[發(fā)明專利]一種內(nèi)產(chǎn)電外翻式水流人工濕地污水凈化系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108046411B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 白少元;丁海靜;丁彥禮;游少鴻;呂濤
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/30;C02F3/32;C02F101/30
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種內(nèi)產(chǎn)電外翻式水流人工濕地污水凈化系統(tǒng)。包括進水管、雙層池體，水生植物、多孔集水管、可旋轉(zhuǎn)彎頭及U型排水管。污水首先進入產(chǎn)電內(nèi)層區(qū)底部，污水中的有機污染物被產(chǎn)電微生物降解，釋放電子；水流向上流動，溶解氧濃度升高，到產(chǎn)電內(nèi)層區(qū)頂部，發(fā)生硝化、反硝化脫氮，水流向四周輔流進入外層區(qū)，調(diào)節(jié)可旋轉(zhuǎn)彎頭改變U型排水管的傾斜程度，控制非產(chǎn)電外層的飽和/非飽和狀態(tài)，加快復氧，并通過過濾、吸附、共沉淀進一步去除水中磷等的污染物。本發(fā)明將微生物燃料電池技術與傳統(tǒng)人工濕地結合在一起，發(fā)揮了二者在有機物降解和脫氮過程中的優(yōu)勢，整個過程無能耗，無外接電路。

技術領域

本發(fā)明屬一種污水治理領域，具體涉及一種內(nèi)產(chǎn)電外翻式水流人工濕地污水凈化系統(tǒng)。

背景技術

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國水環(huán)境形勢日益嚴峻。水體污染引發(fā)的眾多問題令人堪憂，各地都相繼開展了污染水體的整治工作。在此情況下，城市點源污染治理取得了一定的成果，但在廣大農(nóng)村地區(qū)，水體污染問題卻愈加突顯。農(nóng)村污水治理已成為當下水環(huán)境事業(yè)的重中之重。

農(nóng)村污染具有量大面廣、分散性、空間異質(zhì)性等特點，加之農(nóng)村的污染治理及運行維護技術力量薄弱，急需投資及運行成本低、處理效果好、運行穩(wěn)定、維護管理簡單的水處理技術。

人工濕地作為生態(tài)修復方法的一種，與傳統(tǒng)的二級生化處理相比，具有建造及運行費用低、維護簡單等優(yōu)點，適合于技術管理水平不高、規(guī)模較小的城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村的污水處理。然而工程實踐發(fā)現(xiàn)，為保證水中碳、氮的去除，通常需要較大面積來完成有機碳去除及硝化、反硝化過程，限制了該技術的工程推廣。

針對這一問題，本發(fā)明通過一種內(nèi)產(chǎn)電外翻式水流人工濕地污水凈化系統(tǒng)，將污水中的有機碳代謝、微生物脫氮及吸附共沉淀除磷過程緊湊的控制在同一個人工濕地中，并實現(xiàn)高效去除。該系統(tǒng)具有投資省、運行管理方便，兼具美觀的功能，特別適用于分散式生活污水及以碳氮磷為污染物的工業(yè)廢水的處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有人工濕地技術結構不緊湊，占地規(guī)模較大的問題，提供了一種內(nèi)產(chǎn)電外翻式水流人工濕地污水凈化系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：內(nèi)產(chǎn)電外翻式水流人工濕地污水凈化系統(tǒng)包括進水管、雙層池體，水生植物、多孔集水管、可旋轉(zhuǎn)彎頭及U型排水管。

雙層池體包括產(chǎn)電內(nèi)層和非產(chǎn)電外層; 產(chǎn)電內(nèi)層和非產(chǎn)電外層橫斷面為圓形或多邊形；產(chǎn)電內(nèi)層和非產(chǎn)電外層橫斷面面積之比為5:1-1:1。

產(chǎn)電內(nèi)層與進水管相連，產(chǎn)電內(nèi)層內(nèi)填充導電顆粒填料，導電顆粒填料為活性炭、生物炭、焦炭和金屬礦渣中的一種，導電顆粒填料粒徑為1-10mm；

非產(chǎn)電外層與出水相連，非產(chǎn)電外層內(nèi)填充非導電顆粒填料，非導電顆粒填料為石英砂、石灰石、沸石和火山巖中的一種，非導電顆粒填料粒徑為5-20mm，導電顆粒和非導電顆粒填料上均種植水生植物，所述水生植物為美人蕉、蘆葦和再力花中的一種。

多孔集水管與U型排水管相連，U型排水管底部伸出雙層池體外的部位安裝可旋轉(zhuǎn)彎頭；通過調(diào)節(jié)可旋轉(zhuǎn)彎頭改變U型排水管的傾斜程度，從而控制非產(chǎn)電外層填料中的水位，使其呈現(xiàn)飽和/非飽和狀態(tài)，增加復氧。

利用上述裝置進行污水處理的步驟為：

一、污水首先進入產(chǎn)電內(nèi)層區(qū)底部，污水中的有機污染物被產(chǎn)電微生物代謝，釋放電子，從而成為微生物燃料電池的陽極，完成有機物的高效降解。

二、水流向上流動，溶解氧濃度不斷升高，到產(chǎn)電內(nèi)層區(qū)頂部（微生物燃料電池的陰極區(qū)），發(fā)生硝化、反硝化脫氮過程。

三、水流向四周輔流進入非產(chǎn)電外層區(qū)，利用可旋轉(zhuǎn)U型排水管調(diào)整水位，加快復氧，并通過過濾、吸附、共沉淀等作用進一步去除水中磷等污染物。