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一種煤矸石自動改性沸石復合填料人工濕地系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610003391.1

申請日:

2016.01.04

公開號:

CN105540857A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權的轉移IPC(主分類):C02F 3/32登記生效日:20190318變更事項:專利權人變更前權利人:沈陽建筑大學變更后權利人:遼寧省城鄉建設規劃設計院有限責任公司變更事項:地址變更前權利人:110168 遼寧省沈陽市渾南新區渾南東路9號變更后權利人:110000 遼寧省沈陽市和平區南五馬路185巷3號|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/32申請日:20160104|||公開
IPC分類號: C02F3/32 主分類號: C02F3/32
申請人: 沈陽建筑大學
發明人: 張榮新; 傅金祥; 王國強
地址: 110168 遼寧省沈陽市渾南新區渾南東路9號
優先權:
專利代理機構: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234 代理人: 呂敏
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610003391.1

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2019.04.05|||2017.12.08|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

專利申請權、專利權的轉移|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統。采用包含煤矸石、沸石和礫石填料的人工濕地復合填料,其填料層厚度不低于1.0m,填料自上而下依次為種植土、煤矸石、沸石、礫石、土工膜。本發明通過調節不同水質條件下污水在煤矸石填料層中的停留時間和流速,實現對煤矸石填料層濾后水pH值指標的控制,弱酸性濾出水直接作用于下層沸石填料層,可自動實現對沸石填料的改性,有效提高沸石填料層對污染物的去除效果;同時本發明采用的大粒徑反級配填料技術,有效減緩表層填料堵塞的同時,提高改性后沸石層對污水中污染物的處理效能和納污能力,延長人工濕地抗堵塞周期,提高煤矸石的利用率。

權利要求書

1.一種煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統,其特征在于:采用包含煤矸石、沸
石和礫石填料的人工濕地復合填料,其填料層厚度不低于1.0m,填料自上而下依次為種植土、
煤矸石、沸石、礫石、土工膜。
2.根據權利要求1所述的煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統,其特征在于:所
述填料粒徑分別為煤矸石8-20mm、沸石5-10mm、礫石10-25mm。
3.根據權利要求1所述的煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統,其特征在于:所
述煤矸石、沸石、礫石濾料不均勻系數K80為1.3-1.6。
4.根據權利要求1所述的自動改性的人工濕地填料厚度要求,其特征在于:所述種植土
厚度為15cm,煤矸石層、沸石層、礫石層厚度依據進水懸浮物濃度(SS)不同,調整厚度和
水力負荷,具體如下:
當人工濕地進水濃度SS≤20mg/L時,煤矸石填料厚度不低于15cm,沸石填料厚度不低
于20cm,余為礫石層,水力負荷為0.4-0.5m3/㎡.d;
當人工濕地進水濃度SS為20-30mg/L時,煤矸石填料厚度不低于25cm,沸石填料厚度
不低于25cm,其余為礫石層,水力負荷為0.3-0.4m3/㎡.d;
當人工濕地進水濃度SS>30mg/L時,污水在進入人工濕地前應經沉砂預處理,保證潛
流濕地進水SS≤30mg/L。

說明書

一種煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統

技術領域

本發明涉及一種煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統,該系統可在緩解潛流人工
濕地填料層堵塞問題的同時,實現對煤矸石的資源化利用。

背景技術

人工濕地技術因其建設運行費用較低、管理簡易等優勢,目前已廣泛應用于各類污水處
理和河道生態整治項目,并取得了較好的運行效果。但人工濕地通過多年的運行發現,其濕
地填料層隨運行時間會逐步堵塞,導致濕地過水斷面縮減、處理水量降低和濕地處理效能的
下降,潛流濕地填料的堵塞問題已成為制約人工濕地技術在我國應用和推廣的主要因素之一。

沸石尤其是改性后的沸石因其較好的多孔物理結構已廣泛應用于各類水處理項目,但因
其較高的工程造價和預制改性工藝復雜等問題目前尚無法在人工濕地中進行廣泛的應用。煤
矸石作為煤炭開采過程中的副產物,除少量用于發電、制磚外,大量煤矸石棄置于野外,其
不僅占用大量土地,同時在降雨等多因素共同作用下滲出大量酸性廢水造成對周邊環境的二
次污染。

發明內容

針對上述存在的技術問題,本發明提供一種煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系
統,適用于垂直或復合潛流人工濕地填料層。

本發明采用的技術方案為:

本發明一種煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統,采用包含煤矸石、沸石和礫
石填料的人工濕地復合填料,其填料層厚度不低于1.0m,填料自上而下依次為種植土、煤矸
石、沸石、礫石、土工膜。

