本发明专利技术提供了一种电解强化净水装置系统及再生水深度净化方法，所述电解强化净水装置系统包括依次连接的供水单元、强化净水单元以及排水单元；所述强化净水装置的内部沿垂直于地面向上的方向依次设置有支撑层、基质层以及布水层；所述强化净水装置内部还设置有电极层。本发明专利技术提供的电解强化净水装置系统将电解法、离子交换法以及生物降解作用相结合，借助电解作用，促进功能微生物在系统中的分布；促进基质中矿质元素－再生水中金属污染物之间的离子交换作用，调控常微量元素的含量，刺激微生物群落的结构和活性，进行氮磷等无机营养物质及新型有机污染物PPCPs的协同净化，无需添加碳源，高效，净化效果突出且无二次污染。净化效果突出且无二次污染。净化效果突出且无二次污染。
【技术实现步骤摘要】
一种电解强化净水装置系统及再生水深度净化方法
[0001]本专利技术属于再生水深度净化及循环利用
，涉及一种电解强化净水装置系统，尤其涉及一种高效协同去除氮磷及PPCPs复合污染的电解强化净水装置系统及再生水深度净化方法。
技术介绍
[0002]再生水的循环利用是缓解经济社会发展水资源短缺的有效途径。污水处理厂出水的化学成分是决定再生水潜在利用及目标接收水体(河、湖、农业灌溉等)的关键因素。比如，污水处理厂二级出水中氮的浓度在10
‑
15mg/L，排放到地表水体中仍然具有较高的富营养化风险；此外，传统的污水处理工艺无法有效去除新型痕量有机污染物PPCPs，一旦排放到地表受纳水体，PPCPs的毒性、持久性和耐药性会对环境健康造成不利影响。因此，二级出水中氮磷等无机污染物与PPCPs等新型有机污染物复合污染的协同净化成为再生水循环利用的关键。
[0003]生物降解是去除氮和PPCPs的主要途径。CN 100340326C提供了一种采用多级固定化微生物膜填料治理恶臭污染特别是石化污水处理场散发的恶臭污染的方法以及低浓度有机废气的净化方法。该方法虽具有操作成本低、运转稳定、耐冲击、运转周期长等优点，但由于使用该法需经预处理，无法达到短流程化；同时对于高浓度的有机废气达到可生化性很难，则对微生物要求严格；另外处理对象限制在低浓度有机废气以及对恶臭源脱臭，难以广谱化处理污染物。
[0004]CN 201406362Y公开了一种降解有毒有害有机物的固载好氧
‑
厌氧方法和装置。该专利仅利用好氧厌氧微生物处理有毒有害污染物，末考虑污染物可生化因素：虽然结构简单，但使得处理流程增长：另外，此厌氧
‑
好氧联合处理方法与A/0法类似。
[0005]CN 106115926A公开了一种多介质层的波形潜流人工湿地，包括填料层和挡板：板的数量>2块；挡板交错排列地设置在填料层中，使得水流流经填料层时形成上下波动的潜流；填料层的填料包括砾石和复合填料包；复合填料包的填料包括土壤、木屑、木炭和铁屑。
[0006]然而，由于PPCPs的毒性和耐药性，传统的生物滤池、人工湿地等工艺去除效果通常不太理想，易堵塞限制长期使用，常用的反冲洗操作虽较为有效，但会增加工艺的操作难度和后期运维成本，影响系统内的微生物群落结构分布，长期来看改善效果有限；且对低C/N污水处理存在的问题较难解决，常用的投加碳源方法虽简便易行，却会导致二次污染或者反硝化不彻底等问题。电解一体化微生物降解被证实可同时去除氮和PPCPs，实现了良好的PPCPs去除效果，从而提高了生物可降解性，降低了毒性。然而，能耗成本高、难以规模化是电解的主要缺点；此外，长期通电情况下电流会对微生物群落和活性产生负面效应，进而影响净化效果。
[0007]微生物的活性受到微生物酶的显著影响，而微生物酶通常与微量元素配合作为辅助因子。微量元素(Cu
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Fe
3+
和Ni
2+
)可以刺激微生物活性，这些微量元素是微生物酶和代谢不可或缺的元素。但是，通常以外加为主，未考虑基质内矿物元素的有效利用，
未充分探究矿质元素、无机污染物以及有机污染物之间的生物地球化学作用，造成了资源浪费，提高了处理成本。
[0008]综上所述，提供一种利用矿质元素净化污水的方法，用以避免资源的浪费，降低生产成本，已经成为本领域亟需解决的问题之一。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的在于提供一种电解强化净水装置系统及再生水深度净化方法，所述方法基于所述电解强化净水装置系统，综合考虑装置内矿质元素、无机污染物以及有机污染物之间的生物地球化学作用，从调控元素含量的角度出发，有效提高再生水中氮磷无机污染物及包括PPCPs在内的新型有机污染物的高效协同去除，深度净化后作为可持续水资源被循环利用的效果。
[0010]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种电解强化净水装置系统，所述电解强化净水装置系统包括依次连接的供水单元、强化净水单元以及排水单元；
[0012]所述强化净水单元包括强化净水装置以及供电装置；
[0013]所述强化净水装置的内部沿垂直于地面向上的方向依次设置有支撑层、基质层以及布水层；
