添加微生物载体填料的人工湿地基质.pdf

本发明属于人工湿地基质领域，涉及一种添加微生物载体填料的新型人工湿地基质，包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的1％-10％；无机基质包括细砾石、蛭石和高炉膨胀炉渣中的两种或三种，无机基质中各组分的重量比为：砾石1～4：蛭石1～2：高炉膨胀炉渣：1～5；软性聚氨酯微生物载体材料的比表面积高、亲水性和微生物附着性好、机械强度高，能够为污水处理微生物提供大量附着位点，加速生物膜的生成，增加曝气，提高微生物除氮去磷能力；增加了基质内部生物膜的含量，提高整个湿地系统对溶解性固体和不溶性有机物的吸附、沉淀和去除能力，减少人工湿地基质的堵塞。

权利要求书
1.  一种添加微生物载体填料的人工湿地基质，其特征在于：包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，所述聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的1％-10％；所述无机基质包括细砾石、蛭石和高炉膨胀炉渣中的两种或三种，所述无机基质中各组分的重量比为：砾石1～4：蛭石1～2：高炉膨胀炉渣：1～5；所述聚氨酯软性微生物载体材料均匀分布于所述无机基质中。

2.  根据权利要求1所述的添加微生物载体填料的人工湿地基质，其特征在于：所述聚氨酯软性微生物载体材料的尺寸为10mm*10mm*10mm。

3.  根据权利要求1所述的添加微生物载体填料的人工湿地基质，其特征在于：所述细砾石的大小为1mm-10mm，蛭石的大小为8mm-10mm，高炉膨胀炉渣的大小为1mm-10mm。

4.  根据权利要求1-3任一项所述的添加微生物载体填料的人工湿地基质，其特征在于：所述无机基质中各组分分层铺设或混合均匀后一次铺设。

说明书添加微生物载体填料的人工湿地基质
技术领域
本发明属于人工湿地基质领域，具体地说，涉及一种添加微生物载体填料的新型人工湿地基质，用于人工湿地强化处理城市生活污水。
背景技术
人工湿地是一种自适应系统，其可以通过水体、基质、水生植物和微生物间一系列的物理、化学和生物途径，完成对污染物的高效去除。湿地基质在人工湿地中起着重要作用，传统的人工湿地基质主要由土壤、砂石等组成，在污水净化过程中，依靠基质巨大的比表面积，在其表面形成一层生物膜，进而对流经的污水进行阻挡截留，通过吸附、沉淀、过滤去除水中污染物。
中国专利201410082817.8公开了一种可移动组合的潜流式人工湿地装置，其填料层采用以下任一种填料组合：①从上到下：以填料层深度百分比计，天然土壤层、陶粒、炉渣、粗砂、砾石；②从上到下：天然土壤层、蛭石、炉渣、粗砂、砾石；③从上到下：天然土壤层、沸石、炉渣、粗砂、砾石；④从上到下：天然土壤层、海泡石、炉渣、粗砂、砾石；中国专利200510030330.6公开了一种污水处理人工湿地基质组合配方，包括各种水质均需要的基础性基质及根据水质不同可选择的选择性基质，基础性基质为沙土混合料及碎石，选择性基质为沸石、石灰石、煤渣、钢渣、高炉渣、碎石、陶粒、瓜子片及卵石中的一种或一种以上混合物，基础性基质与选择性基质的总高度为0.6m-1.2m，其中，沙土混合料的高度为10.20cm。其生物膜附着点少，对污水处理能力弱。
目前使用的微生物载体存在挂膜速度慢、使用寿命短、造价高的问题，同时，由于生物膜含量低，其对污水中溶解性固体和不同性有机物的吸附、沉淀和去除能力弱，人工湿地基质易堵塞。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种生物膜含量高，基质不易堵塞，保温性能和透气性好的人工湿地基质。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种添加微生物载体填料的人工湿地基质，包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，所述聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的1％-10％；所述无机基质包括细砾石、蛭石和高炉膨胀炉渣中的两种或三 种，所述无机基质中各组分的重量比为：砾石1～4：蛭石1～2：高炉膨胀炉渣：1～5；所述聚氨酯软性微生物载体材料均匀分布于所述无机基质中。
优选的是，所述聚氨酯软性微生物载体材料的尺寸为10mm*10mm*10mm；
优选的是，所述细砾石的大小为1mm-10mm，蛭石的大小为8mm-10mm，高炉膨胀炉渣的大小为1mm-10mm。
优选的是，所述无机基质中各组分分层铺设或混合均匀后一次铺设。
优选的是，所述聚氨酯软性微生物载体材料的合成单体为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚醚多元醇。
优选的是，所述聚氨酯软性微生物载体材料的合成单体为甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇和聚酯多元醇。
本发明的有益效果为：
(1)软性聚氨酯微生物载体材料的比表面积高、亲水性和微生物附着性好、机械强度高，添加到人工湿地基质中，能够为污水处理微生物提供大量附着位点，加速生物膜的生成，增加曝气，提高微生物除氮去磷能力；同时，载体材料增加了基质内部生物膜的含量，提高整个湿地系统对污水中溶解性固体和不溶性有机物的吸附、沉淀和去除能力，减少人工湿地基质的堵塞。
(2)蛭石作为人工湿地基质，其保温效果和透气性好，吸水力强，利于人工湿地在不同季节都保持较强的污水处理能力。
(3)高炉膨胀炉渣颗粒小，内部含微孔结构，表面光滑，利于增加微生物在基质内部的附着，提高基质处理有机物能力。
(4)细砾石来源广泛，成本低廉，透气性和吸水性好，利于人工湿地基质系统的曝气供氧。人工湿地基质生产方法简便，便于大规模生产和应用。
 
