[发明专利]一种铁碳微电解耦合挺水植物模块及其应用

说明书

本发明属于黑臭/污染水体修复领域，公开了一种铁碳微电解耦合挺水植物模块及其应用。所述铁碳微电解耦合挺水植物模块包括浮板、定植篮和曝气系统，所述浮板上安装有定植篮，所述定植篮中固定有挺水植物，挺水植物根部被铁碳填料包裹并用防漏袋固定，防漏袋四周被陶粒包围，所述挺水植物被陶瓷固定于所述定植篮中。该铁碳微电解耦合挺水植物模块应用于黑臭/污染水体修复，可实现2～4天黑臭/污染水体色度、臭阈值明显降低，16～22天无明显气味，水体透明，COD去除率达80％以上，氨氮去除率达99％以上，除磷率达97％以上，溶解氧3mg/L以上，水质达地表水Ⅳ类水标准，水生态系统恢复。

技术领域

本发明属于黑臭/污染水体修复领域，特别涉及一种铁碳微电解耦合挺水植物模块及其应用。

背景技术

近年来，随着经济的高速发展，污水处理系统建设跟不上快速的城市化进程，大量污染物入河，水体中化学需氧量、氮、磷等污染物超标，河流水体污染严重，水体出现季节性或终年黑臭。

致黑臭机理目前尚不明确，但普遍认为高有机污染负荷、氮、磷、Fe、S、 Mn和低DO是主要致黑臭原因。高有机污染负荷消耗大量溶解氧造成厌氧环境，厌氧微生物将溶解性有机物，如碳水化合物、脂肪酸和蛋白质，降解为包括有气味的有机酸和硫化合物的小分子，如H₂S和有机硫化物，这些小分子在微生物的介导作用下，进一步与水和沉积物中的矿物质发生反应形成黑色沉淀物，其中Fe、Mn是主要的致黑成分。氮磷也是致黑臭的原因之一，由于水中氮磷营养物质的富集造成藻类的迅速繁殖，而高密度藻类的堆积消亡直接影响水体中有机物及氮磷的变化，形成藻原型局部黑臭水体。

目前国内外对黑臭水体处理技术的研究，主要有物理、化学、生物治理技术。物理治理技术成本较高，有一定效应范围，并不能彻底达到净化要求，化学治理技术能在一段时间内较大程度改善水质，但是需要投入大量资金且治标不治本，易造成二次污染，一般作为应对突发水污染事件的应急措施，相比之下，生物治理技术具有稳定有效、安全持久、工程造价较低、运行成本低、可与绿化环境及景观改善有机结合等特点，在修复黑臭/污染水体的同时构建具有完整营养级结构的水生态系统，从根本上恢复黑臭/污染水体的自净能力和生态功能，但依然存在以下问题：一是有限的生物量制约了水质净化效能的进一步提高；二是容易受季节影响，低温下生物降解效率非常低；三是大多数城市地表水缺少可以被反硝化菌有效利用的碳源，影响脱氮效果。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，解决现有的黑臭/污染水体治理技术中存在的成本高、治标不治本、易造成二次污染、净化效率低、受季节及可利用碳源制约等问题，本发明的首要目的在于提供一种铁碳微电解耦合挺水植物模块。

本发明的另一目的在于提供上述铁碳微电解耦合挺水植物模块的应用。

一种铁碳微电解耦合挺水植物模块，包括浮板、定植篮和曝气系统，所述浮板上安装有定植篮，所述定植篮中固定有挺水植物，挺水植物根部被铁碳填料包裹并用防漏袋固定，防漏袋四周被陶粒包围，所述挺水植物被陶瓷固定于所述定植篮中。

优选的，所述铁碳填料和陶粒的质量比为8～70％。

优选的，所述铁碳填料的粒径为4～6mm。

优选的，所述铁碳填料为在中性条件下作用的铁碳填料。

优选的，所述铁碳填料可以是烧结制成的一体化铁碳填料，也可以是铁屑和活性碳的混合物。

优选的，所述陶粒为球形，粒径为3～5mm，孔隙率≥40％。

优选的，所述曝气系统为微孔曝气，0～12h/天。

优选的，所述浮板的尺寸为20×20cm～80×80cm。

优选的，所述铁碳微电解耦合挺水植物模块上设置1～9个定植篮。