公布日：2023.08.25
申請日：2023.07.03
分類號：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;B01D29/03(2006.01)I;B01D29/56(2006.01)I;B01D29/96(2006.01)I;C02F101/
16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種生物電池耦合人工濕地，涉及人工濕地技術(shù)領(lǐng)域，包括設(shè)置在布水管上方的下層填料區(qū)；設(shè)置在下層填料區(qū)上側(cè)的上層填料區(qū)；設(shè)置在上層填料區(qū)上側(cè)的生物膜架體。本發(fā)明的生物電池耦合人工濕地，構(gòu)造簡單、水處理效果良好。本發(fā)明公開了一種生物電池耦合人工濕地的水處理方法，首先通過過濾清洗裝置對污泥進行處理后并馴化，其次將污泥加在上層填料的稀土強化的生物膜電極附近，通入污水使得人工濕地進行運行，對水進行處理。本發(fā)明，通過生物電池耦合人工濕地強化了人工濕地的脫氮性能，主要為硝酸鹽氮還原作用得到強化。
權(quán)利要求書
1.一種生物電池耦合人工濕地，包括濕地主體、種植在濕地主體的凈化植物、設(shè)在濕地主體底部的布水管和外接的電源，其特征在于：還包括：設(shè)置在布水管上方的下層填料區(qū)，以用于承托層填料；設(shè)置在下層填料區(qū)上側(cè)的上層填料區(qū)；設(shè)置在上層填料區(qū)上側(cè)的生物膜架體，以用于掛設(shè)稀土強化的生物膜電極，從而附著生物膜為進行異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化的微生物提供更大的附著面積和生長環(huán)境。
2.一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，包括權(quán)利要求1所述的一種生物電池耦合人工濕地，其特征在于：步驟S1.從污水處理廠缺氧池采集污泥，用過濾清洗裝置過濾其中的雜質(zhì)，并采用去離心水對過濾清洗裝置過濾后的污泥清洗三次，然后將清洗后的污泥轉(zhuǎn)移至厭氧環(huán)境中培養(yǎng)一周，定時投加營養(yǎng)液，定期攪拌，保持污泥活性，直至污泥馴化完成；步驟S2.將馴化好的活性污泥加入到濕地上層填料的稀土強化的生物膜電極附近，啟動人工濕地進水泵，將污水通入布水管，在人工濕地中連續(xù)運行，污水覆蓋生物膜電極，進行掛膜，并定期檢測試驗裝置出水污染物濃度，直至生物膜電極的生物膜馴化成功及裝置穩(wěn)定運行；步驟S3.打開電源并控制電壓值為12-17V，通電時間為2-6小時，生物膜電極調(diào)整間距為80mm-120mm，水力停留時間為8-12小時，環(huán)境溫度在25至30℃，通過人工濕地對污水進行凈化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：所述過濾清洗裝置包括多個可沿水平方向往復(fù)擺動且用于對污泥進行平攤和過濾的篩分裝置、用于對污泥進行去離子水沖洗的沖洗裝置以及用于收集清洗后的去離子水的收集裝置，多個所述篩分裝置由同一驅(qū)動機構(gòu)分別驅(qū)動滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：所述篩分裝置包括沿水平方向滑動設(shè)置在工作箱中的放置框，所述放置框的兩端固定連接有用于放置不銹鋼篩網(wǎng)的限位板，所述不銹鋼篩網(wǎng)下端的放置框沿水平方向開設(shè)有用于滑動連接插板的矩形通槽，所述工作箱的兩端設(shè)置有用于使插板臨時固定在矩形通槽中的限位組件，所述矩形通槽的上下端的放置框分別設(shè)置為供去離子水排出的第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：所述放置框的前側(cè)開設(shè)有內(nèi)陷式齒條，所述工作箱的前側(cè)開設(shè)有多個與內(nèi)陷式齒條處于同一水平面的裝配槽，所述裝配槽中設(shè)置有用于帶動放置框移動的齒輪組件，所述齒輪組件由驅(qū)動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：所述齒輪組件包括轉(zhuǎn)動連接在空心軸兩端的安裝板和固定連接在空心軸中部的齒輪，所述空心軸沿垂直方向設(shè)置，所述安裝板固定連