一种电活性填料导管折流人工湿地制造技术

本发明专利技术公开了一种电活性填料导管折流人工湿地，包括：进水系统、电活性填料导管、湿地填料床、湿地植物、出水系统，电活性填料导管包括进水口、导管、填料、环形导流堰。进水系统将进水分配至各电活性填料导管，以下进上出形式向上穿过电活性填料导管中的电活性填料层，再通过环形导流堰向四周的湿地填料床均匀布水，出水以上进下出的形式流经湿地填料床。在水流以折流形式通过电活性填料导管和湿地填料床的同时，进水中的有机物将被附着在电活性填料导管内的电活性填料表面的产电菌降解，产生的电子穿过电活性填料导管到达外部的湿地填料床内的电活性填料，并被电活性填料表面附着的自养型反硝化微生物利用，实现低碳氮比进水条件下的脱氮。

【技术实现步骤摘要】
一种电活性填料导管折流人工湿地
本专利技术涉及一种电活性填料导管折流人工湿地，属于人工湿地技术和污水处理

技术介绍
人工湿地是一种根据天然湿地净化污水的原理，通过人工建造和监督控制来强化其净化能力的污水处理技术。按照人工湿地填料床内的水体流态，可以将人工湿地分为垂直流人工湿地和水平流人工湿地。其中，垂直流人工湿地在水体竖向流动的过程中，通过水流的扰动作用，可以增加湿地复氧效果，对有机物的降解和硝化过程具有促进作用。目前，人工湿地作为污水处理厂尾水处理的脱氮效果的难点之一在于，反硝化容易受到电子供体不足的限制。由于污水处理厂尾水经过好氧过程处理，其中的有机物浓度已经较低，同时尾水中仍然残留部分的氨氮，这部分氨氮要彻底去除首先需要经过复氧硝化的过程，而硝化作用是以自养微生物为主导的，只有尾水中有机物降解较为彻底后才能进行，而在硝化过程中产生的硝态氮又会进一步受到有机物不足的限制。因此，作为三级处理工艺的人工湿地总氮去除率有限。利用产电微生物在降解尾水中残留的有机物的同时，可以产生部分电子，这部分电子在合适的导向下，可以被自养型反硝化菌利用，从而达到低碳氮比进水条件下脱氮的效果。电活性人工湿地是一种新型的人工湿地技术，这种人工湿地技术能够有效地富集产电微生物，如专利号为CN201810010303.X，名称为“一种内产电外翻式水流人工湿地污水净化系统”、专利号为CN201810010337.9，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化方法”、专利号为CN201810010466.8，名称为“一种内产电外翻式水流人工湿地污水净化方法”、专利号为CN201810010338.3，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统”、专利号为CN201820016141.6，名称为“一种人工湿地污水净化装置”、专利号为CN201820016132.7，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化装置”、专利号为CN201810010338.3，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统”、专利号为CN201810010466.8，名称为“一种内产电外翻式水流人工湿地污水净化方法”等专利分别公开了不同的电活性人工湿地技术方案。但是现有的电活性人工湿地技术仅仅在于将湿地内部的电子沿纵向方向向上传递至湿地表层，并以氧气作为系统的最终电子受体，以达到提高有机物去除率的目的，但是在这个过程中，有机物降解产生的电子并没有达到反硝化菌群落，因此这类技术对于人工湿地脱氮效果促进作用相当有限。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种电活性填料导管折流人工湿地。该电活性填料导管折流人工湿地能将电活性填料导管内的进水有机物在产电微生物的作用下降解，同时释放出胞外电子，胞外电子通过电活性填料和导电管段传递至导管外部，同时，电活性填料导管作为导管折流人工湿地的布水导管，经过该电活性填料导管的水流，通过自然重力作用进行跌水复氧，发生硝化过程，进一步地，从导管内导出的电子提供以导管折流人工湿地填料床中的电活性填料表面附着的反硝化功能微生物所利用，将经过硝化作用产生的硝酸盐还原为氮气，进而充分地利用了湿地进水中的碳源，提高人工湿地脱氮效果和效率。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电活性填料导管折流人工湿地，包括：湿地填料床，所述湿地填料床内从下至上依次设置承托层、第一电活性填料层、第一表面填料层；等间距地均布在所述湿地填料床内的电活性填料导管，各所述电活性填料导管包括：由非导电管段和导电管段拼接而成的导管，所述导管内由下至上分别设置有布水层、第二电活性填料层和第二表面填料层；所述第二电活性填料层对应的导管段为导电管段，所述布水层和所述第二表面填料层对应的导管段为非导电管段；所述第一电活性填料层和所述第二电活性填料层内的填料均由电活性填料组成，所述第一表面填料层和所述第二表面填料层内的填料均由非导电填料组成；所述第一电活性填料层与所述第二电活性填料层在水平方向上的垂直投影上至少部分重叠。