[发明专利]一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料

说明书

本发明公开了一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，包括铁碳微电解填料和生物膜填料，所述铁碳微电解填料和所述生物膜填料耦合组成生物膜耦合铁碳电解模块，所述生物膜耦合铁碳电解模块的上层为铁碳微电解填料层，所述生物膜耦合铁碳电解模块的下层为生物膜填料层，所述铁碳微电解填料由钢铁污泥、椰子壳、细菌纤维素废材、膨润土、可溶性淀粉和氯化镧构成，本发明对传统的人工湿地进行改进，通过在人工湿地内部嵌设生物膜耦合铁碳电解模块，解决人工湿地堵塞问题，此外，通过生物膜耦合铁碳电解模块不仅加强了人工湿地系统对有机物、总氮、总磷的去除，同时增加了系统的抗寒性能，拓宽了人工湿地在北方寒冷区域的应用。

技术领域

本发明涉及人工湿地技术领域，具体为一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料。

背景技术

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物力、化学、生物三重协同作用，为污水、污泥进行处理的一种技术，其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用，现有的人工湿地容易堵塞，且对有机物、总氮、总磷的去除效果较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，便于解决工湿地容易堵塞的问题，便于去除对人工湿地系统中的有机物、总氮、总磷进行有效的去除，实用性较强，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，包括铁碳微电解填料和生物膜填料，所述铁碳微电解填料和所述生物膜填料耦合组成生物膜耦合铁碳电解模块，所述生物膜耦合铁碳电解模块的上层为铁碳微电解填料层，所述生物膜耦合铁碳电解模块的下层为生物膜填料层，所述铁碳微电解填料由钢铁污泥、椰子壳、细菌纤维素废材、膨润土、可溶性淀粉和氯化镧构成，所述生物膜填料由石笼、曝气管和阿克曼生态基构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述生物膜耦合铁碳电解模块中的所述铁碳微电解填料层与所述生物膜填料的体积比为1/2-2/3，所述铁碳微电解填料层中的填料粒径为2-5mm。

作为本发明的一种优选技术方案，所述铁碳微电解填料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：钢铁污泥的预处理：将钢铁污泥在105℃下干燥，然后破碎、研磨，最后用100目的分样筛筛分，取筛下部分保存备用；

步骤2：生物炭制备：将椰子壳和细菌纤维素废材清洗干净，在50℃下烘干，将烘干后的椰子壳和细菌纤维素废材以1-2∶1重量比混合，混合后将其置于马弗炉中，在500-1000℃下炭化2-4h，制得生物炭；

步骤3：铁碳微电解填料的制备：将预处理后的钢铁污泥、生物炭、膨润土和可溶性淀粉按1∶1-3∶0.5∶0.1-0.2的比例，制成直径为2-4mm的生料球，将生物球自然风干，自然风干后的生物球放入105℃的烘箱中干燥1-2h，待干燥后的生物球冷却至室温后放入马弗炉中在800-1200℃焙烧30-45min，焙烧冷却后即得铁碳微电解填料半成品，将铁碳微电解填料半成品和氯化镧放入耐热器皿中，其中n(铁)∶n(镧)为0.05-0.10，搅拌使其充分接触，再缓慢滴加NaOH，酸碱度调至10-11.5，然后将该耐热器皿移至恒温箱内，保持105-110℃温度，充分反应2-3h，最后将耐热器皿中的样品取出冷却，用清水清洗至中性，烘干，至此，完成一次完整的制备周期，第二周期以经过第一周期处理的铁碳微电解填料为载体，其他操作方法相同，第三周期操作过程依此类推，经过3-5次循环最后制得铁碳微电解填料。