[发明专利]一种处理农村生活污水的人工湿地系统

说明书

本发明提供了一种处理农村生活污水的人工湿地系统，包括微生物燃料电池湿地模块，微生物燃料电池湿地模块由下至上依次包括防渗底层、污水分布层、阳极层、绝缘填料层、气体分布层、阴极层和种植基质层；阳极层包括上层、夹心层和下层，上层和下层均为具有网孔的板状阳极材料，上层和下层电连接，夹心层为活性微生物层，夹心层填充在所述上层和下层之间；阴极层包括具有网孔的板状材料；气体分布层分布的气体中含有氧气；阳极层和阴极层通过导线连接外电路构成闭合电路。本发明的处理农村生活污水的人工湿地系统对于生活污水中有机物、氮、磷的去除率高，电能的转化率高，建设成本低。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种处理农村生活污水的人工湿地系统。

背景技术

随着我国农村经济和农村生活方式的发展变化，造成了农村生活污水排放量越来越多，农村污水引起的环境污染日趋加重。我国农村生活污水的基本特征表现为：量小且分散，排放系数低；水中悬浮物、氨氮和总磷等污染物的浓度低；成分复杂，可生化性强；间歇排放，具有规律性；重金属等有毒有害物质少等。

结合我国国情，我国大多数农村生活污水大都采用先将污水进行预处理(发酵处理)，经过预处理后的污水，采用人工湿地、生物接触氧化法、生物浮岛、土地渗滤和稳定塘等技术处理，这些组合工艺的运用在国内比较多。其中，由于建设和运行成本低、维护简便、脱氮除磷效果好并兼具美学价值等优势，人工湿地受到广泛的关注和研究。

按照污水水流方向的不同，人工湿地可分为地表流湿地、潜流湿地和垂直流湿地，这几种型式的人工湿地能够高效的去除农村生活污水中大有机物、氮、磷等。但是，表流人工湿地主要依赖水生植物的根茎拦截及跟根茎上生物膜的降解作用来实现污染物去除，一般水位较浅，因而水力负荷较大、净化能力有限、卫生条件较差，当前很少采用；潜流人工湿地与垂直潜流人工湿地出水水质较好，但构造较为复杂，占地面积较大，尤其是容易受到季节影响，且在污水进水前需设置预处理装置，否则极易堵塞。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种处理农村生活污水的人工湿地系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种处理农村生活污水的人工湿地系统，包括微生物燃料电池湿地模块，所述微生物燃料电池湿地模块由下至上依次包括防渗底层、污水分布层、阳极层、绝缘填料层、气体分布层、阴极层和种植基质层；

所述阳极层包括上层、夹心层和下层，所述阳极层的上层和下层均为具有网孔的板状阳极材料，所述阳极层的上层和下层电连接，所述夹心层为活性微生物层，所述夹心层填充在所述阳极层的上层和下层之间；

所述阴极层包括具有网孔的板状材料；

所述气体分布层分布的气体中含有氧气；

所述阳极层和所述阴极层通过导线连接外电路构成闭合电路。

上述的处理农村生活污水的人工湿地系统结合湿地种植基质层的吸附作用和构成的微生物燃料电池，可以将污水中的化学能转化为电能，并且同时去除污水中的有机物、氮、磷，既实现了生活污水的处理，而且具有节能降耗的目的，上述的处理农村生活污水的人工湿地系统对有机物、氮、磷的去除率高，处理后的水质好，电能的转化率高，并且可以用于农村生活污水的处理，建设成本低。

优选地，所述阴极层由呈矩形螺旋线型或由上而下的之字形排列的具有网孔的板状材料组成。

上述的处理农村生活污水的人工湿地系统的阴极层的具有网孔的板状材料呈矩形螺旋线型或由上而下的之字形排列提高了处理农村生活污水的人工湿地系统对污水中的有机物、氮、磷的去除率，提高了电能转化率。

优选地，所述由呈矩形螺旋线型或由上而下的之字形排列的具有网孔的板状材料之间的间距为20～50cm。

优选地，所述矩形螺旋线型或由上而下的之字形排列的具有网孔的板状材料之间填充有粒径为10～16mm的砂砾。