生态、工程投资省、管理简单、运行维护费厢氐、污水的处 理效果稳定。
技术实现思路
本专利技术首先提供了一种人工湿地，所述的人工湿地选用不同粒径的砾石和锰砂来构建湿 地基质床。砾石是人工湿地技术中应用比较成熟的湿地填料，在有机物、氮、磷等营养元素的去除 方面效果较好。锰砂对水体中的Fe、 Mn离子去除效果^l子，能将7jC体中浓度在1 mg/L以上 的Fe、 Mn离子浓度降至O.l mg/L以下，满足钢铁工业用水要求和反渗透脱盐技术^*7乂质 要求。另外，锰砂±真料还具有较强的有机物禾喊去除能力。根据本专利技术的上皿用不同粒径的砾石和锰砂来构建湿地基质床的人工湿地，能够很好 地解决钢铁工业废水回用中Fe、 Mn离子浓度过高的问题，使人工湿地出水Fe、 Mn离子浓度达到O. lmg/L以下，满足钢铁工业用水要求和反渗透脱盐处理进水要求。舰的是，在本专利技术中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工湿地，是一种潜流人工湿地，包括碎石层、砂垫层、防渗层、组合填料层、原地土壤层，其特征在于，所述的人工湿地组合填料层组成包括不同粒径的砾石和锰砂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣健，张宜莓，叶正，徐竟成，黄翔峰，李光明，范海青，付兴振，闻岳，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]