[發(fā)明專利]一種鐵碳微電解耦合挺水植物模塊及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910264503.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN110092476A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳勝男;胡勇有;廖子聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32;C02F3/34;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發(fā)明屬于黑臭/污染水體修復(fù)領(lǐng)域，公開了一種鐵碳微電解耦合挺水植物模塊及其應(yīng)用。所述鐵碳微電解耦合挺水植物模塊包括浮板、定植籃和曝氣系統(tǒng)，所述浮板上安裝有定植籃，所述定植籃中固定有挺水植物，挺水植物根部被鐵碳填料包裹并用防漏袋固定，防漏袋四周被陶粒包圍，所述挺水植物被陶瓷固定于所述定植籃中。該鐵碳微電解耦合挺水植物模塊應(yīng)用于黑臭/污染水體修復(fù)，可實(shí)現(xiàn)2～4天黑臭/污染水體色度、臭閾值明顯降低，16～22天無(wú)明顯氣味，水體透明，COD去除率達(dá)80％以上，氨氮去除率達(dá)99％以上，除磷率達(dá)97％以上，溶解氧3mg/L以上，水質(zhì)達(dá)地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于黑臭/污染水體修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵碳微電解耦合挺水植物模塊及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，污水處理系統(tǒng)建設(shè)跟不上快速的城市化進(jìn)程，大量污染物入河，水體中化學(xué)需氧量、氮、磷等污染物超標(biāo)，河流水體污染嚴(yán)重，水體出現(xiàn)季節(jié)性或終年黑臭。

致黑臭機(jī)理目前尚不明確，但普遍認(rèn)為高有機(jī)污染負(fù)荷、氮、磷、Fe、S、 Mn和低DO是主要致黑臭原因。高有機(jī)污染負(fù)荷消耗大量溶解氧造成厭氧環(huán)境，厭氧微生物將溶解性有機(jī)物，如碳水化合物、脂肪酸和蛋白質(zhì)，降解為包括有氣味的有機(jī)酸和硫化合物的小分子，如H₂S和有機(jī)硫化物，這些小分子在微生物的介導(dǎo)作用下，進(jìn)一步與水和沉積物中的礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成黑色沉淀物，其中Fe、Mn是主要的致黑成分。氮磷也是致黑臭的原因之一，由于水中氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的富集造成藻類的迅速繁殖，而高密度藻類的堆積消亡直接影響水體中有機(jī)物及氮磷的變化，形成藻原型局部黑臭水體。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)黑臭水體處理技術(shù)的研究，主要有物理、化學(xué)、生物治理技術(shù)。物理治理技術(shù)成本較高，有一定效應(yīng)范圍，并不能徹底達(dá)到凈化要求，化學(xué)治理技術(shù)能在一段時(shí)間內(nèi)較大程度改善水質(zhì)，但是需要投入大量資金且治標(biāo)不治本，易造成二次污染，一般作為應(yīng)對(duì)突發(fā)水污染事件的應(yīng)急措施，相比之下，生物治理技術(shù)具有穩(wěn)定有效、安全持久、工程造價(jià)較低、運(yùn)行成本低、可與綠化環(huán)境及景觀改善有機(jī)結(jié)合等特點(diǎn)，在修復(fù)黑臭/污染水體的同時(shí)構(gòu)建具有完整營(yíng)養(yǎng)級(jí)結(jié)構(gòu)的水生態(tài)系統(tǒng)，從根本上恢復(fù)黑臭/污染水體的自凈能力和生態(tài)功能，但依然存在以下問題：一是有限的生物量制約了水質(zhì)凈化效能的進(jìn)一步提高；二是容易受季節(jié)影響，低溫下生物降解效率非常低；三是大多數(shù)城市地表水缺少可以被反硝化菌有效利用的碳源，影響脫氮效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，解決現(xiàn)有的黑臭/污染水體治理技術(shù)中存在的成本高、治標(biāo)不治本、易造成二次污染、凈化效率低、受季節(jié)及可利用碳源制約等問題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種鐵碳微電解耦合挺水植物模塊。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述鐵碳微電解耦合挺水植物模塊的應(yīng)用。

一種鐵碳微電解耦合挺水植物模塊，包括浮板、定植籃和曝氣系統(tǒng)，所述浮板上安裝有定植籃，所述定植籃中固定有挺水植物，挺水植物根部被鐵碳填料包裹并用防漏袋固定，防漏袋四周被陶粒包圍，所述挺水植物被陶瓷固定于所述定植籃中。

優(yōu)選的，所述鐵碳填料和陶粒的質(zhì)量比為8～70％。

優(yōu)選的，所述鐵碳填料的粒徑為4～6mm。

優(yōu)選的，所述鐵碳填料為在中性條件下作用的鐵碳填料。

優(yōu)選的，所述鐵碳填料可以是燒結(jié)制成的一體化鐵碳填料，也可以是鐵屑和活性碳的混合物。

優(yōu)選的，所述陶粒為球形，粒徑為3～5mm，孔隙率≥40％。

優(yōu)選的，所述曝氣系統(tǒng)為微孔曝氣，0～12h/天。

優(yōu)選的，所述浮板的尺寸為20×20cm～80×80cm。

優(yōu)選的，所述鐵碳微電解耦合挺水植物模塊上設(shè)置1～9個(gè)定植籃。