[發明專利]一種外產電內匯式水流人工濕地污水凈化系統

有效

• 申請號: 201810010338.3
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108217941B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 丁彥禮;白少元;游少鴻;解慶林
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/32;C02F3/34;H01M8/16
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本發明公開了一種外產電內匯式水流人工濕地污水凈化系統。包括雙層池體、進水管、多孔布水管、多孔集水管、可旋轉彎頭、U型排水管和水生植物。雙層池體包括非產電內層和產電外層。污水首先進入產電外層底部，污水中的有機污染物被產電微生物降解并釋放電子；水流向上流動，到產電外層頂部，發生硝化、反硝化脫氮過程。水流向中心匯流進入內層區，通過調節可旋轉彎頭改變U型排水管的傾斜程度，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。本發明將微生物燃料電池技術與傳統人工濕地緊密的結合在一起，將高效有機碳代謝、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。

技術領域

本發明屬一種污水治理領域，具體涉及一種外產電內匯式水流人工濕地污水凈化系統。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，我國水環境形勢日益嚴峻。水體污染引發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，但在廣大農村地區，水體污染問題卻愈加突顯。農村污水治理已成為當下水環境事業的重中之重。

農村污染具有量大面廣、分散性、空間異質性等特點，加之農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、運行穩定、維護管理簡單的水處理技術。

人工濕地作為生態修復方法的一種，與傳統的二級生化處理相比，具有建造及運行費用低、維護簡單等優點，適合于技術管理水平不高、規模較小的城鎮或鄉村的污水處理。然而工程實踐發現，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，本發明通過一種外產電內匯式水流人工濕地污水凈化系統，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，并實現高效去除。該系統具有投資省、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廢水的處理。

發明內容

本發明的目的是針對現有人工濕地技術結構不緊湊，占地規模較大的問題，提供了一種外產電內匯式水流人工濕地污水凈化系統。

本使發明是這樣實現的:外產電內匯式水流人工濕地污水凈化系統包括雙層池體、進水管、多孔布水管、多孔集水管、可旋轉彎頭、U型排水管和水生植物。

雙層池體包括非產電內層和產電外層，非產電內層橫斷面及產電外層橫斷面為圓形或多邊形；非產電內層橫斷面及產電外層橫斷面面積之比為1:5-1:1。

產電外層與進水管相連，產電外層內填充導電顆粒填料，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。

非產電內層與出水相連，非產電內層內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。

產電外層的底部設置環形結構的多孔布水管，多孔布水管與進水管相連；非產電內層底部鋪設環形結構多孔集水管，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一端安裝可旋轉彎頭。

利用上述裝置進行污水處理的步驟為:

一、污水首先進入產電外層底部，污水中的有機污染物被產電微生物降解，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，到產電外層頂部（微生物燃料電池的陰極區），發生硝化、反硝化脫氮過程。

三、水流向中心匯流進入內層區，通過調節可旋轉彎頭改變U型排水管的傾斜程度，從而控制非產電內層的飽和/非飽和狀態，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的污染物。