下面通过具体实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
本实施例的添加微生物载体填料的人工湿地基质，包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的1％；无机基质包括细砾石、蛭石和高炉膨胀炉渣，其重量比为：砾石1：蛭石2：高炉膨胀炉渣：1；聚氨酯软性微生物载体材料均匀分布于无机基质中。
聚氨酯软性微生物载体材料的尺寸为10mm*10mm*10mm；
细砾石的大小为1mm，蛭石的大小为10mm，高炉膨胀炉渣的大小为1mm。
无机基质中各组分分层铺设。
实施例2
本实施例的添加微生物载体填料的人工湿地基质，包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的10％；无机基质包括细砾石、蛭石，无机基质中各组分的重量比为：砾石4：蛭石1；聚氨酯软性微生物载体材料均匀分布于无机基质中。
聚氨酯软性微生物载体材料的尺寸为10mm*10mm*10mm；
细砾石的大小为10mm，蛭石的大小为8mm。
无机基质中各组分混合均匀后一次铺设。
实施例3
本实施例的添加微生物载体填料的人工湿地基质，包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的3％；无机基质包括细砾石、蛭石和高炉膨胀炉渣，无机基质中各组分的重量比为：砾石4：蛭石1：高炉膨胀炉渣：5；氨酯软性微生物载体材料均匀分布于所述无机基质中。
聚氨酯软性微生物载体材料的尺寸为10mm*10mm*10mm；
细砾石的大小为5mm，蛭石的大小为10mm，高炉膨胀炉渣的大小为5mm。
无机基质中各组分分层铺设。
实施例4
本实施例的添加微生物载体填料的人工湿地基质，包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的7％；无机基质包括细砾石和高炉膨胀炉渣，无机基质中各组分的重量比为：砾石4：高炉膨胀炉渣：3；聚氨酯软性微生物载体材料均匀分布于所述无机基质中。
聚氨酯软性微生物载体材料的尺寸为10mm*10mm*10mm；
细砾石的大小为7mm，蛭石的大小为8mm，高炉膨胀炉渣的大小为7mm。
无机基质中各组分分层铺设。
聚氨酯软性微生物载体材料的合成单体为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚醚多元醇。
实施例5
本实施例的添加微生物载体填料的人工湿地基质，包括聚氨酯软性微生物载体材料和无机基质，聚氨酯软性微生物载体材料占人工湿地基质总体重量的6％；无机基质包括细砾石、 蛭石和高炉膨胀炉渣，无机基质中各组分的重量比为：砾石2：蛭石2：高炉膨胀炉渣：5；聚氨酯软性微生物载体材料均匀分布于所述无机基质中。
聚氨酯软性微生物载体材料的尺寸为10mm*10mm*10mm；
细砾石的大小为6mm，蛭石的大小为8mm，高炉膨胀炉渣的大小为3mm。
无机基质中各组分分层铺设。
聚氨酯软性微生物载体材料的合成单体为甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇和聚酯多元醇。