[发明专利]一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的方法及装置

权利要求书

1.一种交互式原位缓解垂直流人工湿地生物堵塞的方法，其步骤如下：其特征在于：

A、在湿地底部的非导电填料层上部填充阳极填料层，阳极填料层中设置阳极集电极；

B、在阳极填料层上方填充非导电填料隔离层，该层为阳极填料层和阴极填料层间的分隔器；

C、在非导电填料隔离层上部填充阴极填料层，在阴极填料层中设置阴极集电极，阴极填料层和阴极集电极的上表面暴露于空气中，阴极填料层中种植湿地植物；

D、阳极集电极和阴极集电极通过导线和负载或外电源连接；

E、在连接导线中设置开关，形成外电源、内部产电和开路三种模式；与外电源相连的开关闭合时，形成外电源模式；与外部负载相连的开关闭合时，形成内部产电模式；断开开关时，形成开路模式；

F、人工湿地运行过程中出现过滤速率降低、孔隙率降低堵塞症状，将开关调节到内部产电模式；堵塞程度较严重，将开关调节到外电源模式，并通过调节外加电源大小，强化分散并降解胞外聚合物；孔隙率和过滤速率逐渐恢复后，将开关调节到内部产电模式，维持弱电场环境，在降解胞外聚合物同时回收电能；孔隙率和过滤速率完全恢复后；维持在内部产电模式，调节成开路模式；

其中，所述的非导电填料层厚度为20-40cm；阳极填料层厚度为30-50cm；非导电填料隔离层厚度为20-30cm；阴极填料层厚度为20-30cm。

2.一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的装置，该装置包括非导电填料层(1)、阳极填料层(2)、非导电填料隔离层(3)、阴极填料层(4)，其特征在于：阳极填料层(2)分别与非导电填料层(1)、非导电填料隔离层(3)相连，阴极填料层(4)与非导电填料隔离层(3)相连，在阴极填料层(4)中种植湿地植物(5)，在阳极填料层(2)和阴极填料层(4)中分别设置阳极集电极(6)和阴极集电极(7)，阳极集电极(6)通过导线(8)、负载(9)或外电源(10)与阴极集电极(7)连接，在导线(8)和负载(9)或外电源(10)间设置开关(11)，调节开关(11)将导线(8)和负载(9 )连接时形成内部产电模式(12)，将导线(8)和外电源(10 )连接时形成外部电源模式(13)，开关断开时形成开路模式(14)；所述的人工湿地水流方向为垂直流或水平流；

所述的人工湿地的填料厚度范围为90-150cm；

其中，阴极填料层（4）和阴极集电极（7）的上表面暴露于空气中；

其中，所述的非导电填料层(1)厚度为20-40cm；阳极填料层(2)厚度为30-50cm；非导电填料隔离层(3)厚度为20-30cm；阴极填料层(4)厚度为20-30cm。

3.根据权利要求2所述的一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的装置，其特征在于：所述的阳极填料层(2)和阴极填料层(4)内填料为颗粒活性炭或石墨颗粒，颗粒活性炭和石墨颗粒的粒径为1-5mm。

4.根据权利要求2所述的一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的装置，其特征在于：所述的阳极集电极(6)和阴极集电极(7)为石墨毡、石墨棒或不锈钢网。

5.根据权利要求2所述的一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的装置，其特征在于：所述的非导电填料层(1)、非导电填料隔离层(3)中的填料为砾石、砂石、无烟煤、生物陶粒中的一种或二至四种中的任意组合。

6.根据权利要求2所述的一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的装置，其特征在于：所述的湿地植物(5)为美人蕉、风车草、芦苇、芦竹、水甜茅、大米草中的一种或二至六种的任意组合。