[发明专利]一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化方法

说明书

本发明公开了一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化方法。建立一个人工湿地，包括双层池体、进水管、多孔布水管、多孔集水管、可旋转弯头、U型排水管和水生植物。双层池体包括非产电内层和产电外层。产电外层与进水管相连，产电外层内填充导电颗粒填料。非产电内层与出水相连，非产电内层内填充非导电颗粒填料，填料上种植水生植物。产电外层的底部设置环形结构的多孔布水管，多孔布水管与进水管相连；非产电内层底部铺设环形结构多孔集水管，多孔集水管与U型排水管相连，U型排水管底部安装可旋转弯头。本发明将微生物燃料电池技术与传统人工湿地结合在一起，将高效有机碳代谢、微生物脱氮及吸附共沉淀除磷过程控制在同一个人工湿地中。

技术领域

本发明属一种污水治理领域，具体涉及一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，我国水环境形势日益严峻。水体污染引发的众多问题令人堪忧，各地都相继开展了污染水体的整治工作。在此情况下，城市点源污染治理取得了一定的成果，但在广大农村地区，水体污染问题却愈加突显。农村污水治理已成为当下水环境事业的重中之重。

农村污染具有量大面广、分散性、空间异质性等特点，加之农村的污染治理及运行维护技术力量薄弱，急需投资及运行成本低、处理效果好、运行稳定、维护管理简单的水处理技术。

人工湿地作为生态修复方法的一种，与传统的二级生化处理相比，具有建造及运行费用低、维护简单等优点，适合于技术管理水平不高、规模较小的城镇或乡村的污水处理。然而工程实践发现，为保证水中碳、氮的去除，通常需要较大面积来完成有机碳去除及硝化、反硝化过程，限制了该技术的工程推广。

针对这一问题，本发明通过一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化方法，将污水中的有机碳代谢、微生物脱氮及吸附共沉淀除磷过程紧凑的控制在同一个人工湿地中，并实现高效去除。该方法具有投资省、运行管理方便，兼具美观的功能，特别适用于分散式生活污水及以碳氮磷为污染物的工业废水的处理。

发明内容

本发明的目的是针对现有人工湿地技术结构不紧凑，占地规模较大的问题，提供了一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化方法。

具体步骤为：

一、建立一个外产电内汇式水流人工湿地，包括双层池体、进水管、多孔布水管、多孔集水管、可旋转弯头、U型排水管和水生植物。

双层池体包括非产电内层和产电外层，非产电内层横断面及产电外层横断面为圆形或多边形；非产电内层横断面及产电外层横断面面积之比为1:5-1:1。

产电外层与进水管相连，产电外层内填充导电颗粒填料，导电颗粒填料为活性炭、生物炭、焦炭和金属矿渣中的一种，导电颗粒填料粒径为1-10mm。

非产电内层与出水相连，非产电内层内填充非导电颗粒填料，非导电颗粒填料为石英砂、石灰石、沸石和火山岩中的一种，非导电颗粒填料粒径为5-20mm；导电颗粒和非导电颗粒填料上均种植水生植物，所述水生植物为美人蕉、芦苇和再力花中的一种。

产电外层的底部设置环形结构的多孔布水管，多孔布水管与进水管相连；非产电内层底部铺设环形结构多孔集水管，多孔集水管与U型排水管相连，U型排水管底部伸出双层池体一端安装可旋转弯头。

二、污水首先进入产电外层底部被产电微生物降解，释放电子，从而成为微生物燃料电池的阳极，完成有机物的高效降解。

三、水流向上流动，溶解氧浓度不断升高，到产电外层顶部（微生物燃料电池的阴极区），发生硝化、反硝化脱氮过程。

四、水流向中心汇流进入内层区，通过调节可旋转弯头改变U型排水管的倾斜程度，从而控制非产电内层的饱和/非饱和状态，加快复氧，并通过过滤、吸附、共沉淀等作用进一步去除水中磷等的污染物。