一种电化学强化人工湿地装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电化学强化人工湿地装置，属于废水处理领域。本实用新型专利技术包括接通直流电源的电化学阳极Ⅰ、电化学阴极电、电化学阳极Ⅱ以及在人工湿地中散布的填料。通过电化学阳极Ⅰ的电化学过程实现Cl

【技术实现步骤摘要】
一种电化学强化人工湿地装置


[0001]本技术涉及人工湿地水体治理领域，更具体地说是一种电化学强化人工湿地装置。

技术介绍

[0002]我国城市受污染的黑臭水体具有较为明显的地域特征，以“黑河腾冲线”为分界线，集中分布于我国的东南部，并且其密集程度与经济发展程度呈正相关，在环渤海经济圈、长三角经济圈、珠三角经济圈分布尤为显著，特别是经济发达且水系较多的中南地区和华东地区，城市黑臭水体的比例高达71％。城市黑臭水体不仅破坏河流生态系统、损害城市景观，而且也会影响居民生活、危害人体健康，是目前较为突出的一种城市环境问题。
[0003]目前黑臭水体的治理的三个方面为外源阻断、内源控制、水质净化，其中水质净化又是黑臭水体治理的关键阶段，主要包括物理技术、化学技术、生物—生态修复技术、生物膜技术、生物浮床技术等。然而以上技术的应用往往受限于技术成本高、产生二次污染、处理效率低等因素限制。例如，目前构建水面水生植物净化系统、投放水生生物是最常用的生物
‑
生态修复技术。
[0004]人工湿地技术是利用土壤—微生物—植物生态系统对黑臭水体中有机物、营养盐进行去除的技术，主要由基质(土壤、细砂、砾石)、植物、微生物等组成。通过人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好，成活率高，抗水性强，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇，蒲草等)，从而形成一个独特的动植物生态体系。人工湿地技术充分利用物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用来实现对污水的高度净化。
[0005]人工湿地技术基于填料
‑
植物根系
‑
微生物的多界面作用过程可实现对河道或流域中COD、氨氮、磷等污染物净化。但因植物根系
‑
微生物作用受气候影响较大，如在冬季低温条件下，水流粘度增加，传质扩散速率下降，植物的生长受限，微生物的数量和活性骤降，这些影响较大地限制了植物
‑
微生物生态修复系统除有机物、脱氮除磷的能力。此外，植物
‑
微生物的生态修复系统在运行一定时间下，基质填料吸附能力趋于饱和后，处理能力也大大下降。因此，采用单一的植物
‑
微生物生态修复过程治理受污河道或流域往往无法取得长期稳定的良好处理效果。这也是目前河道或流域治理过程中水质常反复波动的根源所在。因此减少植物
‑
微生物系统受温度的依赖性、加速基质填料吸附
‑
降解界面作用是实现植物
‑
微生物生态修复系统高效治理受污水体的关键。
[0006]经检索，中国专利申请公布号CN113023838A，公布日2021.06.25，公开了一种电化学耦合硫铁矿强化人工湿地深度脱氮除磷的装置和方法。在人工湿地不同深度处有着自然形成的好氧和厌氧区域，该专利技术在不同位置添加的硫铁矿发生不同程度的好氧氧化和厌氧氧化分别对除磷和脱氮有着巨大作用，又通过布置在湿地环境中的阳极上产氧，阴极上产氢的电化学作用直接或间接地促进硫铁矿的好氧氧化和厌氧氧化地的发生，形成了电化学
耦合硫铁矿体系，对于废水的脱氮除磷产生了“1+1>2”的效果。该专利技术需要在人工湿地不同位置添加硫铁矿，电化学反应后容易产生新的污染源。

