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一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地

阅读：4发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及人工湿地技术领域，尤其涉及一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地,解决了现有生活污水碳氮比低导致反硝化过程所需电子供体不足的缺点，包括曝气段人工湿地、两段非曝气段人工湿地，所述曝气段人工湿地的内部填充有第一填料层，非曝气段人工湿地的内部分别填充有第二填料层和第三填料层，曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地的一侧均设有布水系统，位于所述曝气段人工湿地的一侧设置有补水口，曝气段人工湿地的外侧还设置有曝气设备，曝气段人工湿地完成脱氮的NO2-、NO3-在生物膜电极反应器非曝气段人工湿地给微电场提供电子，并提升自养反硝化菌的数量进一步增强反硝化作用，最终减少湿地出水中氮的含量。，下面是一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地(1)、两段非曝气段人工湿地(2)，其特征在于，所述曝气段人工湿地(1)的内部填充有第一填料层(4)，非曝气段人工湿地(2)的内部分别填充有第二填料层(5)和第三填料层(6)，曝气段人工湿地(1)和非曝气段人工湿地(2)的一侧均设有布水系统(7)，位于所述曝气段人工湿地(1)的一侧设置有补水口(3)，曝气段人工湿地(1)的外侧还设置有曝气设备(10)，所述曝气设备(10)的曝气端连接有供气干管(11)，所述供气干管(11)的外侧连接有供气支管(9)，所述供气支管(9)的端部安装有阀门(12)，非曝气段人工湿地(2)远离布水系统(7)的一侧设置有集水区(8)，曝气段人工湿地(1)和非曝气段人工湿地(2)之间设置有负极材料(16)，两个非曝气段人工湿地(2)之间设置有正极材料(17)。
2.根据权利要求1所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，其特征在于，所述曝气段人工湿地(1)和其中一段非曝气段人工湿地(2)的顶部均设置有泵体(13)，所述泵体(13)的进水端连接有抽水管(14)，泵体(13)的出水端连接有出水管(15)。
3.根据权利要求2所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，其特征在于，所述抽水管(14)的一端延伸至布水系统(7)的底部内侧，所述抽水管(14)延伸至相邻布水系统(7)的顶部。
4.根据权利要求1所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，其特征在于，所述曝气段人工湿地(1)和非曝气段人工湿地(2)的顶部均种植有湿地植物(18)。
5.根据权利要求1所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，其特征在于，所述供气支管(9)的内部中间设置有隔膜(91)，位于隔膜(91)两侧的供气支管(9)管壁开设有气孔(92)。
6.根据权利要求1所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，其特征在于,所述第一填料层(4)的填充物依次为粗砂层、生物炭层、火山岩层和砾石层，所述第二填料层(5)的填充物依次为粗砂层、沸石层、麦饭石层和砾石层，所述第三填料层(6)的填充物依次为粗砂层、钢渣、磁铁矿和铁碳填料。
7.根据权利要求6所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，其特征在于,所述第一填料层(4)、第二填料层(5)和第三填料层(6)的隔层厚度依次为20CM、45CM、20CM和50CM。
8.根据权利要求6所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，其特征在于,所述负极材料(16)为石墨毡，所述正极材料(17)为碳棒。

说明书全文

一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地

技术领域

[0001] 本实用新型涉及人工湿地技术领域，尤其涉及一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地。

背景技术

[0002] 目前，人工湿地作为一种低成本、低能耗的水处理技术得到人们的广泛关注，人工湿地由挺水植物、多介质滤床和微生物群落通过物理、化学和生物的协同作用达到去除水中污染物的目的。

[0003] 人工湿地对氮的去除主要包括植物摄取、基质吸附和微生物的硝化/反硝化作用。其中后两者作用相对明显，但是充足的供氧是微生物进行硝化作用的必要条件，然而人工湿地中的氧主要依靠植物传输和大气复氧，在实际运行中不能满足微生物的需要。另外，生活污水中普遍存在碳氮比低，易导致反硝化过程所需要的电子供体不足，影响出水总氮达标。
实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的是为了解决现有生活污水碳氮比低导致反硝化过程所需电子供体不足的缺点，而提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地。

[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

[0006] 一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地、两段非曝气段人工湿地，所述曝气段人工湿地的内部填充有第一填料层，非曝气段人工湿地的内部分别填充有第二填料层和第三填料层，曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地的一侧均设有布水系统，位于所述曝气段人工湿地的一侧设置有补水口，曝气段人工湿地的外侧还设置有曝气设备，所述曝气设备的曝气端连接有供气干管，所述供气干管的外侧连接有供气支管，所述供气支管的端部安装有阀门，非曝气段人工湿地远离布水系统的一侧设置有集水区，曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地之间设置有负极材料，两个非曝气段人工湿地之间设置有正极材料。

[0007] 优选的，所述曝气段人工湿地和其中一段非曝气段人工湿地的顶部均设置有泵体，所述泵体的进水端连接有抽水管，泵体的出水端连接有出水管。

[0008] 优选的，所述抽水管的一端延伸至布水系统的底部内侧，所述抽水管延伸至相邻布水系统的顶部。

[0009] 优选的，所述曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地的顶部均种植有湿地植物。

[0010] 优选的，所述供气支管的内部中间设置有隔膜，位于隔膜两侧的供气支管管壁开设有气孔。

[0011] 优选的，所述第一填料层的填充物依次为粗砂层、生物炭层、火山岩层和砾石层，所述第二填料层的填充物依次为粗砂层、沸石层、麦饭石层和砾石层，所述第三填料层的填充物依次为粗砂层、钢渣、磁铁矿和铁碳填料。

