一種用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雌二醇為典型的內(nèi)源留體雌激素，水環(huán)境中10 ng/L的雌二醇即表現(xiàn)出較強(qiáng)的生態(tài)(生理)毒性，造成男性不育、女性生殖器官腫瘤、兒童早熟，野生動(dòng)物繁殖能力下降，以及水生生物雌性化等。目前，歐洲不少國(guó)家已制定標(biāo)準(zhǔn)，限制其排放濃度不得超過10ng/L。
[0003]環(huán)境中的雌二醇主要來源于人類及哺乳動(dòng)物的排泄物。雌二醇通過多種途徑，進(jìn)入城市污水處理廠。目前，城市污水處理廠的傳統(tǒng)工藝，特別是厭氧生物處理工藝不能有效去除污水中的雌二醇。通常，污水廠尾水中雌二醇的濃度為ng/L-μ g/L的水平，尾水中仍保留較高的雌激素活性。
[0004]對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行深度處理，并將其回用于生態(tài)、景觀補(bǔ)水是目前污水處理廠尾水的主要出路。目前常見的污水深度處理的方法包括深床過濾法、臭氧-活性炭法、化學(xué)混凝法和人工濕地法等。其中，人工濕地法具有操作簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗少、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。
[0005]人工濕地是一個(gè)綜合生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)中，微生物是降解污染物的主力軍，填料為微生物提供了較好的附著載體，濕地植物吸收水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)為濕地系統(tǒng)輸送氧氣，從而使系統(tǒng)在厭氧-好氧交替的環(huán)境中運(yùn)行。雌二醇為典型的留醇類化合物，在濕地系統(tǒng)的厭氧及缺氧環(huán)境中，由于厭氧微生物的電子轉(zhuǎn)移效率低下，雌二醇通常轉(zhuǎn)化為雌酮，在濕地系統(tǒng)中積累，從而，人工濕地系統(tǒng)的出水中仍保留較高的雌激素活性。因此，提高人工濕地系統(tǒng)中微生物的電子轉(zhuǎn)移效率，提升濕地系統(tǒng)降解雌二醇的能力，將大大降低污水處理廠尾水回用的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)中雌二醇去除率低的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其去除雌二醇效率高。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案具體闡述如下。
[0008]一種用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置，其包括高位水箱、潛流式人工濕地和集水池；所述高位水箱通過進(jìn)水管和潛流式人工濕地相連接，所述潛流式人工濕地通過排水管和集水池相連；其中:所述潛流式人工濕地為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述潛流式人工濕地內(nèi)填料從下到上依次為沸石層和陶粒層；鐵礦石均勻分布于所述沸石層和陶粒層中間；所述陶粒層上方種植挺水植物。
[0009]本實(shí)用新型中，所述進(jìn)水管與轉(zhuǎn)子流量計(jì)相連接。
[0010]本實(shí)用新型中，所述潛流式人工濕地的長(zhǎng)寬比1: 1-:3:1，高度為0.8-1.0 m。[0011 ] 本實(shí)用新型中，所述潛流式人工濕地內(nèi)的陶粒層上表面距離潛流式人工濕地底部的高度為0.5-1.0 m。
[0012]本實(shí)用新型中，所述鐵礦石為針鐵礦或赤鐵礦。
[0013]本實(shí)用新型中，所述挺水植物為蘆葦。
[0014]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0015]本實(shí)用新型提供了一種全新的強(qiáng)化去除污水處理廠尾水中雌二醇能力的人工濕地裝置，該人工濕地裝置構(gòu)建了 Fe (III)-微生物交互系統(tǒng)，從而提升了微生物的電子傳遞效率，強(qiáng)化了人工濕地去除污水處理廠尾水中雌二醇的能力。使用該實(shí)用新型裝置去除雌二醇的能力可提升50%，大大降低了污水處理廠尾水回用的環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)號(hào):1-高位水箱，2-轉(zhuǎn)子流量計(jì)，3-進(jìn)水管，4-挺水植物，5-陶粒層，6_沸石層，7-鐵礦石，8-排水管，9-集水池。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0019]圖1所示為一種用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置，其包括高位水箱1、潛流式人工濕地和集水池9 ;高位水箱I通過進(jìn)水管3和潛流式人工濕地相連接，進(jìn)水管3和轉(zhuǎn)子流量計(jì)2相連；潛流式人工濕地通過排水管8和集水池9相連；潛流式人工濕地為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，潛流式人工濕地內(nèi)從下到上依次為沸石層6和陶粒層5 ;鐵礦石7均勻分布于所述沸石層6和陶粒層5中間；所述陶粒層5上方種植挺水植物4。
[0020]以下為采用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行污水尾水中雌二醇處理的具體實(shí)施例。
[0021]實(shí)施例1
