处理生活废水人工湿地用基质以及制备方法技术

本发明专利技术公开了处理生活废水人工湿地用基质以及制备方法，涉及环境污水处理技术领域，所述基质包括酸性矿山废水处理得到的金属沉淀物和粗砂，所述金属沉淀物和粗砂的质量混合比为

【技术实现步骤摘要】
处理生活废水人工湿地用基质以及制备方法


[0001]本专利技术涉及环境污水处理
，特别是涉及处理生活废水人工湿地用基质以及制备方法
。

技术介绍

[0002]人工湿地是一种人工建造和管理控制的
、
工程化的生态系统，其功能部分由水
、
滤料及水生生物组成，其具有生产力较高和较天然湿地相比去除污染物效果更好等特点
。
同时，因其基建投资费用低，可小型化
、
分散化建设，能耗及运行费用低，运行操作简便以及既能净化污水
、
又能美观景观等优点，被视为我国处理农村污水
、
小城镇污水的最佳工艺
。
[0003]人工湿地中的填料又称基质，不仅为植物和微生物提供生长介质，也是它们发挥作用的基础以及湿地发挥良好水力传导性的重要条件
。
通过沉淀
、
过滤
、
吸附等方法，也可以达到直接去除污染物的目的
。
基质填料一般由土壤
、
细沙
、
粗砂
、
砾石等组成，考虑实际建设材料来源及处理需要等情况，也可以选择废砖瓦
、
生物质炭
、
钢渣
、
生石灰
、
沸石等作为填料
。
不同的填料处理效果及针对的目标污染物不同
。
如钢渣
、
石灰石除磷效果较好，而沸石去除氨氮能力较强
。<br/>此外，不同的填料由于粒径
、
比表面积
、
化学成分组成
、
机械强度等不同，在不同成分的污水净化过程，处理效果也均有差异
。
[0004]生活污水和农业污水的主要特点是氮
、
磷
、
钾等营养元素丰富，这些污水排入到自然水体中的容易导致水体富营养化，进而导致水体中的蓝藻等微生物爆发，引发水华
、
赤潮等污染现象，对水体中的生态环境造成破坏
。
传统的人工湿地主要通过水生生物的生长吸收作用来去除水体中丰富的营养元素，这种方式的氮磷去除率和去除效率较低，而且人工湿地的脱氮除磷效果受到水生生物生长周期和污染物成分影响较大，脱氮除磷效果并不稳定
。
同时，传统的人工湿地中的填料在进水流量大时容易发生团聚现象，导致堵塞，进而造成污水短路或出现死水区现象
。
[0005]酸性矿山废水是在矿物开采过程中产生的一种对环境污染非常严重的废水
。
酸性矿山废水（
acid rock discharge 或
acid mine drainage
）由尾矿中含硫矿石（如煤矸石）的氧化产生，具有
pH
值低
、
重金属离子浓度高等特点，是环境危害最大的一类矿山废水
。
一方面，酸性矿山废水导致受纳水体中酸度增加，对水中生物生长带来不利影响；另一方面，酸性矿山废水中的重金属离子会破坏受纳水体环境，危害渔业和农业生产，污染饮用水源和土壤
。
因此，酸性矿山废水处理中的关键问题就是矿山废水的酸度中和和重金属离子的去除
。
[0006]酸性矿山废水的处理方法可以分为主动处理（
active treatment
）和被动处理 (passive treatment)
两种方法
。
被动处理方法是使酸性矿山废水流过碱性矿物，利用碱性矿物的溶解达到中和酸度（提高
pH
值）和去除金属离子的目的
。
在被动处理方法中，最常用的碱性矿物是石灰石
。
被动处理方法只需要考虑一次性的投资，而且基本上不需要日常维护，在监管上也不需要投入太多的精力，总体经济效益较高，因而在世界其它各国都得到了广泛采用 ，是一种非常值得在我国推广使用的矿山（特别是小矿井）废水处理方法
。
[0007]绝大部分酸性矿山废水中含有主要的金属元素是
Fe
，某些地区的酸性矿山废水含有较高的
Al。
通常而言，酸性矿山废水中含有的金属元素以
Fe
为主，以及较低含量的
Mn
等其他金属元素
。
酸性矿山废水具有
pH
低和高金属含量的特点，因此，酸性矿山废水，无论是采用主动处理还是被动处理方法，在处理过程中均会产生大量的金属沉淀物
。
对这些沉淀物（即处理系统产生的污泥）的处理，目前也是酸性矿山废水处理系统的一个挑战
。
因为这次污泥中金属含量较高，如果处理不当将出现二次污染
。
[0008]如何将生活废水与酸性矿山废水处理系统中的金属沉淀物相结合，既能节省废水处理成本，又能节约废水处理厂的建设成本，节约社会成本的目标，使我们的废水通过自循环得到净化后既可直接排入江河，还可渗透到地下，补充地下水
。

技术实现思路

[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提出了处理生活废水人工湿地用基质以及制备方法，酸性矿山废水处理过程中的沉淀物与粗砂的混合物为处理生活废水的人工湿地的基质，可以有效的提高人工湿地对生活废水中磷的去除效率，与常规的人工湿地基质相比，可以提高约
30
～
40%
的去除率 。
[0010]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：处理生活废水人工湿地用基质，其特征在于：所述基质包括酸性矿山废水处理得到的金属沉淀物和粗砂，所述金属沉淀物和粗砂的质量混合比为
1:2
～5；所述按照质量百分数计，所述金属沉淀物的元素组分中至少含有
Fe
元素，元素的含量按照氧化物计，质量百分数总和为
13%
～
26%。
[0011]优选的，所述金属沉淀物还包括
Ca、Mn、Mg、Al
元素中的一种或任意多种
。
[0012]优选的，所述粗砂采用粒径1～
2mm
的粗砂
。
[0013]优选的，所述金属沉淀物和粗砂的质量混合比为
1:3
，元素的含量按照氧化物计，
Fe
元素的质量百分数总和为
20%
，所述粗砂的粒径为
1.5mm。
[0014]优选的，所述基质的孔隙率
32%
～
45%。
[0015]优选的，所述基质的渗透率
300
～
600
毫达西
。
[0016]处理生活废水人工湿地用基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一
、
金属沉淀物的制备：酸性矿山废水进入调节池，加入碱液调节
pH
值，随后流入沉淀池内，金属离子与...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
处理生活废水人工湿地用基质，其特征在于：所述基质包括酸性矿山废水处理得到的金属沉淀物和粗砂，所述金属沉淀物和粗砂的质量混合比为
1:2
～5；所述按照质量百分数计，所述金属沉淀物的元素组分中至少含有
Fe
元素，元素的含量按照氧化物计，质量百分数总和为
13%
～
26%。2.
如权利要求1所述的处理生活废水人工湿地用基质，其特征在于：所述金属沉淀物还包括
Ca、Mn、Mg、Al
元素中的一种或任意多种
。3.
如权利要求2所述的处理生活废水人工湿地用基质，其特征在于：所述粗砂采用粒径1～
2mm
的粗砂
。4.
如权利要求3所述的处理生活废水人工湿地用基质，其特征在于：所述金属沉淀物和粗砂的质量混合比为
1:3
，元素的含量按照氧化物计，
Fe
元素的质量百分数总和为
20%
，所述粗砂的粒径为
1.5mm。5.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲迅赤，宋曦韡，万艳雷，陈雪峰，罗希，刘世康，陈浩，许琪，颜丹，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：