[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

说明书

本发明公开了一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的方法，步骤依次为：在非导电填料层上部填充阳极填料层；在阳极填料层上方填充非导电填料隔离层；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；阳极集电极和阴极集电极通过导线和负载或外电源连接；在连接导线中设置调节开关，形成外电源、内部产电和开路三种模式；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或外电源模式。阳极填料层分别与非导电填料层、非导电填料隔离层相连，阴极填料层与非导电填料隔离层相连。有效改善了人工湿地的生物堵塞，显著提高了长期运行的人工湿地过水效率，维持净化效果，延长了寿命。

技术领域

本发明属于环境工程污水生态净化技术领域，更具体涉及一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的方法，一种交互式原位缓解人工湿地生物堵塞的装置。

背景技术

人工湿地(CW)堵塞是限制其高效、长效运行的瓶颈问题，会缩短人工湿地寿命、增加管理维护成本。相较于进水悬浮物引起的物理堵塞、填料孔隙间发生化学反应产生胶体或沉淀引起的化学堵塞，人工湿地中的生物堵塞更具普遍性，其后果也更为严重，是CW长效运行的主要限制因素。即使采取进水预处理、基质级配优化、植物优选配置及运行管理优化等预防措施，仍无法避免人工湿地生物堵塞(Hua G F,Zhu W,Shen J Q,et al.The roleof biofilm in clogging process in vertical flow constructed wetland.AppliedEngineering in Agriculture,2013,29(1):61-66.)。

人工湿地中生物堵塞的形成过程，普遍被认为最初是大量的生物膜和细菌分泌的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，简称EPS)积聚在基质表面；同时高含水率且低密度的胶状污泥中大量的惰性有机物(腐殖质和多糖)也积累在基质表面；随后EPS吸附污水中的有机和无机物，形成紧密的堵塞层(Du M,Xu D,Trinh X,et al.EPSsolubilization treatment by applying the biosurfactant rhamnolipid to reduceclogging in constructed wetlands.Bioresource Technology,2016,218:833-841.)。由于EPS主要化学成分是大分子、大尺寸的多聚糖和蛋白，被微生物自然降解和直接利用的过程较为缓慢，而多糖的凝胶化在长期累积下造成了湿地不可逆堵塞行为。因此，生物堵塞也可理解为由EPS引起的堵塞。