進一步地,所述填料粒徑分別為煤矸石8-20mm、沸石5-10mm、礫石10-25mm。

進一步地,所述煤矸石、沸石、礫石濾料不均勻系數K80為1.3-1.6。

進一步地,所述種植土厚度為15cm,煤矸石層、沸石層、礫石層厚度依據進水懸浮物濃
度(SS)不同,調整厚度和水力負荷,具體如下:

當人工濕地進水濃度SS≤20mg/L時,煤矸石填料厚度不低于15cm,沸石填料厚度不低
于20cm,余為礫石層,水力負荷為0.4-0.5m3/㎡.d;

當人工濕地進水濃度SS為20-30mg/L時,煤矸石填料厚度不低于25cm,沸石填料厚度
不低于25cm,其余為礫石層,水力負荷為0.3-0.4m3/㎡.d;

當人工濕地進水濃度SS>30mg/L時,污水在進入人工濕地前應經沉砂預處理,保證潛
流濕地進水SS≤30mg/L。

人工濕地填料層不低于1m,自上而下依次為種植土、8-20mm的煤矸石、粒徑為5-10mm
的沸石、粒徑為10-25mm的礫石和土工膜。各級濾料不均勻系數K80控制在1.3-1.6。潛流濕
地表層種植土厚度均為15cm,依據人工濕地進水SS濃度的不同,當人工濕地進水SS濃度≤
20mg/L時,水力負荷為0.4-0.5m3/㎡.d,煤矸石填料厚度不低于15cm,沸石填料厚度不低于
20cm,其余為礫石層;當人工濕地進水SS濃度為20-30mg/L時,水力負荷為0.3-0.4m3/㎡.d,煤
矸石填料厚度不低于25cm,沸石填料厚度不低于25cm,其余為礫石層;污水在進入人工濕地
前應經沉砂預處理,保證潛流濕地進水SS≤30mg/L。

本發明的有益效果為:

1.本發明通過調節不同水質條件下污水在煤矸石填料層中的停留時間和流速,實現對煤
矸石填料層濾后水pH值指標的控制,弱酸性濾出水直接作用于下層沸石填料層,可自動實現
對沸石填料的改性,在有效提高沸石填料層對污染物去除效果和納污能力、減少人工濕地的
堵塞速率和沸石層填料用量、延緩人工濕地堵塞速率的同時,解決原有沸石預處理過程中需
大量消耗酸堿液、處置浸泡工藝復雜等問題。

2.本發明采用的大粒徑反級配填料技術,可在減緩人工濕地表層填料堵塞速率,增加填
料層有效處理深度的同時,控制進水在煤矸石層的停留時間、提高進水在沸石層的停留時間,
在在實現對沸石層充分改性的同時降低煤矸石層浸出氫離子泄漏的風險。

3.本發明充分發揮了煤矸石經水浸泡后釋放氫離子的特性,減少了傳統人工濕地填料中
的沸石和礫石用量,降低了人工濕地的工程建設成本,為煤矸石資源化利用提供了新的途徑
和思路。

附圖說明

圖1為本發明填料鋪設圖。

圖中:1.種植土,2.煤矸石,3.沸石,4.礫石,5.土工膜。

具體實施方式

下面通過實施例和附圖對本發明進行詳細描述。

實施例:如圖1所示,本發明一種煤矸石-自動改性沸石復合填料人工濕地系統,采用包
含煤矸石、沸石和礫石填料的人工濕地復合填料,其填料層厚度不低于1.0m,填料自上而下
依次為種植土1、煤矸石2、3、礫石4、土工膜5。

所述填料粒徑分別為煤矸石8-20mm、沸石5-10mm、礫石10-25mm。

所述煤矸石2、沸石3、礫石4濾料不均勻系數K80為1.3-1.6。

所述種植土1厚度為15cm,煤矸石層、沸石層、礫石層厚度依據進水懸浮物濃度(SS)
不同,確定潛流濕地厚度和水力負荷,具體如下:

當人工濕地進水濃度SS≤20mg/L時,煤矸石填料厚度不低于15cm,沸石填料厚度不低
于20cm,余為礫石層,水力負荷為0.4-0.5m3/㎡.d;

當人工濕地進水濃度SS為20-30mg/L時,煤矸石填料厚度不低于25cm,沸石填料厚度
不低于25cm,其余為礫石層,水力負荷為0.3-0.4m3/㎡.d;

當人工濕地進水濃度SS>30mg/L時,污水在進入人工濕地前應經沉砂預處理,保證潛
流濕地進水SS≤30mg/L。

在填料鋪設過程中要求各層填料潔凈,大小均勻,分層敷設。

關 鍵 詞:
一種 煤矸石 自動 改性 復合 填料 人工 濕地 系統
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