[0022]構(gòu)建如圖1所示的人工濕地裝置，其中潛流人工濕地長(zhǎng)寬比3:1，高度為1.0 m，潛流人工濕地內(nèi)設(shè)置總高度為0.8 m的沸石層6和陶粒層5，沸石層6和陶粒層5所用沸石和陶粒的體積比為1:1，鐵礦石7均勻分布在沸石層6和陶粒層5中，鐵礦石7為針鐵礦，針鐵礦的質(zhì)量占沸石和陶?？傎|(zhì)量的1%，陶粒層5上方按照20株/m2的密度種植蘆葦，向人工濕地裝置中按停留時(shí)間2 d注入城市污水廠尾水，尾水中雌二醇的濃度為100 ng/L，人工濕地裝置對(duì)雌二醇的平均去除率為90%，與未添加針鐵礦的濕地系統(tǒng)相比(人工濕地其它運(yùn)行參數(shù)不變)，雌二醇的去除率提高了約50%。
[0023]實(shí)施例2
[0024]構(gòu)建如圖1所示的人工濕地裝置，其中潛流人工濕地長(zhǎng)寬比2:1，深度0.7 m，潛流人工濕地內(nèi)設(shè)置總高度為0.5 m的沸石層6和陶粒層5，沸石層6和陶粒層5所用沸石和陶粒的體積比為1:1，鐵礦石7均勻分布在沸石層6和陶粒層5中，鐵礦石7為赤鐵礦，赤鐵礦的質(zhì)量占沸石和陶?？傎|(zhì)量的0.2%，陶粒層5上方按照10株/m2的密度種植蘆葦，向人工濕地裝置中按停留時(shí)間0.5 d注入城市污水廠尾水，尾水中雌二醇的濃度為1000 ng/L，人工濕地裝置對(duì)雌二醇的平均去除率為65%，與未添加針鐵礦的濕地系統(tǒng)相比(人工濕地其它運(yùn)行參數(shù)不變)，雌二醇的去除率提高了約20%。
[0025]實(shí)施例3
[0026]構(gòu)建如圖1所示的人工濕地裝置，其中潛流人工濕地長(zhǎng)寬比1.5:1，深度1.2 m，潛流人工濕地內(nèi)設(shè)置總高度為0.5 m的沸石層6和陶粒層5，沸石層6和陶粒層5所用沸石和陶粒的體積比為1:1，鐵礦石7均勻分布在沸石層6和陶粒層5中，鐵礦石7為針鐵礦，針鐵礦的質(zhì)量占沸石和陶?？傎|(zhì)量的0.5%，陶粒層5上方按照8株/m2的密度種植蘆葦，向人工濕地裝置中按停留時(shí)間1.5 d注入城市污水廠尾水，尾水中雌二醇的濃度為1500 ng/L，人工濕地裝置對(duì)雌二醇的平均去除率為75%，與未添加針鐵礦的濕地系統(tǒng)相比(人工濕地其它運(yùn)行參數(shù)不變)，雌二醇的去除率提高了約30%。
[0027]實(shí)施例4
[0028]構(gòu)建如圖1所示的人工濕地裝置，其中潛流人工濕地長(zhǎng)寬比4:1，深度0.9 m，潛流人工濕地內(nèi)填充總高度為0.7 m的沸石層6和陶粒層5，沸石層6和陶粒層5所用沸石和陶粒的體積比為1:1，鐵礦石7均勻分布在沸石層6和陶粒層5中，鐵礦石7為針鐵礦，針鐵礦的質(zhì)量占沸石和陶粒總質(zhì)量的0.1% ;陶粒層5上方按照15株/m2的密度種植蘆葦，向人工濕地裝置中按停留時(shí)間0.8 d注入城市污水廠尾水，尾水中雌二醇的濃度為40 ng/L，人工濕地裝置對(duì)雌二醇的平均去除率為85%，與未添加針鐵礦的濕地系統(tǒng)相比(人工濕地其它運(yùn)行參數(shù)不變)，雌二醇的去除率提高了約45%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置，其特征在于，其包括高位水箱、潛流式人工濕地和集水池；所述高位水箱通過進(jìn)水管和潛流式人工濕地相連接，所述潛流式人工濕地通過排水管和集水池相連；其中:所述潛流式人工濕地為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述潛流式人工濕地內(nèi)填料從下到上依次為沸石層和陶粒層；鐵礦石均勻分布于所述沸石層和陶粒層中間；所述填料中種植挺水植物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置，其特征在于，所述進(jìn)水管與轉(zhuǎn)子流量計(jì)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置:其特征在于，所述潛流式人工濕地的長(zhǎng)寬比高度為0.7-1.2 m04.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置:其特征在于，所述潛流式人工濕地的長(zhǎng)寬比高度為0.8-1.0 m05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置，其特征在于:所述潛流式人工濕地內(nèi)的陶粒層上表面距離潛流式人工濕地底部的高度為0.5-1.0 mD6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置，其特征在于:所述鐵礦石為針鐵礦或者赤鐵礦。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置，其特征在于，所述挺水植物為蘆葦。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于去除污水處理廠尾水中雌二醇的人工濕地裝置。其包括高位水箱、潛流式人工濕地和集水池；所述高位水箱通過進(jìn)水管和潛流式人工濕地相連接，所述潛流式人工濕地通過排水管和集水池相連；其中：所述潛流式人工濕地為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述潛流式人工濕地內(nèi)從下到上依次為沸石層和陶粒層；鐵礦石均勻分布于所述沸石層和陶粒層中間；所述陶粒層上方種植挺水植物。本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效的去除污水廠尾水中的雌二醇，大大降低污水處理廠尾水回用的環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
【IPC分類】C02F3/32
【公開號(hào)】CN204752327
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520247946
【發(fā)明人】張繼彪, 田云飛, 欒曉男, 黃威, 蔣旭瑤, 鄭正
【申請(qǐng)人】復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年4月23日