[發(fā)明專利]一種人工濕地模塊及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011158723.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112174333A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東華;岳冬梅;葛俊;吳耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

一種人工濕地模塊，包括固態(tài)電子供體補(bǔ)充單元、框架，所述固態(tài)電子供體補(bǔ)充單元容納于所述框架內(nèi)；所述框架為中空的柱體，柱壁為鏤空結(jié)構(gòu)。所述固態(tài)電子供體補(bǔ)充單元為固態(tài)電子供體，填充于所述框架中。所述固態(tài)電子供體補(bǔ)充單元還包括鏤空的隔離管，固態(tài)電子供體容納于所述隔離管內(nèi)。所述的人工濕地模塊在水處理技術(shù)中的應(yīng)用，一種人工濕地，包括進(jìn)水端、處理區(qū)及出水端，所述處理區(qū)是由所述的若干人工濕地模塊裝配而成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，能保證濕地填料鋪設(shè)質(zhì)量，提升人工濕地的施工效率，方便補(bǔ)充固態(tài)電子供體，強(qiáng)化濕地的反硝化脫氮功能。本發(fā)明便于清洗、消除堵塞，不會(huì)大幅度損傷濕地結(jié)構(gòu)、破壞濕地功能，短期內(nèi)即可恢復(fù)濕地功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及可補(bǔ)充固態(tài)電子供體的裝配式人工濕地模塊，尤其是適用于低碳氮比水處理的類型。

背景技術(shù)

人工濕地是由植物、微生物和填料三個(gè)要素組成的有機(jī)系統(tǒng)。填料在人工濕地水質(zhì)凈化過(guò)程中起著核心作用。研究表明，填料對(duì)磷的去除起主要作用，填料表面的生物膜對(duì)有機(jī)物和氮的去除中起到主導(dǎo)作用。因此，人工濕地填料的設(shè)計(jì)以及施工是人工濕地工程應(yīng)用中的關(guān)鍵之一。

隨著新型投融資建設(shè)模式如EPC、PPP等在水環(huán)境治理項(xiàng)目中的應(yīng)用，人工濕地應(yīng)用中已經(jīng)不僅僅關(guān)注填料的類型、粒徑、級(jí)配等設(shè)計(jì)參數(shù)，還包括在建設(shè)過(guò)程中如何保證填料質(zhì)量、施工進(jìn)度，以及如何長(zhǎng)效運(yùn)行，減小堵塞風(fēng)險(xiǎn)等。

在人工濕地施工過(guò)程中，填料鋪設(shè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)施工的質(zhì)量和進(jìn)度有決定性影響。尤其對(duì)于填料種類多、級(jí)配多、鋪設(shè)方法有特殊要求的濕地，施工難度大大增加。而且，目前并沒(méi)有針對(duì)人工濕地填料鋪設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)方法，基本是一個(gè)濕地一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這也在一定程度上降低了施工效率。

人工濕地在處理低碳氮比污水或自然水體，如我國(guó)南方地區(qū)的生活污水、污水處理廠尾水、輕污染河湖水以及受硝酸鹽污染的地下水時(shí)，往往由于碳源缺乏導(dǎo)致脫氮效率低下。在濕地中添加固態(tài)電子供體，如緩釋碳源或硫單質(zhì)，能有效促進(jìn)人工濕地處理低碳氮比水的脫氮速率。隨著反硝化的進(jìn)行，固態(tài)電子供體會(huì)被逐步消耗，需定期補(bǔ)充，但在人工濕地中，固態(tài)電子供體的補(bǔ)充存在很大難度。公開(kāi)號(hào)為CN202688096U的實(shí)用新型專利公布了一種補(bǔ)充垂直流人工濕地緩釋碳源的裝置，通過(guò)在濕地底部安裝管壁開(kāi)孔的碳源輸送管對(duì)人工濕地補(bǔ)充緩釋碳源。該碳源輸送管位于濕地底部，一旦出現(xiàn)破損或堵塞等情況則修復(fù)困難；補(bǔ)充碳源時(shí)須將濕地排空，影響人工濕地的正常運(yùn)行；由于該碳源輸送管位于濕地底部，濕地內(nèi)部缺乏光線，很難觀察管中緩釋碳源的消耗情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可補(bǔ)充固態(tài)電子供體的裝配式人工濕地模塊及應(yīng)用方法，能大大提升人工濕地的施工效率，保證填料鋪設(shè)質(zhì)量，可方便補(bǔ)充固態(tài)電子供體，強(qiáng)化濕地的反硝化脫氮功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種人工濕地模塊，包括框架和固態(tài)電子供體補(bǔ)充單元，所述固態(tài)電子供體補(bǔ)充單元容納于所述框架內(nèi)；

所述框架為中空的柱體，柱壁為鏤空結(jié)構(gòu)，孔徑小于其內(nèi)部填充填料的粒徑；柱體高度與人工濕地設(shè)計(jì)的填料層高度一致。

所述框架可以為圓柱體、棱柱體或其他形狀的柱體，柱體材質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)二次污染，具備一定的機(jī)械強(qiáng)度，能耐受水流沖刷和柱內(nèi)外基質(zhì)的擠壓，如可采用不銹鋼、聚乙烯、玻璃鋼、鋼筋混凝土等材質(zhì)；

所述框架頂部設(shè)置有吊環(huán)，方便施工時(shí)吊裝；

所述固態(tài)電子供體補(bǔ)充單元由隔離管和位于框架底盤上的凹槽組成，隔離管由框架底盤上設(shè)置的凹槽加以支撐、固定。

隔離管為鏤空結(jié)構(gòu)，孔徑小于其內(nèi)外填料的粒徑；隔離管高度與柱體相一致。

隔離管材質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)二次污染，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能耐受水流沖刷和柱內(nèi)外基質(zhì)的擠壓，如可采用不銹鋼、聚乙烯、玻璃鋼、鋼筋混凝土等材質(zhì)；