[0012] 优选的，所述第一填料层、第二填料层和第三填料层的隔层厚度依次为20CM、45CM、20CM和50CM。

[0013] 优选的，所述负极材料为石墨毡，所述正极材料为碳棒。

[0014] 本实用新型的有益效果是：

[0015] 1、通过补水口为布水系统供水，并通过泵体持续向前一布水系统内的污水进行回流，利用布水系统分别将污水往复导入三段人工湿地内进行处理。

[0016] 2、通过曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地处理后的污水中的硝态氮以第三填料层中的单质铁为电子供体，可部分被还原为N2，释放至空气中，达到去除污水中总氮的目的，单质铁被氧化后，释放的Fe2+，可以与污水中的磷酸盐进行絮凝沉淀，达到去除污水中总磷的目的，经过处理的污水经集水区收集后，最终外排，脱氮除磷效果显著。

[0017] 3、有机污染物在下层被产电活跃菌氧化后产生电子，NH4+可作为电子供体进行硝化作用，同时电子也可通过外电路传递至上层，给 NO2-、NO3-等提供电子，增强反硝化，曝气段人工湿地完成脱氮的 NO2-、NO3-在生物膜电极反应器非曝气段人工湿地给微电场提供电子，并提升自养反硝化菌的数量进一步增强反硝化作用，最终减少湿地出水中氮的含量。

[0018] 4、曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地之间加载直流电的负极材料和正极材料分别为石墨毡可为氮的反硝化提供电子，碳棒可被氧化生成二氧化碳形成调节污水pH的缓冲剂。

[0019] 5、供气支管通过隔膜分隔使曝气更加均匀。附图说明

[0020] 图1为本实用新型提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地的结构示意图；

[0021] 图2为本实用新型提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地的曝气管路结构示意图；

[0022] 图3为本实用新型提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地的供气干管剖视结构示意图。

[0023] 图中：1曝气段人工湿地、2非曝气段人工湿地、3补水口、4第一填料层、5第二填料层、6第三填料层、7布水系统、8集水区、9 供气支管、10曝气设备、11供气干管、12阀门、13泵体、14抽水管、15出水管、16负极材料、17正极材料、18湿地植物、91隔膜、 92气孔。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0025] 参照图1-3，一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地1、两段非曝气段人工湿地2，曝气段人工湿地1的内部填充有第一填料层4，非曝气段人工湿地2的内部分别填充有第二填料层5和第三填料层6，曝气段人工湿地1和非曝气段人工湿地2的一侧均设有布水系统7，位于曝气段人工湿地1的一侧设置有补水口3，曝气段人工湿地1的外侧还设置有曝气设备10，曝气设备10的曝气端连接有供气干管11，供气干管11的外侧连接有供气支管9，供气支管9的端部安装有阀门12，非曝气段人工湿地2远离布水系统7 的一侧设置有集水区8，曝气段人工湿地1和非曝气段人工湿地2之间设置有负极材料16，两个非曝气段人工湿地2之间设置有正极材料17；

[0026] 曝气段人工湿地1和其中一段非曝气段人工湿地2的顶部均设置有泵体13，泵体13的进水端连接有抽水管14，泵体13的出水端连接有出水管15，抽水管14的一端延伸至布水系统7的底部内侧，抽水管14延伸至相邻布水系统7的顶部，曝气段人工湿地1和非曝气段人工湿地2的顶部均种植有湿地植物18，供气支管9的内部中间设置有隔膜91，位于隔膜91两侧的供气支管9管壁开设有气孔92，第一填料层4的填充物依次为粗砂层、生物炭层、火山岩层和砾石层，第二填料层5的填充物依次为粗砂层、沸石层、麦饭石层和砾石层，第三填料层6的填充物依次为粗砂层、钢渣、磁铁矿和铁碳填料，第一填料层4、第二填料层5和第三填料层6的隔层厚度依次为20CM、 45CM、20CM和50CM，负极材料16为石墨毡，正极材料17为碳棒。

[0027] 本实施例中，通过补水口3为布水系统7供水，并通过泵体13 持续向前一布水系统7内的污水进行回流，利用布水系统7分别将污水往复导入三段人工湿地内进行处理。

[0028] 污水中的氨氮通过离子交换、吸附作用被迅速固定在第一填料层 4上，然后被附着在第一填料层4和第二填料层5上的硝化细菌转化为硝态氮，污水随后进入非曝气段人工湿地2，污水中的硝态氮以第三填料层6中的单质铁为电子供体，可部分被还原为N2，释放至空气中，达到去除污水中总氮的目的，单质铁被氧化后，释放的Fe2+，可以与污水中的磷酸盐进行絮凝沉淀，达到去除污水中总磷的目的，经过处理的污水经集水区8收集后，最终外排，脱氮除磷效果显著。

[0029] 有机污染物在下层被产电活跃菌氧化后产生电子，NH4+可作为电子供体进行硝化作用，同时电子也可通过外电路传递至上层，给NO2-、 NO3-等提供电子，增强反硝化，曝气段人工湿地1完成脱氮的NO2-、 NO3-在生物膜电极反应器非曝气段人工湿地2给微电场提供电子，并提升自养反硝化菌的数量进一步增强反硝化作用，最终减少湿地出水中氮的含量。

[0030] 曝气段人工湿地1和非曝气段人工湿地2之间加载直流电的负极材料16和正极材料17分别为石墨毡可为氮的反硝化提供电子，碳棒可被氧化生成二氧化碳形成调节污水pH的缓冲剂。

[0031] 供气支管9通过隔膜91分隔使曝气更加均匀。

[0032] 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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