[发明专利]一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置

权利要求书

1.一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：人工湿地(20)由上至下依次由入流布水区(9)、上层填料(8)、三层多孔板(19)、下层填料(6)、出流集水区(4)组成，入流布水区(9)内种植挺水植物(10)，入流布水区(9)、出流集水区(4)分别连接供、排水系统；污水处理时，由三层多孔板(19)控制人工湿地上、下层分别进行硝化、反硝化反应；

供水系统包括配水井(16)，配水井(16)内的污水沿斜坡式输水管道(11)向下流入入流布水区(9)，途经交流电机(12)，将水流产生的势能转化成交流电，再经桥式整流器(17)，将交流电转变成直流电，然后通过导线(18)与设于上层填料(8)、下层填料(6)内的阳极电极材料(5-1)、阴极电极材料(5-2)连接构成微电场，以加强湿地的硝化反硝化过程。

2.如权利要求1所述的一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：所述排水系统包括集水池(1)，所述出流集水区(4)通过集水管(2)连接集水池(1)，集水管(2)上设有集水阀门(3)。

3.如权利要求1所述的一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：所述三层多孔板(19)中，上、下两层多孔板相互对应开孔，中间层多孔板的孔与其相互错开；通过旋转开关(7)控制中间层多孔板围绕竖式转轴转动，从而控制上、下两层多孔板的连通。

4.如权利要求3所述的一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：当所述旋转开关(7)关闭时，污水进入人工湿地上层，此时NH₄⁺作为电子供体，O₂作为电子受体，进行硝化反应；当所述旋转开关(7)打开时，污水进入人工湿地下层，O₂减少，有机碳因在上层被氧化，所以作为传统反硝化中电子供体的有机碳也减少，但是此时阴极电极材料(5-2)上由外电路提供电子，阴极周围的NO₃^-作为电子受体，进行反硝化反应，产生的反硝化气体经打开的多孔板(19)向上溢出。

5.如权利要求4所述的一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：所述微电场作为外电路提供的电子可供阴极周围水体中含有的金属离子的还原而附着在阴极电极材料(5-2)上，从而增加水体中金属离子的去除。

6.如权利要求1所述的一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：所述挺水植物(10)由芦苇10-20株/m²或美人蕉3-4株/m²布置而成。

7.如权利要求1所述的一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：所述入流布水区(9)、出流集水区(4)均由粒径9～15mm的砾石填料组成。

8.如权利要求1所述的一种一体化硝化反硝化自驱动微电场强化人工湿地的装置，其特征在于：所述上层填料(8)、下层填料(6)均由粒径5～8mm的砾石填料组成。