接在裝配槽上下端的工作箱上，所述齒輪穿過裝配槽并與內(nèi)陷式齒條嚙合連接，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動空心軸轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：每兩個相鄰的所述齒輪組件之間設(shè)置有安裝間隙，所述驅(qū)動裝置包括轉(zhuǎn)動軸和與工控機通信連接的電機，所述電機固定連接在工作箱上，所述轉(zhuǎn)動軸固定連接在電機的輸出軸上，所述轉(zhuǎn)動軸和空心軸同軸心、且所述空心軸的內(nèi)側(cè)直徑大于轉(zhuǎn)動軸的外側(cè)直徑，位于所述安裝間隙的轉(zhuǎn)動軸上滑動設(shè)置有能夠單獨與一個所述空心軸臨時固定的連接機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：所述連接機構(gòu)包括固定連接在空心軸端部的連接套、固定連接在工作箱上且與工控機通信連接的第二氣缸、固定連接在第二氣缸輸出端的連接板、轉(zhuǎn)動連接在連接板遠離第二氣缸一端的滑動板上和固定連接在滑動板上端的插接套，所述插接套的外側(cè)面以及連接套內(nèi)側(cè)面為形狀以及大小一致的第一多棱面，所述空心軸的外側(cè)面以及插接套內(nèi)側(cè)面為形狀以及大小一致的第二多棱面，所述插接套滑動連接在空心軸的外側(cè)面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：所述沖洗裝置包括沿垂直方向?qū)ΨQ滑動設(shè)置在齒輪兩側(cè)的工作箱上端的安裝桿，所述工作箱的上端對稱固定連接有與工控機通信連接且用于驅(qū)動安裝桿滑動的多節(jié)電動伸縮桿，所述安裝桿的下端固定連接有長條形噴頭，所述長條形噴頭的進水口連通有連接管，所述連接管的另一端固定連接在高壓去離心水箱的出水口上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，其特征在于：所述第二篩網(wǎng)的下端固定連接有向下傾斜的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板與第一篩網(wǎng)之間形成用于去離子水流出的空間，所述收集裝置設(shè)置在導(dǎo)流板向下傾斜的一側(cè)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于：為了解決現(xiàn)有的水處理方法，在對污泥進行過濾時過濾不充分，對于且對污泥過濾時往往堆積較厚，不便于過濾和清洗的問題，本發(fā)明提供一種生物電池耦合人工濕地及水處理方法。
本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案：
一種生物電池耦合人工濕地，包括濕地主體、種植在濕地里的凈化植物、設(shè)在濕地主體底部的布水管和外接的電源，其特征在于：
還包括：
設(shè)置在布水管上方的下層填料區(qū)，以用于承托層填料；
設(shè)置在下層填料區(qū)上側(cè)的上層填料區(qū)；
設(shè)置在上層填料區(qū)上側(cè)的生物膜架體，以用于掛設(shè)稀土強化的生物膜電極，從而附著生物膜為進行異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化的微生物提供更大的附著面積和生長環(huán)境。
一種生物電池耦合人工濕地水處理方法，包括上述的一種生物電池耦合人工濕地，
步驟S1.從污水處理廠缺氧池采集污泥，用過濾清洗裝置過濾其中的雜質(zhì)，并采用去離心水對過濾清洗裝置過濾后的污泥清洗三次，然后將清洗后的污泥轉(zhuǎn)移至厭氧環(huán)境中培養(yǎng)一周，定時投加營養(yǎng)液，定期攪拌，保持污泥活性，直至污泥馴化完成；
步驟S2.將馴化好的活性污泥加入到濕地上層填料的稀土強化的生物膜電極附近，啟動人工濕地進水泵，將污水通入布水管，在人工濕地中連續(xù)運行，污水覆蓋生物膜電極，進行掛膜，并定期檢測試驗裝置出水污染物濃度，直至生物膜電極的生物膜馴化成功及裝置穩(wěn)定運行；
步驟S3.打開電源并控制電壓值為12-17V，通電時間為2-6小時，生物膜電極調(diào)整間距為80mm-120mm，水力停留時間為8-12小時，環(huán)境溫度在25至30℃，通過人工濕地對污水進行凈化處理。
