[发明专利]多目标污染物同步去除的人工湿地装置

说明书

多目标污染物同步去除的人工湿地装置，它涉及污水处理技术领域。它解决了现有人工湿地处理复合污染物难的问题。本发明通过缓释碳源带、可渗透反应墙、光催化板的有机结合来实现同一装置内部营养物、重金属和有机物的同步高效去除。采用太阳能曝气和缓释碳源带结合的方式，通过微氧供给和内碳源释放来强化营养物氮素的去除；采用印迹材料可渗透反应墙对目标重金属进行高效选择性吸附；采用光催化板有效降解和矿化降解有机污染物，促进代谢产物的微生物降解。本系统具有多目标污染物同步去除、去除率高、操作简单、运行稳定等优点。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及多目标污染物同步去除的人工湿地装置。

背景技术

目前，湿地承担着地球自然水体的净化和处理功能，然而城市中天然湿地在逐渐地减少和消亡，人工湿地受到了越来越多的关注和发展，成为一种新型污水生态处理技术。人工湿地主要通过湿地植物、基质及微生物三者之间的物理、化学和生物协同作用净化污染物，具有处理效果好、投资和运行费用低等优势，在中小城镇污水处理中得到了广泛的应用。但随着城镇化进程的加快，生活污水的污染负荷越来越重，同时畜禽/水产养殖、工矿企业以及农业面源等的废水排放也加重了污染的复杂性，呈现氮、磷、重金属、农药、抗生素等多种污染物共存的现象。而传统人工湿地的处理负荷较低，应对复合污水的处理能力差。因此，构建多目标污染物同步去除的人工湿地系统对其推广和应用具有重要意义。对现有技术进行检索，CN105600931A公开了一种具有深度脱氮功能的微曝气型固体碳源湿地系统及其脱氮处理工艺，通过微氧曝气和缓释碳源来实现高效的硝化和反硝化脱氮过程。CN107512775A公开了一种人工湿地系统及强化人工湿地系统低温运行的温度调控方法，采用铁矿石和缓释碳源组合填料构建湿地系统，通过“温度调控”策略实现低温下系统的高效脱氮过程。CN111003809A公开了Fe-C强化型人工湿地脱氮系统及脱氮方法，通过铁矿石湿地和缓释碳源湿地的组合形式，来实现高效的脱氮过程。CN205115138U公开了一种人工湿地太阳能间歇微曝气系统，通过在垂直潜流人工湿地不同高度设置曝气孔，为系统提供微氧间歇曝气，进而强化好氧微生物过程的进行。CN107459140B公开了垂直流人工湿地及其处理污水中氮、磷及四环素类的方法，通过构建三级垂直流人工湿地，增设曝气设备来实现营养物和有机物的好氧生物去除。此外，中国专利公告号CN208136033U公开了一种处理锌冶炼废水的复合人工湿地结构、CN109721213A公开了用于处理重金属废水的多级人工湿地系统、CN203602454U公开了一种处理含铬废水的复合流人工湿地结构，这些湿地系统均是通过基质吸附、植物吸收等实现重金属的吸附去除。以上研究均是针对单一污染物的去除，或者通过传统的吸附和植物吸收达到污染物的去除过程。但是，如何在同一湿地系统内实现营养物、重金属、有机物的同步高效去除仍是巨大挑战。目前，仍没有在同一湿地系统内部采用通过微氧曝气结合“缓释碳源带、印迹材料可渗透反应墙、光催化复合板”来实现营养物、重金属和有机物复合物同步去除技术的相关报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有人工湿地处理系统对复合污染物处理难的问题，提供了多目标污染物同步去除的人工湿地装置，解决问题的具体技术方案如下：

本发明的多目标污染物同步去除的人工湿地装置，由太阳能装置、曝气装置、可渗透反应墙、水平光催化板、垂直光催化板、铁矿石带、缓释碳源带、砾石带、隔水挡板和湿地植物组成，铁矿石带设置在折流潜流湿地左侧，缓释碳源带设置在折流潜流湿地的中部，砾石带设置在折流潜流湿地的末端，铁矿石带、缓释碳源带和砾石带由隔水挡板间隔，可渗透反应墙交错设置在隔水挡板的下方和上方，水平光催化板设置在基质上方与水面之间，垂直光催化板设在隔水挡板上方的可渗透反应墙的两侧，太阳能装置设在铁矿石带左端的上方，曝气装置设在铁矿石带左侧的中部，太阳能装置与曝气装置连接，基质带上方种植湿地植物。