[发明专利]一种低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统及其运行方法

权利要求书

1.一种低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统，其特征在于：用于处理污水及受污染水体中的氮元素，包括人工湿地、生物电极、电控系统和监控系统；

所述监控系统与所述电控系统连接，所述电控系统与所述生物电极连接；

所述生物电极至少有两片，分别作为生物电极阳极和生物电极阴极；

保持所述生物电极一直处于水淹没状态；

所述生物电极植入所述人工湿地的基质填料中，并在所述人工湿地中形成弱电场，充分利用所述生物电极快速的电子转移及电选择快速富集微生物的特性，达到提高人工湿地脱氮速率、保证低温条件下人工湿地脱氮性能的效果。

2.根据权利要求1所述的低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统，其特征在于：所述生物电极包括不锈钢网和石墨碳毡，其中，不锈钢网起到骨架定型及电子收集的作用，石墨碳毡为主要的反应热区，起富集微生物、脱氮、减碳的作用；将一片石墨碳毡作为夹层固定于两片相同形状的不锈钢网中，石墨碳毡为电极主体，两块相同形状的生物电极分别作为生物电极阳极和生物电极阴极，并平行安置于人工湿地的主反应层的基质填料中。

3.根据权利要求1所述的低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统，其特征在于：所述监控系统包括参比电极、多通道数据采集器和计算机，所述计算机与所述多通道数据采集器连接，所述多通道数据采集器分别与所述参比电极、电控系统连接。

4.根据权利要求3所述的低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统，其特征在于：所述参比电极植入所述人工湿地中，并且，置于所述生物电极所在的基质填料中，所述参比电极平行于所述生物电极，所述参比电极通过导线连接至所述多通道数据采集器的负极通道，所述多通道数据采集器的两个正极通道分别连接生物电极阳极与生物电极阴极，以记录生物电极的电势。

5.根据权利要求3所述的低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统，其特征在于：所述电控系统包括直流电源和电阻，所述直流电源的正极与生物电极阳极连接，所述直流电源的负极与生物电极阴极连接，为生物电极阳极与生物电极阴极提供电势差，加速生物电极上的电子转移，所述多通道数据采集器中的一对正负极通道连接所述电阻的两端，监测电阻上的实时电压，并换算为电流数据，将多通道数据采集器的数据输出端口连接至计算机，进行实时监控数据与运行状态调控。

6.根据权利要求1所述的低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统，其特征在于：所述人工湿地采用表面流人工湿地或水平潜流人工湿地或垂直潜流人工湿地。

7.根据权利要求6所述的低温脱氮强化型弱电介入人工湿地系统，其特征在于：所述垂直潜流人工湿地由土地挖掘而成，铺高密度聚乙烯做防渗透处理，所述垂直潜流人工湿地内铺设有基质填料，所述垂直潜流人工湿地的顶部种植有植物并且铺设有布水管道，所述布水管道用以均匀地给人工湿地注入污水，所述垂直潜流人工湿地的底部铺设有排水管道，排水管道用以收集人工湿地出水，为保证生物电极长期处于浸泡状态，所述排水管道的出水端连接有U型出水管，所述U型出水管的最高点高于所述生物电极所在层的高度，人工湿地出水通过U型出水管后，集中排放于下一个工段或排入自然水体中；所述基质填料包括自下而上铺设的粗砾石层、细砾石层及沙土层，所述粗砾石层作为承托层，所述细砾石层作为主反应层，所述沙土层作为植物固定层，所述植物采用根系发达、耐受性强的水生植物，包括美人蕉、菖蒲、香蒲、鸢尾、芦苇、水芹菜中的一种或多种配搭种植。