一種基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合及其方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明所屬于環(huán)境保護(hù)部技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組 合及其方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對濕地深度處理污水中的氮磷污染問題，填料種類和比例是研究熱點(diǎn)，國內(nèi)外 研究人員均對其進(jìn)行了大量的研究并取得了一些成果。組合濕地去除氮磷污染均有一定的 效率;雖然方法各異，但基本上是沿著高效、低能的方向發(fā)展，符合國家的節(jié)能減排政策。
[0003] 但就目前的關(guān)于組合濕地去除污水中氮磷污染的治理方面，研究仍待提高。海綿 鐵作為零價鐵的一種，除具有FJ的特性外，因其自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)還具有電化學(xué)作用以及較 強(qiáng)物理吸附性。海綿鐵外觀灰黑色有亮點(diǎn)，呈疏松海綿狀，是由鐵、炭及其它雜質(zhì)(Mn、Cr、 Ni、Ca0、Mg0等）組成的合金。目前，應(yīng)用的零價鐵材料主要包括鐵肩、鐵粉、納米鐵和海綿 鐵。鐵肩和鐵粉主要來源于工業(yè)廢棄物，廉價易得，但鐵肩需要二次除銹，且比表而積小，存 在二次污染和去除效率低的缺陷。納米鐵粉是近幾年出現(xiàn)的新材料，但納米鐵粉制備成本 較高，易于二次氧化，具有潛在的環(huán)境和生物毒性，因此盡管納米鐵粉對污染物具有很高的 去除效果，但目前尚難以實(shí)際應(yīng)用。海綿鐵因具有比表面積大、比表面能高、較強(qiáng)的電化學(xué) 富集、強(qiáng)還原性、物理吸附及絮凝沉淀等優(yōu)越的物理化學(xué)性能，國內(nèi)外在鍋爐水除氧、含磷 廢水、有機(jī)印染廢水、焦化廢水、硝酸鹽廢水以及水體中金屬離子的處理中均有一定的應(yīng)用 和研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，本發(fā)明的首要目的在于提供一種基于海綿鐵基 質(zhì)的濕地填料組合。該填料組合是利用有機(jī)多孔復(fù)合填料(海綿鐵）、給水污泥顆粒、鵝卵石 進(jìn)行不同比例的濕地填料組合，該配比的組合濕地具有高效、無二次污染、吸附效率高、可 循環(huán)利用等特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合方法。
[0006] 本發(fā)明的再一目的在于提供所述的基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合的應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合，包含如下按質(zhì)量份計(jì)的組分：
[0009] 有機(jī)多孔復(fù)合填料0.5~2.0份；
[0010] 給水污泥顆粒 0.5~2.0份；
[0011] 鵝卵石 1.0~2.0份。
[0012] 所述的基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合，優(yōu)選包含如下按質(zhì)量份計(jì)的組分：
[0013] 有機(jī)多孔復(fù)合填料0.5~2.0份；
[0014] 給水污泥顆粒 0.5~1.0份；
[0015] 鵝卵石 1.0~2.0份。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，所述的基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合，包含如下按 質(zhì)量份計(jì)的組分：
[0017] (1)第一種優(yōu)選方案
[0018] 有機(jī)多孔復(fù)合填料1.0份；
[0019] 給水污泥顆粒 1.0份；
[0020] 鵝卵石 2.0份；
[00211 (2)第二種優(yōu)選方案
[0022]有機(jī)多孔復(fù)合填料2.0份；
[0023]給水污泥顆粒 0.5份；
[0024] 鵝卵石 1.0份；
[0025] (3)第三種優(yōu)選方案
[0026] 有機(jī)多孔復(fù)合填料0.5份；
[0027] 給水污泥顆粒 0.5份；
[0028] 鵝卵石 2.0份；
