【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农村生活污水治理，具体涉及一种柔性功能化填料、柔性模块化人工湿地及利用该基质对农村生活污水净化的方法。
技术介绍
1、国家对农村生活污水治理提出了新目标，新要求，要求对农村生活污水治理率大于40％，因此切实可行的农村生活污水治理技术是实现这一目标的重要手段。农村生活污水具有典型性：cod较低，cod在100-150mg/l，氨氮高，氨氮一般在70-110mg/l，尤其冬季氨氮高更为突出。针对这类生活污水，传统的活性污泥法，有机碳源低，运行不稳定，尤其冬季运行差；为了解决这一问题，提出了柔性模块化人工湿地及其对典型农村生活污水的净化方法。
2、传统人工湿地净化机制：利用湿地基质、微生物以及植物这个复合生态系统对废水中的有机污染物、氨氮、tp等进行物理、化学和生物三重作用，通过湿地基质过滤、吸附、湿地植物吸收分解以及湿地微生物吸收代谢来实现污染净化。但是这种传统人工湿地对高氨氮的农村生活污水净化能力差，易堵塞，甚至会因为冬季低温以及浓度过高氨氮而损伤破坏湿地生态系统，导致其完全失去净化功能，故而必须对其进行强化优化，才能将人工湿地技术稳定用于农村生活污水治理工程中。本专利技术提出了针对典型农村生活污水的模块化人工湿地及其对典型农村生活污水净化方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决传统的人工湿地易堵塞、对氨氮浓度高的生活污水运行效果差的问题，提出了柔性功能化填料、模块化人工湿地及利用该技术对农村生活污水净化的方法。本专利技术采取柔性功能化填料模块作
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、柔性功能化填料，采用金属编织柔性纤维包裹材料将功能化填料进行包裹得到；所述功能化填料包括固体填料和包埋微生物；所述固体填料(火山石，孔隙率在40～50％之间)在其空间多孔结构上包埋微生物。将柔性功能化填料放置在刚性支撑结构，形成整体的柔性功能化填料模块。
4、模块化人工湿地包括湿地基质和人工湿地结构，其中：
5、所述柔性功能化填料模块包括三种功能好氧呼吸型强化氨氮氧化湿地模块、兼氧反硝化湿地模块、强化除磷湿地模块；模块由三部分组成：内部包埋功能化微生物填料、柔性金属编织柔性纤维包裹材料和刚性支撑碳钢骨架；
6、所述金属编织柔性纤维包裹材料，通过机织工艺进行制备，采用25μm316l不锈钢丝、12μmtio2纳米线、8μm碳纤维线三种金属纤维线，两上一下斜纹机织，形成网状球形包裹材料，可使生活污水流入流出，具有四个作用：1、过滤水中较大固体颗粒污染物进行初筛；2、碳纤维线和tio2纳米线可形成局部微电解，通过微电解氧化还原作用实现脱氮；3、对内部功能化填料进行包裹形成柔性功能化模块，便于整体安装布置，拆除清洗；4、刚性支撑(碳钢骨架)与柔性基质配合，创新湿地内的水力流态：模块间的水平流动以及穿越基质的垂直流动相结合，有力推动传质扩散、尤其是溶解氧的传质扩散，有利于氨氧化；5、金属网结构可拦截内部功能化填料防治流失堵塞；
7、所述金属纤维包裹材料中tio2纳米线和碳纤维线形成阴阳极微电解，通过氧化还原反应，对生活污水中碳氮污染物质进行净化；
8、所述好氧呼吸型强化氨氮氧化湿地模块包括包埋硝化细菌天然火山石、内部通气管和包裹材料，通过在填料孔隙包埋硝化细菌并通过通气管强化氨氮氧化；
9、所述兼氧反硝化湿地模块包括包埋反硝化细菌天然火山石、内部通气管和包裹材料，通过在填料孔隙包埋硝化细菌并通过通气管，强化反硝化作用实现脱氮；
10、所述强化除磷湿地模块填料包括天然火山石和石灰石混合填料，填料孔隙包埋兼性厌氧的反硝化聚磷菌，反硝化聚磷菌能利用氧和硝酸盐作为电子受体，能从污水中大量摄取溶解态的正磷酸盐，在细胞内合成多聚磷酸盐，聚磷菌对磷的积累作用大大超过微生物正常生长所需的磷量，可达细胞重量的6％～8％，采用包埋聚磷菌生物强化除磷法，既可强化脱磷，又可去除硝酸盐。
11、所述多功能柔性功能化模块包括三种功能好氧呼吸型强化氨氮氧化湿地模块、兼氧反硝化湿地模块、强化除磷湿地模块，分别布置在污水的进水口、污水处理的中间段以及污水出水口；形成了针对不同功能区域的功能分类。
