[发明专利]一种焦粉—钢渣复合填料潜流人工湿地系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种污水处理系统，特别是以焦粉-钢渣为复合填料的潜流人工湿地污水处理系统，属于环境保护领域。

背景技术：

人工湿地污水处理系统是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术，与传统的污水二级生化处理工艺相比，具有净化效果好、工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、系统配置可塑性强、对负荷变化适应性强、工程基建和运行费用低、出水具有一定生物安全性、生态环境效益显著、可实现污水资源化等特点，正越来越多地得到人们的关注。其缺陷是占地面积大，并且易于出现堵塞等问题，不适宜污染浓度较高的污水处理。

按照水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地、潜流湿地两种主要类型，各类型在运行、控制等方面的诸多特征存在着一定的差异，其中，表面流湿地虽造价较低，但水力负荷低，对污水处理效果较差，卫生条件差，容易滋生蚊蝇；潜流湿地的保湿性好，对COD、氨氮、磷等去除效果好，受季节影响小，无上述表面流湿地的缺点，但存在着运行期间容易堵塞的缺点。

人工湿地在我国的起步较晚，虽然自上世纪80年代以来，云南、河北、广东、北京及辽宁等省市已开始利用该技术处理工业废水及生活污水。不过这些湿地类型多为自由表面流湿地，潜流型湿地较少，垂直流与复合垂直流湿地更少。

90年代后，人工湿地填料的择优逐渐成为研究领域关注的对象，选用一定粒径的任何一种基质对污水中的SS和COD的去除率影响并不大，但是对氮、磷的去除则有一定影响。

目前人工湿地基质多以传统的土壤、砂、砾石等为主，但由于这些材料吸附性能较差，人工湿地在运行若干年后，基质对磷的吸附逐渐达到饱和，其去除效率开始下降，从而影响到整个人工湿地系统的持续稳定的处理效果。虽然，目前利用高效人工吸附基质，如陶粒、改性沸石、活性炭等，来替代传统的人工湿地基质能够取得较好的处理效果。但是，由于这些基质材料成本较高，很难在实际工程中进行大面积的推广和应用。

钢铁冶炼企业焦化过程所生产的焦粉，具有类似活性炭的理化性质，作为还原剂大量用于铁矿石的烧结过程。如果能用焦粉替代活性炭用于污水处理，使处理后的废水达到工业回用水质要求，可以大大降低废水处理的运行成本。钢渣为钢铁厂炼钢炉废渣，主要作为建筑材料和道路路基，但是，钢铁厂每天产生的炉渣，特别是钢渣量大、有效利用率不高，而且传统利用方式附加值也较低，所以急需开辟新的利用途径。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种采用焦粉-钢渣作为复合填料、结构简单、管理方便、不易堵塞、运行成本低、脱氮除磷效果好的潜流人工湿地污水处理系统，以达到增强人工湿地污水处理效果、提高城市污水处理厂二级出水水质的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种焦粉-钢渣复合填料潜流人工湿地系统，包括进水管、配水区、潜流人工湿地池体、焦粉-钢渣复合填料床、集水区、出水管等组成。

所述的焦粉-钢渣复合填料床，其床体从上至下依次为沙土覆盖层、焦粉、钢渣、砾石。潜流人工湿地进水处设有进水管及配水区，出水处设有集水区和出水管。

所述的沙土覆盖层上种植净化污水能力强并适宜于本地环境条件的水生植物，如芦苇、香蒲、水葫芦、美人蕉、睡莲、灯心草等。

所述的人工湿地填料床的底部以天然粘土防渗层作为防水结构，以防止污水渗漏污染地下水。

本发明具有以下优点和积极意义：

本发明通过焦粉-钢渣复合填料作为潜流人工湿地的填料，与传统的人工湿地相比，本发明对污水中的TN(总氮)和TP(总磷)的去除效果均优于传统的人工湿地，提高了常规水处理工艺的运行效果，提高出水水质。

填料床内铺有焦粉-钢渣复合填料，对污水起到吸附和过滤的作用。焦粉的物理化学性质与活性炭相似，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。钢渣性能稳定，具有优越的吸附效果和很好的还原特性，能够有效去除废水中的氮、磷、重金属等污染物。在污水处理工艺中，使用焦粉-钢渣作为复合填料，以废治废，可以大大降低污水运行处理成本，有较高的社会、环境和经济效益。

本发明适用于城市污水处理厂二级出水的提质。

附图说明：

附图为本发明的结构示意图。

图1焦粉——钢渣复合填料潜流人工湿地系统结构示意图

示意图中各部分的编号说明：

1-进水管；2-配水区；3-水生植物；4-沙、土；5-焦粉；6-钢渣；7-砾石；8-天然粘土防渗层；9、集水区；10-出水管。

具体实施方式：