[实用新型]一种内电解沉水植物床装置

说明书

本实用新型公开内电解沉水植物床装置，包括填料层、镶嵌种植在所述填料层中的沉水植物、设置在填料层上的固定化小球藻、包裹在填料层外围的阴极、设置在填料层下表面的内电解装置、设置在内电解装置下方的底泥、嵌入所述底泥中的阳极网，所述填料层和阳极网之间设置有竖向并间隔排列的多个微生物层。本装置结构合理，充分利用水中碳源，强化冬季脱氮；微生物燃料电池修复深层水体及底质，其产生电场能够增大内电解微电池电位差，加快反应速率；形成良好的好氧‑缺氧‑厌氧环境，强化污染物去除效果。

技术领域

本实用新型属于生态修复污染水体的水质净化技术领域，具体涉及一种内电解沉水植物床装置。

背景技术

由于经济快速发展，大量难降解污染物持续排放，污染物以大气沉降、污水排放、雨水淋溶与冲刷等方式进入水体，长期威胁水生生态系统。浮床作为一种兼水质处理和景观效果为一体的处理技术，在水体生态修复中得到了广泛的应用。目前浮床发展仍存在诸多问题：冬季气温较低，植物难以成活，微生物活性低，导致浮床处理效果较差；浮床植物一般浮于河道表面，上层水体处理效果较好，但下层水体及底泥的处理效果有待提升。耦合微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)的沉水植物床从组合生态浮床的协同优化角度出发，强化了浮床植物根际效应和浮床微生物特别是产电细菌及污染物降解细菌的富集及固定化，提高复合系统的难降解性有机物的净化效能及产电性能。用碳纤维膜取代传统外接导线，将上层空气阴极与下层嵌入底泥的厌氧阳极有机耦合在一起形成微生物燃料电池，实现水质和底质的协同净化。

铁碳内电解是一种高效物理化学水处理技术，它结构简单、成本低廉、抗冲击负荷强、环境效益好，可有效改善废水可生化性、提高污染物去除效率。铁碳内电解与沉水植物床耦合，能够有效提高冬季微生物活性，弥补冬季因温度下降导致植物净化功能减弱的缺陷，强化沉水植物床脱氮效果。内电解可分担一部分MFC的污染物处理负荷；MFC产生的电场也能增大内电解电极极化作用，增大电极电位差，加快污染物降解速率。

有研究表明，沉水植物的恢复与重建是水质得到改善与稳定的关键。沉水植物枝叶密集，与水体接触面积大，可吸附水中的悬浮颗粒；可分泌助絮物质，促进中小颗粒沉降，提高水体透明度；好氧根系环境也可修复底泥、减少氮磷释放。针对浮床脱氮效率不高的问题，以往主要采用固定化微生物或者曝气的方式，但传统曝气能耗大，装置复杂。而小球藻是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，分布极广，且对水中溶解氧的提升率可达40％，而固定化小球藻作为一种新型藻类固定方式，生长周期长，可防止藻类的流失，实现重复利用，同时有利于上层好氧环境的形成。利用小球藻极强的泌氧功能和底泥的厌氧环境，在水体中形成自上而下的好氧-缺氧-厌氧环境，有利于硝化与反硝化作用的发生，实现不同深度水体的净化。

实用新型内容

发明目的：本实用新型提供一种冬季处理效果好，反应速率快，强化污染物去除效果，能充分利用水中碳源，提高内电解效率的内电解沉水植物床装置。

技术方案：本实用新型的内电解沉水植物床装置，包括填料层、镶嵌种植在所述填料层中的沉水植物、设置在填料层上的固定化小球藻、包裹在填料层外围的阴极、设置在填料层下表面的内电解装置、设置在内电解装置下方的底泥、嵌入所述底泥中的阳极网，所述填料层和阳极网之间设置有竖向并间隔排列的多个微生物层。

进一步的，本实用新型的装置还包括通过四周支架固定渔网形成的外围结构。

进一步的，本实用新型装置中，所述内电解装置为铁碳填料制成，垂直于微生物层，内电解装置上表面设置有与微生物层相连的不锈钢网，内电解装置下表面设置有与四周支架相接的底板。

进一步的，本实用新型装置中，所述铁碳填料包括活性炭和铁屑，铁碳比为2∶1～4∶1。

进一步的，本实用新型装置中，所述微生物层由碳纤维膜构成。

进一步的，本实用新型装置中，所述沉水植物具有复氧功能，为黑藻、苦草中的一种或几种。