[0014]所述强化净水装置内部还设置有电极层。
[0015]本专利技术提供的电解强化净水装置系统将电解法、离子交换法以及生物降解作用相结合，借助电解作用，促进功能微生物在系统中的分布；促进基质中矿质元素－再生水中金属污染物之间的离子交换作用，调控常微量元素的含量，刺激微生物群落的结构和活性，进行氮磷等无机营养物质及新型有机污染物PPCPs的协同净化，无需添加碳源，高效，净化效果突出且无二次污染。
[0016]优选地，所述电解强化净水装置系统进行遮光处理。
[0017]优选地，所述遮光采用的遮光材料包括遮光锡纸。
[0018]本专利技术提供的电解强化净水装置系统需要进行遮光处理，采用遮光处理可以避免实验室日光灯和太阳光照的干扰，否则某些污染物会被光降解去除，则会影响系统控制因素下的净化效果评价。
[0019]优选地，所述供水单元包括依次连接的再生水存蓄瓶以及进料泵。
[0020]优选地，所述进料泵与强化净水装置顶部的进料口相连接。
[0021]优选地，所述进料泵包括蠕动泵。
[0022]优选地，所述支撑层中的填充介质包括大粒径玄武岩。
[0023]优选地，所述支撑层的高度为10
‑
15cm，例如可以是10cm、10.5cm、11cm、12cm、13cm、14cm或15cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述大粒径玄武岩的平均粒径为3
‑
5cm，例如可以是3cm、3.5cm、4cm、4.5cm或5cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，所述布水层中的填充介质包括较大粒径玄武岩。
[0026]优选地，所述布水层的高度为8
‑
10cm，例如可以是8cm、8.5cm、9cm、9.5cm或10cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，所述较大粒径玄武岩的平均粒径为1
‑
3cm，例如可以是1cm、1.5cm、2cm、2.5cm或3cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]本专利技术所述布水层的作用为：均匀补水，有效改善优先流。
[0029]优选地，所述基质层包括上基质层和下基质层。
[0030]优选地，所述上基质层中的填充介质包括细颗粒玄武岩。
[0031]优选地，所述细颗粒玄武岩的平均粒径为0本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解强化净水装置系统，其特征在于，所述电解强化净水装置系统包括依次连接的供水单元、强化净水单元以及排水单元；所述强化净水单元包括强化净水装置以及供电装置；所述强化净水装置的内部沿垂直于地面向上的方向依次设置有支撑层、基质层以及布水层；所述强化净水装置内部还设置有电极层。2.根据权利要求1所述的电解强化净水装置系统，其特征在于，所述电解强化净水装置系统进行遮光处理；优选地，所述遮光采用的遮光材料包括遮光锡纸；优选地，所述供水单元包括依次连接的再生水存蓄瓶以及进料泵；优选地，所述进料泵与强化净水装置顶部的进料口相连接；优选地，所述进料泵包括蠕动泵。3.根据权利要求1或2所述的电解强化净水装置系统，其特征在于，所述支撑层和布水层中的填充介质包括大粒径玄武岩；优选地，所述支撑层的高度为10
‑
15cm；优选地，所述大粒径玄武岩的平均粒径为3
‑
5cm；优选地，所述布水层中的填充介质包括较大粒径玄武岩；优选地，所述布水层的高度为8
‑
10cm；优选地，所述较大粒径玄武岩的平均粒径为1
‑
3cm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电解强化净水装置系统，其特征在于，所述基质层包括上基质层和下基质层；优选地，所述上基质层中的填充介质包括细颗粒玄武岩；优选地，所述细颗粒玄武岩的平均粒径为0.1
‑
0.5cm；优选地，所述上基质层的高度为15
‑
20cm；优选地，所述下基质层中的填充介质包括沸石；优选地，所述沸石的平均粒径为0.5
‑
2cm；优选地，所述下基质层的高度为25
‑
30cm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电解强化净水装置系统，其特征在于，所述电极层包括阴极电极和阳极电极；优选地，所述阴极电极和阳极电极间的间距为10
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15cm；优选地，所述阴极电极以及阳极电极的结构包括棒状结构；优选地，所述阴极电极沿水平方向设置于下基...
【专利技术属性】
技术研发人员：李淼，杨蕾，陈小宇，刘翔，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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