一种原位利用污水产电强化下行垂直流人工湿地脱氮效能的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种原位利用污水产电强化下行垂直流人工湿地脱氮效能的方法及装置，步骤：A、污水连续由装置顶部进入；B、污水流入阳极导电填料层，氨氮在阳极脱氮菌属作用下被氧化成硝酸盐氮；C、接着污水流入非导电填料隔离层；D、随后污水流入阴极导电填料层，硝酸盐氮被还原成氮气；E、最后污水经底部非导电填料层内排水管流出，出水中总氮去除。阴极导电填料层分别与底部非导电填料层、非导电填料隔离层相连，阳极导电填料层分别与非导电填料隔离层、上部非导电填料层相连，在非导电填料层上部中种植湿地植物，阳极集电极、阴极集电极通过内导线短路连接。方法简单，操作便捷，原位利用产生的电能，显著提高低碳高氨氮污水总氮去除效果。

Method and device for enhancing nitrogen removal efficiency of vertical vertical flow constructed wetland in situ using sewage power generation

The invention discloses a method and device for in-situ utilizing sewage power generation to enhance the nitrogen removal efficiency of downstream vertical flow constructed wetland. The steps are: A, sewage continuously enters from the top of the device; B, sewage flows into the anodic conductive packing layer, ammonia nitrogen is oxidized into nitrate nitrogen under the action of anodic denitrifying bacteria; C, and then sewage flows into the non-conductive packing layer. Filler isolation layer; D, then sewage into the cathode conductive packing layer, nitrate nitrogen is reduced to nitrogen; E, the final sewage through the bottom of the non-conductive packing layer drainage pipe, total nitrogen removal effluent. The cathode conductive filler layer is connected with the bottom non-conductive filler layer and the non-conductive filler isolation layer respectively. The anode conductive filler layer is connected with the non-conductive filler isolation layer and the upper non-conductive filler layer respectively. Wetland plants are planted in the upper part of the non-conductive filler layer. The anode collector and the cathode collector are connected by short circuit through the inner conductor. The method is simple, easy to operate, and in-situ utilization of the generated electricity can significantly improve the removal efficiency of total nitrogen from low carbon and high ammonia nitrogen wastewater.

【技术实现步骤摘要】
一种原位利用污水产电强化下行垂直流人工湿地脱氮效能的方法及装置
本专利技术属于污水处理领域，更具体涉及一种提高微生物燃料电池和垂直流人工湿地耦合系统处理低碳高氨氮污水（生活污水、低浓度的垃圾渗滤液、污泥消化液等）时总氮去除效能的运行方法，同时还涉及一种原位利用污水产电强化下行垂直流人工湿地脱氮效能的装置。
技术介绍
低碳氮比（C/N≤5）是我国南方地区污水的典型特征，传统生化处理工艺（如活性污泥法、生物膜法等）在反硝化过程中因碳源不足导致脱氮效率低，出水水质难以满足日益严格的排放标准要求，与生态环境要求的生态水水质差距更大。而投加甲醇、乙醇等有机碳源虽可提高生物反硝化过程，可也增加了运行成本。人工湿地（CW）作为一种环境友好且成本低廉的生态工程技术，已经逐步成为污水分散处理及深度净化的主流工艺之一。在人工湿地中氮的脱除主要通过生物硝化和反硝化作用两个阶段；在硝化作用中氨氮被氧化为硝态氮，在反硝化作用中硝态氮被还原为氮气最终释放到大气中。在第一阶段中氧气不足时，硝化作用会受到抑制，减少转化成的硝酸盐氮，进一步总氮去除；在第二阶段有机碳源不足时，反硝化作用会受到抑制，影响总氮去除。虽然人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位利用污水产电强化下行垂直流人工湿地脱氮效能的方法，其步骤是：A、污水连续由装置顶部进入并均匀布水，依次流入上部非导电填料层，植物根系分布在这一层的中上部，本层由湿地植物的根系泌氧及进水中带入的溶解氧使该区域呈现好氧状态，氨氮在硝化菌和亚硝化菌下转化为硝酸盐氮，异养反硝化菌利用有机碳源作为电子供体将硝酸盐氮还原成氮气；B、经过步骤（A）的污水流入阳极导电填料层，有机物在该层被电化学活性菌利用产生电子，未氧化的有机物在这一层去除，部分硝酸盐氮异养反硝化得到去除；该层和阴极导电填料层直接通过内部导线连接形成短路，在阳极脱氮菌属作用下发生异养硝化作用，将污水中的氨氮通过氨氧化过程转化成硝酸...

【技术特征摘要】
1.一种原位利用污水产电强化下行垂直流人工湿地脱氮效能的方法，其步骤是：A、污水连续由装置顶部进入并均匀布水，依次流入上部非导电填料层，植物根系分布在这一层的中上部，本层由湿地植物的根系泌氧及进水中带入的溶解氧使该区域呈现好氧状态，氨氮在硝化菌和亚硝化菌下转化为硝酸盐氮，异养反硝化菌利用有机碳源作为电子供体将硝酸盐氮还原成氮气；B、经过步骤（A）的污水流入阳极导电填料层，有机物在该层被电化学活性菌利用产生电子，未氧化的有机物在这一层去除，部分硝酸盐氮异养反硝化得到去除；该层和阴极导电填料层直接通过内部导线连接形成短路，在阳极脱氮菌属作用下发生异养硝化作用，将污水中的氨氮通过氨氧化过程转化成硝酸盐氮；电化学活性菌通过呼吸把新陈代谢产生的电子通过内部导线转移到电子受体硝酸盐氮中，部分硝酸盐氮被阳极脱氮菌属还原成氮气；C、接着污水流入非导电填料隔离层，该层为阳极导电填料层和阴极导电填料层间的分隔器；D、随后污水流入阴极导电填料层，在该层中经由内部导线传递来的电子被用作还原硝酸盐氮的电子供体，在阴极脱氮菌属作用下，大部分硝酸盐氮被还原成氮气；E、最后污水经底部非导电填料层内的排水管流出，出水中总氮含量下行垂直流人工湿地的总氮去除；所述的电化学活性菌属为具有胞外电子传递的一类微生物，包括地杆菌属、假单胞菌属、脱硫单胞菌属和红育菌属其中的一种或一到四种的任意组合；所述的阳极脱氮菌属为硝化和反硝化菌属，包括地杆菌属、动胶菌属、固氮弧菌属其中的一种或一到三种和不动杆菌属、黄杆菌属、脱氯单胞菌属其中的一种或一到三种的任意组合；所述的阴极脱氮菌属为地杆菌属、索氏菌属、不动杆菌属、Dokdonella属、Ferruginibacter属等其中的一种或一到五种的任意组合。2.权利要求1所述的一种原位利用污水产电强化下行垂直流人工湿地脱氮效能的装置，该装置自下而上铺设有底部非导电填料层（1）、阴极导电填料层（2）、非导电填料隔离层（3）、阳极导电填料层（4）、上部非导电填料层（5），其特征在于：阴极导电填料层（...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩荣，吴振斌，许丹，鲁汭，陈迪松，武俊梅，周巧红，徐栋，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42