進一步地，所述過濾清洗裝置包括多個可沿水平方向往復(fù)擺動且用于對污泥進行平攤和過濾的篩分裝置、用于對污泥進行去離子水沖洗的沖洗裝置以及用于收集清洗后的去離子水的收集裝置，多個所述篩分裝置由同一驅(qū)動機構(gòu)分別驅(qū)動滑動。
進一步地，所述篩分裝置包括沿水平方向滑動設(shè)置在工作箱中的放置框，所述放置框的兩端固定連接有用于放置不銹鋼篩網(wǎng)的限位板，所述不銹鋼篩網(wǎng)下端的放置框沿水平方向開設(shè)有用于滑動連接插板的矩形通槽，所述工作箱的兩端設(shè)置有用于使插板臨時固定在矩形通槽中的限位組件，所述矩形通槽的上下端的放置框分別設(shè)置為供去離子水排出的第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)。
進一步地，所述放置框的前側(cè)開設(shè)有內(nèi)陷式齒條，所述工作箱的前側(cè)開設(shè)有多個與內(nèi)陷式齒條處于同一水平面的裝配槽，所述裝配槽中設(shè)置有用于帶動放置框移動的齒輪組件，所述齒輪組件由驅(qū)動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
進一步地，所述齒輪組件包括轉(zhuǎn)動連接在空心軸兩端的安裝板和固定連接在空心軸中部的齒輪，所述空心軸沿垂直方向設(shè)置，所述安裝板固定連接在裝配槽上下端的工作箱上，所述齒輪穿過裝配槽并與內(nèi)陷式齒條嚙合連接，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動空心軸轉(zhuǎn)動。
進一步地，每兩個相鄰的所述齒輪組件之間設(shè)置有安裝間隙，所述驅(qū)動裝置包括轉(zhuǎn)動軸和與工控機通信連接的電機，所述電機固定連接在工作箱上，所述轉(zhuǎn)動軸固定連接在電機的輸出軸上，所述轉(zhuǎn)動軸和空心軸同軸心、且所述空心軸的內(nèi)側(cè)直徑大于轉(zhuǎn)動軸的外側(cè)直徑，位于所述安裝間隙的轉(zhuǎn)動軸上滑動設(shè)置有能夠單獨與一個所述空心軸臨時固定的連接機構(gòu)。
進一步地，所述連接機構(gòu)包括固定連接在空心軸端部的連接套、固定連接在工作箱上且與工控機通信連接的第二氣缸、固定連接在第二氣缸輸出端的連接板、轉(zhuǎn)動連接在連接板遠離第二氣缸一端的滑動板上和固定連接在滑動板上端的插接套，所述插接套的外側(cè)面以及連接套內(nèi)側(cè)面為形狀以及大小一致的第一多棱面，所述空心軸的外側(cè)面以及插接套內(nèi)側(cè)面為形狀以及大小一致的第二多棱面，所述插接套滑動連接在空心軸的外側(cè)面上。
進一步地，所述沖洗裝置包括沿垂直方向?qū)ΨQ滑動設(shè)置在齒輪兩側(cè)的工作箱上端的安裝桿，所述工作箱的上端對稱固定連接有與工控機通信連接且用于驅(qū)動安裝桿滑動的多節(jié)電動伸縮桿，所述安裝桿的下端固定連接有長條形噴頭，所述長條形噴頭的進水口連通有連接管，所述連接管的另一端固定連接在高壓去離心水箱的出水口上。
進一步地，所述第二篩網(wǎng)的下端固定連接有向下傾斜的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板與第一篩網(wǎng)之間形成用于去離子水流出的空間，所述收集裝置設(shè)置在導(dǎo)流板向下傾斜的一側(cè)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
1、本發(fā)明提供的生物電池耦合人工濕地，構(gòu)造簡單、水處理效果良好。
2、本發(fā)明在水處理的方法中，通過生物電池耦合人工濕地強化了人工濕地的脫氮性能，主要為硝酸鹽氮還原作用得到強化。
3、本發(fā)明通過設(shè)置過濾清洗裝置，能夠?qū)ξ勰噙M行分層處理，使得污泥平攤為薄層，從而對污泥的過濾以及清洗效果均更好，同時也能夠加快對污泥的清洗效率。
4、本發(fā)明通過設(shè)置篩分裝置，能夠?qū)ξ勰噙M行平攤和過濾，通過驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動，能夠防止污泥堵塞。
5、本發(fā)明通過電機、轉(zhuǎn)動軸以及連接機構(gòu)之間的配合設(shè)置，能夠單獨對每層的放置框上的污泥進行清洗，同時還能夠同時對多層的放置框上的污泥進行往復(fù)運動，使得未處理過的污泥經(jīng)過不銹鋼篩網(wǎng)進行過濾。
（發(fā)明人：周明;王彥堂;許煜瀟）