优选地，所述导管的底部设置有进水口，所述布水层和所述第一电活性填料层之间设置有穿孔布水板，所述导管的顶部外沿设置有环形导流堰；进水系统的提供的进水通过所述进水口进入所述布水层内，进一步穿过所述穿孔布水板上的穿孔进入所述第二电活性填料层内，进水中的有机物在电活性填料中的产电微生物作用下降解，同时释放出胞外电子，释放出的胞外电子通过所述导管内的电活性填料和导电管段传递至所述导管外部；所述导管同时作为使进水折流入所述湿地填料床中的布水导管，从所述导管底部的进水口进入所述导管内的进水依靠重力作用从所述环形导流堰上进行跌水复氧，发生硝化反应；进一步地，所述导管导出的胞外电子被所述湿地填料床中的第二电活性填料层表面附着的反硝化功能微生物所利用，进而将经过硝化反应产生的硝酸盐还原为氮气。优选地，所述穿孔布水板上设置的穿孔孔径小于所述第二电活性填料层和所述第二表面填料层内的填料的粒径。优选地，所述环形导流堰以一定角度向下倾斜。优选地，所述湿地填料床的第一表面填料层上种植有湿地植物。优选地，所述湿地还包括：由相连的穿孔集水管和出水弯管组成的出水系统，所述穿孔集水管布置于所述湿地填料床底部，通过调节所述出水弯管的纵向高度将所述湿地填料床内的液面高度控制在所述第一表面填料层的填料高度以下。优选地，所述导管的导电管段选用不锈钢材料制成的管段，所述导管的非导电管段选用PVC材料制成的管段。优选地，所述第一电活性填料层和所述第二电活性填料层中填充的填料至少包括：焦炭和/或生物炭，所述第一表面填料层和所述第二表面填料层中填充的填料至少包括：砾石、石英砂和/或沸石。优选地，所述第一电活性填料层与所述第二电活性填料层在水平方向上齐平，所述第一表面填料层和所述第二表面填料层在水平方向上齐平。本专利技术的有益效果为：人工湿地进水由导管折流人工湿地进水系统分配至各个电活性填料导管，并以下进上出形式向上穿过电活性填料导管中的第二电活性填料层，然后通过环形导流堰向四周的导管折流人工湿地填料床均匀布水，电活性填料导管的出水以上进下出的形式流经湿地填料床，湿地填料床以半饱和形式运行，其底部设置穿孔集水管收集出水，随后排出出水。在水流以折流形式通过电活性填料导管和湿地填料床的同时，进水中的有机物将被附着在电活性填料导管内的电活性填料表面的产电菌降解，然后产生的电子穿过电活性填料导管到达外部的湿地填料床内的电活性填料，并被电活性填料表面附着的自养型反硝化微生物利用，实现低碳氮比进水条件下的脱氮过程。本专利技术解决了人工湿地处理污水处理厂尾水时氮去除率受到碳源限制的问题，是一种高效、环保的新型污水处理装置。附图说明图1为本专利技术实施例的电活性填料导管折流人工湿地的侧视图；图2为本专利技术实施例的电活性填料导管折流人工湿地的俯视图；图3为电活性填料导管的主视图；图4为电活性填料导管的侧视图；图5为本实施例电活性填料导管去氮的原理图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电活性填料导管折流人工湿地，其特征在于，包括：/n湿地填料床，所述湿地填料床内从下至上依次设置承托层、第一电活性填料层、第一表面填料层；/n等间距地均布在所述湿地填料床内的电活性填料导管，各所述电活性填料导管包括：由非导电管段和导电管段拼接而成的导管，所述导管内由下至上分别设置有布水层、第二电活性填料层和第二表面填料层；/n所述第二电活性填料层对应的导管段为导电管段，所述布水层和所述第二表面填料层对应的导管段为非导电管段；/n所述第一电活性填料层和所述第二电活性填料层内的填料均由电活性填料组成，所述第一表面填料层和所述第二表面填料层内的填料均由非导电填料组成；/n所述第一电活性填料层与所述第二电活性填料层在水平方向上的垂直投影至少部分重叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种电活性填料导管折流人工湿地，其特征在于，包括：
湿地填料床，所述湿地填料床内从下至上依次设置承托层、第一电活性填料层、第一表面填料层；
等间距地均布在所述湿地填料床内的电活性填料导管，各所述电活性填料导管包括：由非导电管段和导电管段拼接而成的导管，所述导管内由下至上分别设置有布水层、第二电活性填料层和第二表面填料层；
所述第二电活性填料层对应的导管段为导电管段，所述布水层和所述第二表面填料层对应的导管段为非导电管段；
所述第一电活性填料层和所述第二电活性填料层内的填料均由电活性填料组成，所述第一表面填料层和所述第二表面填料层内的填料均由非导电填料组成；
所述第一电活性填料层与所述第二电活性填料层在水平方向上的垂直投影至少部分重叠。


2.根据权利要求1所述的电活性填料导管折流人工湿地，其特征在于，所述导管的底部设置有进水口，所述布水层和所述第一电活性填料层之间设置有穿孔布水板，所述导管的顶部外沿设置有环形导流堰；
进水系统的提供的进水通过所述进水口进入所述布水层内，进一步穿过所述穿孔布水板上的穿孔进入所述第二电活性填料层内，进水中的有机物在电活性填料中的产电微生物作用下降解，同时释放出胞外电子，释放出的胞外电子通过所述导管内的电活性填料和导电管段传递至所述导管外部；
所述导管同时作为使进水折流入所述湿地填料床中的布水导管，从所述导管底部的进水口进入所述导管内的进水依靠重力作用从所述环形导流堰上进行跌水复氧，发生硝化反应；
进一步地，所述导管导出的胞外电子被所述湿地填料床中的第二电活性填料层表面附着的反硝化功能微生物所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一，严俊，何强，胡学斌，秦豪，吕铎周，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50