12、所述模块化人工湿地装置，通过多功能柔性功能化模块针对典型农村生活污水特点，进行功能化分区对农村生活污水进行深度。
13、一种利用上述模块化人工湿地深度净化农村生活污水的方法，包括以下步骤：
14、步骤一：将包埋功能化填料装进金属编织柔性纤维包裹材料中，形成具有强化氨氮氧化、反硝化、强化除磷的柔性功能化模块；
15、步骤二：将好氧呼吸型强化氨氮氧化湿地模块、兼氧反硝化湿地模块、强化除磷湿地模块，分别布置在污水的进水口、污水处理的中间段以及污水出水口，形成不同功能区域的功能化人工湿地；
16、步骤三：生活污水流经模块化人工湿地，实现对生活污水的深度净化；刚性支撑(碳钢骨架)与柔性基质配合，创新湿地内的水力流态：模块间的水平流动以及穿越基质的垂直流动相结合，有力推动传质扩散、尤其是溶解氧的传质扩散，有利于氨氧化；其中功能性填料可以相应去除水中的碳氮污染物质；外部金属编织柔性包裹材料，既可以拦截污水中悬浮的无机大颗粒，又能防止内部填料流失减少装置堵塞的风险，减少微生物的流失提高去除效果；
17、步骤四：在整个人工湿地调整及后期维护上，这种柔性功能化模块结构因采用金属编织柔性纤维包裹材料包裹，可整体取出更换或尽心清洗，根据相应的水质需求进行任意组合。
18、相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：
19、1、本专利技术改进了人工湿地中的填料，改为可拆装的柔性功能化填料模块，具有可根据生活污水水质对功能化模块进行组合以满足净水要求的优点。
20、2、流动性创新，柔性功能化填料模块由刚性支撑(碳钢骨架)与柔性基质配合，创新湿地内的水力流态：模块间的水平流动以及穿越基质的垂直流动相结合，有力推动传质扩散、尤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.柔性功能化填料，其特征在于：所述柔性功能化填料具体为：采用金属编织柔性纤维包裹材料(2-1)将功能化填料(2-2)进行包裹得到。
2.根据权利要求1所述的柔性功能化填料，其特征在于：所述金属编织柔性纤维包裹材料，通过机织工艺进行制备，采用25μm 316L不锈钢丝、12μmTiO2纳米线、8μm碳纤维线三种金属纤维线，两上一下斜纹机织，形成网状球形包裹材料。
3.根据权利要求2所述的柔性功能化填料，其特征在于：所述金属编织柔性纤维包裹材料中TiO2纳米线和碳纤维线形成阴阳极微电解，通过氧化还原反应，对生活污水中碳氮污染物质进行净化。
4.根据权利要求1所述的柔性功能化填料，其特征在于：所述功能化填料(2-2)包括固体填料(2-2-1)和包埋微生物(2-2-2)；所述固体填料(2-2-1)(火山石，孔隙率在40～50％之间)在其空间多孔结构上包埋微生物(2-2-2)。
5.根据权利要求4所述的柔性功能化填料，其特征在于：所述微生物为硝化细菌、反硝化细菌或反硝化聚磷菌中的一种。
6.一种包括权利要求1～5任一项所述柔性功
7.一种利用权利要求6所述模块化人工湿地深度净化农村生活污水的方法，其特征在于：所述方法为：
...【技术特征摘要】
1.柔性功能化填料，其特征在于：所述柔性功能化填料具体为：采用金属编织柔性纤维包裹材料(2-1)将功能化填料(2-2)进行包裹得到。
2.根据权利要求1所述的柔性功能化填料，其特征在于：所述金属编织柔性纤维包裹材料，通过机织工艺进行制备，采用25μm 316l不锈钢丝、12μmtio2纳米线、8μm碳纤维线三种金属纤维线，两上一下斜纹机织，形成网状球形包裹材料。
3.根据权利要求2所述的柔性功能化填料，其特征在于：所述金属编织柔性纤维包裹材料中tio2纳米线和碳纤维线形成阴阳极微电解，通过氧化还原反应，对生活污水中碳氮污染物质进行净化。
4.根据权利要求1所述的柔性功能化填料，其特征在于：所述功...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩煦葳，王丽，刘洪臣，王锦，刘力宁，冯宇恒，宁珂，罗博羽，张成瑜，艾克热木·热合曼，阿次仁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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