[发明专利]一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置

说明书

技术领域

本发明涉及人工湿地水处理技术领域，尤其涉及一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置。

背景技术

目前，人工湿地作为一种低成本、低能耗的水处理技术得到了人们广泛的关注与研究。人工湿地由挺水植物、多介质滤床和微生物群落通过物理、化学和生物的协同作用达到去除水中污染物的目的。与此同时，人工湿地能形成天然的好氧区和厌氧区，可同时进行硝化反硝化反应。但是，在传统的人工湿地中，不能自身产电来提高人工湿地的脱氮效率，需要外部供电，不仅增加能源消耗，而且提高了成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硝化反硝化一体化的、以自驱动微电场来强化人工湿地的装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：人工湿地由上至下依次由入流布水区、上层填料、三层多孔板、下层填料、出流集水区组成，入流布水区内种植挺水植物，入流布水区、出流集水区分别连接供、排水系统；污水处理时，由三层多孔板控制人工湿地上、下层分别进行硝化、反硝化反应；

供水系统包括配水井，配水井内的污水沿斜坡式输水管道向下流入入流布水区，途经交流电机，将水流产生的势能转化成交流电，再经桥式整流器，将交流电转变成直流电，然后通过导线与设于上层填料、下层填料内的阳极电极材料、阴极电极材料连接构成微电场，以加强湿地的硝化反硝化过程。

优选地，所述排水系统包括集水池，所述出流集水区通过集水管连接集水池，集水管上设有集水阀门。

优选地，所述三层多孔板中，上、下两层多孔板相互对应开孔，中间层多孔板的孔与其相互错开；通过旋转开关控制中间层多孔板围绕竖式转轴转动，从而控制上、下两层多孔板的连通。

优选地，当所述旋转开关关闭时，污水进入人工湿地上层，此时NH4⁺作为电子供体，O₂作为电子受体，进行硝化反应；当所述旋转开关打开时，污水进入人工湿地下层，O₂减少，有机碳因在上层被氧化，所以作为传统反硝化中电子供体的有机碳也减少，但是此时阴极电极材料上由外电路提供电子，阴极周围的NO₃^-作为电子受体，进行反硝化反应，产生的反硝化气体经打开的多孔板向上溢出。

优选地，所述微电场作为外电路提供的电子可供阴极周围水体中含有的金属离子的还原而附着在阴极电极材料上，从而增加水体中金属离子的去除。

优选地，所述挺水植物由芦苇10-20株/m²或美人蕉3-4株/m²布置而成。

优选地，所述入流布水区、出流集水区均由粒径9～15mm的砾石填料组成。

优选地，所述上层填料、下层填料均由粒径5～8mm的砾石填料组成。

本发明提供的装置是将污水沿斜坡流下时产生的势能转化成电能，与人工湿地下、上层的阴、阳电极连接，构成微电场。污水处理时由旋转开关控制人工湿地上、下层分别进行硝化、反硝化反应，从而分别形成好氧、厌氧环境。微电场可加强湿地的硝化、反硝化过程，以提高人工湿地的脱氮效率，具有处理效果好，运行维护便捷的优点。

附图说明

图1为一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置主视图；

图2为一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置俯视图；

图3为多介质滤床中上下两层的多孔板示意图；

图4为多介质滤床中中间层的多孔板示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。