技术实现思路

[0007]1.技术要解决的技术问题
[0008]针对上述现有技术人工湿地技术的植物根系
‑
微生物作用受气候影响较大，较大地限制了植物
‑
微生物生态修复系统除有机物、脱氮除磷的能力的问题，本技术设计了一种电化学强化人工湿地装置，本技术通过接通直流电源的电化学阳极Ⅰ、电化学阴极以及电化学阳极Ⅱ的配合作用产生电化学反应，并在电流的协同作用下，实现电场加强基质填料表面对污染物的吸附
‑
降解的界面作用，实现填料的连续吸附
‑
降解循环过程，使人工湿地技术可免受季节性、昼夜温度变化的影响。
[0009]2.技术方案
[0010]为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：
[0011]一种电化学强化人工湿地装置，应用于处理人工湿地富含Cl
‑
的受污染水体，尤其是富含COD、氨氮、磷等污染物的黑臭水体，包括接通直流电源的电化学阳极Ⅰ、电化学阴极以及电化学阳极Ⅱ，还包括人工湿地中散布的填料。通过电化学阳极Ⅰ的电化学过程实现Cl
‑
向次ClO
‑
的转化，电化学阳极Ⅰ可以是钛或钌钛氧化物，比如TiO2或Ru/TiO2等为阳极的电化学过程，能够有效实现Cl
‑
向次氯酸根(ClO
‑
)的转化；电化学阴极，也可以钛电极作阴极，在电流作用下可直接将硝态氮还原为氮气或一氧化二氮等，电化学阳极Ⅱ，比如铁阳极，可以在原位产聚铁的絮凝剂来除磷，电场加强基质填料表面对污染物的吸附
‑
降解的界面作用，实现基质填料的连续吸附
‑
降解循环过程，使人工湿地对污染物净化技术可免受季节性、昼夜温度变化的影响。
[0012]进一步的技术方案，电化学阳极Ⅰ、电化学阳极Ⅱ和电化学阴极的排布方式包括但不仅限于竖排垂直河面悬浮排列、横向平行河面排列或三个电极围成三角形排列，其中三个电极竖向平行排列为最佳排列方式，每三个电极形成一组，可以在人工湿地上均匀布置多组，形成多组阵列式双阳极/单阴极电化学协同强化景观式生物
‑
生态处理系统，各组之间互相协调式配合，对受污染水体的处理更加均匀彻底。
[0013]进一步的技术方案，电化学阳极Ⅰ、电化学阳极Ⅱ与电化学阴极的形状包括但不仅限于板状、片状、棒状或网状，其中网状电极为最佳形状，网状电极保证了污水的顺利通过，降低了污水流动的阻力，增加了污水中离子与电极板的接触面积和时间，使电化学反应过程更加充分。
[0014]进一步的技术方案，电化学阳极Ⅰ和电化学阴极分别为钛阳极和钛阴极，均由内层钛基电极板和其表面的涂层材料紧密粘合而成，网状结构更适于钛基电极板和其表面涂层材料的紧密粘合。
[0015]进一步的技术方案，内层钛基电极板的形状为穿孔的网状，网孔直径为5～10mm，孔隙度范围为20％～50％，有利于液体与电极网板的接触，进而提高电子的转化效率，过小或过大会影响处理效果或增加处理能耗。
[0016]进一步的技术方案，电化学阳极Ⅱ为铁阳极，呈实芯板或穿孔板状，由铁与不锈钢、钌、铱、镍、铜或铂中的一种或几种复合而成，电极板的复合材料优先采用不锈钢或铜等
轻质金属制成，可以极大减轻电极的重量，方便电极的拆装更换，减少成本。
[0017]进一步的技术方案，填料选用活性炭、石英砂、天然沸石、离子交换树脂、蜂房线绕式滤芯、PP熔喷式滤芯、折叠式滤芯、EPP、多面空心球和陶瓷填料中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学强化人工湿地装置，其特征在于，应用于处理人工湿地富含Cl
‑
的受污染水体，包括接通直流电源(5)的电化学阳极Ⅰ(1)、电化学阴极(3)以及电化学阳极Ⅱ(2)，还包括人工湿地中散布的填料(4)。2.根据权利要求1所述的电化学强化人工湿地装置，其特征在于：所述电化学阳极Ⅰ(1)、电化学阳极Ⅱ(2)和电化学阴极(3)的排布方式为竖排垂直河面悬浮排列、横向平行河面排列或三个电极围成三角形排列。3.根据权利要求2所述的电化学强化人工湿地装置，其特征在于：所述电化学阳极Ⅰ(1)、电化学阳极Ⅱ(2)与电化学阴极(3)的形状为板状、棒状或网状。4.根据权利要求3所述的电化学强化人工湿地装置，其特征在于：所述电化学阳极Ⅰ(1)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄先锋，李阳，虞俊一，刘仁兰，贝克，金展，郑向勇，赵敏，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：新型
国别省市：