[0029] 所述的有機(jī)多孔復(fù)合填料為海綿鐵，其粒徑是10~15mm;是在回轉(zhuǎn)窯、豎爐或其他 反應(yīng)器內(nèi)，用煤、焦炭，天然氣或氫氣，使鐵礦石或鐵精礦球團(tuán)在低于物料熔化溫度的條件 下進(jìn)行低溫還原，變成多孔狀的產(chǎn)物，其中被還原出來的鐵呈細(xì)小鐵核，形如海綿。海綿鐵 經(jīng)冷卻、破碎、磁選，可除去脈石或其他雜質(zhì)。
[0030] 所述的給水污泥顆粒是由給水廠沉淀池底泥制成，純給水污泥顆粒較脆易碎，所 以按比例4:1加入石灰制成顆粒，直徑在1~2cm之間。
[0031 ]所述的鵝卵石來自于天然鵝卵石。
[0032]所述的基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合方法，包含如下步驟：
[0033] (1)將鵝卵石鋪設(shè)于已經(jīng)建好的構(gòu)筑物里；
[0034] (2)將給水污泥顆粒鋪設(shè)于鵝卵石基質(zhì)上部；
[0035] (3)將有機(jī)多孔復(fù)合填料均勻的鋪設(shè)于給水污泥顆粒上部。
[0036] 所述的基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合在農(nóng)村分散污水處理或城市內(nèi)河富營養(yǎng) 化中的應(yīng)用。
[0037] 本發(fā)明的原理:其中所選海綿鐵粒徑10~15mm，均來自北京金科環(huán)保科技公司，價 格低廉?，F(xiàn)階段對這種新型有機(jī)多孔復(fù)合填料的研究尚少，所以選擇它作為研究對象，通過 試驗(yàn)研究證明海綿鐵填料是人工濕地系統(tǒng)在未來的一種新型填料，能夠更高效的通過物理 化學(xué)作用、微生物作用去除水體中的氮和磷，以及各種污染物質(zhì);海綿鐵吸附的氮磷可為濕 地植物提供養(yǎng)分。所選給水廠沉淀池底泥具有很強(qiáng)吸附作用及離子交換功能，一是能夠利 用給水污泥的吸附性能有效去除污水中的磷酸根離子;二是能夠利用給水污泥中釋放的鐵 離子產(chǎn)生氫氧根，能夠使污水中的磷酸根離子和氫氧根發(fā)生置換，從而去除磷酸鹽，吸附的 氮磷可為濕地植物提供養(yǎng)分。鵝卵石取自普通的鵝卵石成分，主要是承托上部填料，鵝卵石 的空隙同時還可以為微生物提供附著地，供微生物正常生長。
[0038] 本發(fā)明能夠有效利用各種填料:一是能夠利用海綿鐵的物理化學(xué)作用、微生物載 體性能有效去除污水中的氮和磷以及各種污染物質(zhì);二是能夠利用給水污泥顆粒與水體中 的磷酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)及離子交換，能夠使污水中的磷酸根離子和氫氧根產(chǎn)生置換， 從而去除磷酸鹽;鵝卵石具有過濾及防止堵塞作用。同時，本發(fā)明是利用海綿鐵等作為原材 料，在廉價易得的基礎(chǔ)上，海綿鐵還能持續(xù)使用，削減了污水處理成本;并且本發(fā)明無毒無 害，不產(chǎn)生二次污染，處理效率高。對污染水域的除磷問題和環(huán)境保護(hù)具有重大的實(shí)用意 義。
[0039] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0040] 本發(fā)明使用了有機(jī)多孔復(fù)合填料(海綿鐵），在使用過程中不需要再生，可持續(xù)使 用，直到其溶解完為止，且使用年限長;給水污泥顆粒具有吸附性能，為濕地植物提供養(yǎng)料， 在植物吸收養(yǎng)分的同時，去除給水污泥顆粒吸附的污染物，使給水污泥顆粒再生，同時也是 微生物載體;鵝卵石自于天然物質(zhì)，不會對人員和周圍環(huán)境造成毒害和污染。濕地填料環(huán)保 性能優(yōu)越;本發(fā)明價格低廉，操作簡單，使用方便，吸附氮磷效果好，能有效去除中低濃度下 的氮磷污染物。本發(fā)明在深度處理，治理河湖水富營養(yǎng)化方面，尤其是對氮磷的吸附去除， 具有重大積極意義。
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發(fā)明一種基于海綿鐵基質(zhì)的濕地填料組合實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖。其中由污水 水箱、蠕動栗、組合填料柱組成。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0043]針對中低濃度污染物治理特性，本發(fā)明配比方式如下，可有效達(dá)到預(yù)期效果。
[0044] 實(shí)施例1 [0045] 組合方法如下：
[0046] A.將2.0重量份的鵝卵石鋪設(shè)于已經(jīng)建好的構(gòu)筑物里；
[0047] B.將1.0重量份的給水污泥顆粒均勻的鋪設(shè)于鵝卵石基質(zhì)上部；
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