申请日2018.01.05
公开(公告)日2018.06.29
IPC分类号C02F3/30; C02F3/32; C02F3/34; H01M8/16
摘要
本发明公开了一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统。包括双层池体、进水管、多孔布水管、多孔集水管、可旋转弯头、U型排水管和水生植物。双层池体包括非产电内层和产电外层。污水首先进入产电外层底部，污水中的有机污染物被产电微生物降解并释放电子;水流向上流动，到产电外层顶部，发生硝化、反硝化脱氮过程。水流向中心汇流进入内层区，通过调节可旋转弯头改变U型排水管的倾斜程度，加快复氧，并通过过滤、吸附、共沉淀等作用进一步去除水中磷等污染物。本发明将微生物燃料电池技术与传统人工湿地紧密的结合在一起，将高效有机碳代谢、微生物脱氮及吸附共沉淀除磷过程紧凑的控制在同一个人工湿地中。
权利要求书
1.一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统，其特征在于外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统包括双层池体(1)、进水管(2)、多孔布水管(3)、多孔集水管(4)、可旋转弯头(5)、U型排水管(6)和水生植物(8);
双层池体(1)包括非产电内层(1a)和产电外层(1b)，非产电内层(1a)横断面及产电外层(1b)横断面为圆形或多边形;非产电内层(1a)横断面及产电外层(1b)横断面面积之比为1:5-1:1;
产电外层(1b)与进水管(2)相连，产电外层内(1a)填充导电颗粒填料，导电颗粒填料为活性炭、生物炭、焦炭和金属矿渣中的一种，导电颗粒填料粒径为1-10mm;
非产电内层(1a)与出水相连，非产电内层(1a)内填充非导电颗粒填料，非导电颗粒填料为石英砂、石灰石、沸石和火山岩中的一种，非导电颗粒填料粒径为5-20mm;
导电颗粒和非导电颗粒填料上均种植水生植物(8)，所述水生植物(8)为美人蕉、芦苇和再力花中的一种;
产电外层(1b)的底部设置环形结构的多孔布水管(3)，多孔布水管(3)与进水管(2)相连;非产电内层(1a)底部铺设环形结构多孔集水管(4)，多孔集水管(4)与U型排水管(6)相连，U型排水管(6)底部伸出双层池体(1)一端安装可旋转弯头(5)。
说明书
一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统
技术领域
本发明属一种污水治理领域，具体涉及一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统。
背景技术
随着社会经济的快速发展，我国水环境形势日益严峻。水体污染引发的众多问题令人堪忧，各地都相继开展了污染水体的整治工作。在此情况下，城市点源污染治理取得了一定的成果，但在广大农村地区，水体污染问题却愈加突显。农村污水治理已成为当下水环境事业的重中之重。
农村污染具有量大面广、分散性、空间异质性等特点，加之农村的污染治理及运行维护技术力量薄弱，急需投资及运行成本低、处理效果好、运行稳定、维护管理简单的水处理技术。
人工湿地作为生态修复方法的一种，与传统的二级生化处理相比，具有建造及运行费用低、维护简单等优点，适合于技术管理水平不高、规模较小的城镇或乡村的污水处理。然而工程实践发现，为保证水中碳、氮的去除，通常需要较大面积来完成有机碳去除及硝化、反硝化过程，限制了该技术的工程推广。
针对这一问题，本发明通过一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统，将污水中的有机碳代谢、微生物脱氮及吸附共沉淀除磷过程紧凑的控制在同一个人工湿地中，并实现高效去除。该系统具有投资省、运行管理方便，兼具美观的功能，特别适用于分散式生活污水及以碳氮磷为污染物的工业废水的处理。
发明内容
本发明的目的是针对现有人工湿地技术结构不紧凑，占地规模较大的问题，提供了一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统。
本使发明是这样实现的:外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统包括双层池体、进水管、多孔布水管、多孔集水管、可旋转弯头、U型排水管和水生植物。
双层池体包括非产电内层和产电外层，非产电内层横断面及产电外层横断面为圆形或多边形;非产电内层横断面及产电外层横断面面积之比为1:5-1:1。
产电外层与进水管相连，产电外层内填充导电颗粒填料，导电颗粒填料为活性炭、生物炭、焦炭和金属矿渣中的一种，导电颗粒填料粒径为1-10mm。
非产电内层与出水相连，非产电内层内填充非导电颗粒填料，非导电颗粒填料为石英砂、石灰石、沸石和火山岩中的一种，非导电颗粒填料粒径为5-20mm。
导电和非导电颗粒填料上均种植水生植物，所述水生植物为美人蕉、芦苇和再力花中的一种。
产电外层的底部设置环形结构的多孔布水管，多孔布水管与进水管相连;非产电内层底部铺设环形结构多孔集水管，多孔集水管与U型排水管相连，U型排水管底部伸出双层池体一端安装可旋转弯头。
利用上述装置进行污水处理的步骤为:
一、污水首先进入产电外层底部，污水中的有机污染物被产电微生物降解，释放电子，从而成为微生物燃料电池的阳极，完成有机物的高效降解。
二、水流向上流动，溶解氧浓度不断升高，到产电外层顶部(微生物燃料电池的阴极区)，发生硝化、反硝化脱氮过程。
三、水流向中心汇流进入内层区，通过调节可旋转弯头改变U型排水管的倾斜程度，从而控制非产电内层的饱和/非饱和状态，加快复氧，并通过过滤、吸附、共沉淀等作用进一步去除水中磷等的污染物。
本发明将微生物燃料电池技术与传统人工湿地紧密的结合在一起，充分发挥了二者在有机物降解和脱氮过程中的优势，将高效有机碳代谢、微生物脱氮及吸附共沉淀除磷过程紧凑的控制在同一个人工湿地中。
