[发明专利]一种水体中总氮自动高效净化系统及其方法

权利要求书

1.一种水体中总氮自动高效净化系统，其特征在于，包括净化系统（1）、改性系统（2）、总氮检测系统（3）、反硝化脱氮系统（4）四个部分，净化系统（1）、总氮检测系统（3）、反硝化脱氮系统（4）依次连接，改性系统（2）连接至净化系统（1）；

净化系统（1）包括浮体（1-1）、生物炭基质（1-2）、砾石（1-3）、土工布（1-4）、植物（1-5），其中：土工布（1-4）设置在浮体（1-1）下方，呈包裹状，砾石（1-3）布置于土工布形成的包裹的底部，生物炭基质（1-2）位于砾石（1-3）上部，植物（1-5）种植于生物炭基质（1-2）上；

改性系统（2）包括曝气泵（2-1）、曝气管（2-2）、曝气冒（2-3）；曝气管（2-2）一端连接曝气泵，末端设置曝气冒（2-3）；曝气管（2-2）位于生物炭基质（1-2）的下方和砾石（1-3）的交界处；

总氮检测系统（3）包括总氮检测仪（3-1）、PLC控制器（3-2）；总氮检测仪（3-1）伸入水体中，对水体中的TN进行测试，数据输入至PLC控制器（3-2），PLC控制器（3-2）连接至回流泵（4-3），控制回流泵的开启；

反硝化脱氮系统（4）包括回流进水管（4-2）、回流泵（4-3）、回流管（4-4），回流进水管（4-2）固定在土工布（1-4）底部，回流管（4-4）置于生物炭基质，在回流泵的作用下，水体通过回流进水管（4-2）输入回流管（4-4），经过回流管上的布水孔进入生物炭基质（1-2），通过回流改善水力条件和提高反硝化效果。

2.根据权利要求1所述的一种水体中总氮自动高效净化系统，其特征在于浮体材料为轻质材料；土工布内，生物炭基质高度60~80cm，砾石（1-3）高度20~40cm。

3.基于权利要求1所述的水体中总氮自动高效净化系统的净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）土工布（1-4）设置在浮体（1-1）下方，内置砾石、生物炭基质，植物（1-5）种植于生物炭基质（1-2）上；

步骤2）改性系统（2）通过曝气泵（2-1）进行曝气充氧，曝气管（2-2）位于生物炭基质（1-2）的下方和砾石（1-3）的交界处，空气通过曝气管（2-2）对生物炭基质（1-2）进行改性；

步骤3）总氮检测系统（3）中总氮检测仪（3-1）对水体中的TN进行测试，数据输入至PLC控制器（3-2），PLC控制器（3-2）根据测试值与设定值之间比对作出判断，用于控制回流泵（4-3）开启；

步骤4）在PLC控制器（3-2）指令下，回流泵（4-3）启动，将水体通过土工布（1-4）底部固定的回流进水管（4-2）泵入回流管（4-4）；回流管（4-4）上的布水孔进入生物炭基质（1-2）。

4.根据权利要求3所述的净化方法，其特征在于步骤4）中，PLC控制器（3-2）根据测试值与设定值之间比对作出判断，用于控制回流泵（4-3）开启，具体是：

TN< 2mg/L，PLC控制器（3-2）控制回流泵（4-3）不开启；

TN 2~5mg/L，PLC控制器（3-2）控制回流泵（4-3），回流比50~80%；

TN 5~8mg/L；PLC控制器（3-2）控制回流泵（4-3），回流比100~150%；TN＞8mg/L；PLC控制器（3-2）控制回流泵（4-3），回流比160~250%。

5.根据权利要求3所述的净化方法，其特征在于，步骤2）中，曝气泵（2-1）在启动初期采用间歇曝气培养，控制溶解氧DO 1.5~2.5mg/L。