[发明专利]基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统

权利要求书

1.一种基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于：所述复合型人工湿地脱盐系统由预处理系统和复合垂直流人工湿地系统组成；预处理系统包括第一加压泵(23)、流量计(1)、格栅(22)、CDI装置(3)、电导率仪(21)、水箱(20)、第二加压泵(19)和晒盐板(9)；第一加压泵(23)的进水口通过管道与待处理污水相通，第一加压泵(23)的出水口通过管道与格栅(22)的进水口相通，格栅(22)的进水口处设有流量计(1)，格栅(22)的出水口通过管道与第一截止阀(2)的进水口相通，第一截止阀(2)的出水口与CDI装置(3)的进水口相通，CDI装置(3)的出水口通过管道与第二截止阀(5)的进水口和第三截止阀(4)的进水口相通；第三截止阀(4)的出水口与复合垂直流人工湿地的进水口相通，进水口位于复合垂直流人工湿地的上部；第二截止阀(5)的出水口与水箱(20)的进水口相通，水箱(20)的出水口通过管道与第二加压泵(19)的进水口相通，第二加压泵(19)的出水口与晒盐板(9)的进水口相通；

所述复合垂直流人工湿地系统为：在人工湿地的底部和四侧设有防渗层(18)，从人工湿地的底部防渗层(18)向上依次设有碎石层(17)、生物陶粒层(13)、沸石层(12)和土壤层(11)，碎石层(17)、生物陶粒层(13)、沸石层(12)和土壤层(11)的高度依次为15~20cm、30~40cm、30~40cm和15~20cm；土壤层(11)的上方固定有晒盐板(9)，土壤层(11)种植有水生植物(10)；

在人工湿地沿左右方向均匀地设有2n道隔墙，2n道隔墙将人工湿地分隔为2n+1个垂直流处理池(7)，(n为1~3的自然数)，每道隔墙间的距离为3~8m；其中：顺序号为奇数道的隔墙为高水位隔墙(8)，高水位隔墙(8)位于土壤层(11)、沸石层(12)和生物陶粒层(13)间，高水位隔墙(8)两侧的垂直流处理池(7)的底部相连通；顺序号为偶数道的隔墙为低水位隔墙(16)，低水位隔墙(16)位于沸石层(12)、生物陶粒层(13)和碎石层(17)间，低水位隔墙(16)两侧的垂直流处理池(7)的上部相连通；

第一个垂直流处理池的土壤层(11)设有布水管(6)，布水管(6)与复合垂直流人工湿地的进水口相通；最后一个垂直流处理池的碎石层(17)的底部设有集水管(15)，集水管(15)通过复合垂直流人工湿地的出水口与第四截止阀(14)的进水口相通。

2.根据权利要求1所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述CDI装置(3)的结构是：壳体(28)的底板和顶板对称地开有2~8个安装槽，2~8个安装槽均匀设置，每个安装槽装有绝缘隔板(26)，第一个和最后一个绝缘隔板(26)紧靠壳体(28)左侧和右侧对应的内壁；除最后一个绝缘隔板(26)外的每个绝缘隔板(26)的右侧面紧贴有电极阳极(25)，靠近电极阳极(25)的另一侧面设有阳离子交换膜(24)；除第一个绝缘隔板(26)外的每个绝缘隔板(26)的左侧面紧贴有电极阴极(29)，靠近电极阴极(29)的另一侧面设有阴离子交换膜(31)；每个电极阳极(25)与电源(30)的正极连接，每个电极阴极(29)与电源(30)的负极连接；电源(30)的直流电压为1.5~1.9V；壳体(28)的进水口(27)和出水口(32)与对应的第一个绝缘隔板(26)和最后一个绝缘隔板(26)的过水口相通，顺序号为奇数的绝缘隔板(26)的靠近上端处设有过水口，顺序号为偶数的绝缘隔板(26)的靠近下端处设有过水口；电导率仪(21)的取样接头穿过壳体(28)底部固定在CDI装置(3)内部的过水通道中。

3.根据权利要求2所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述电极阳极(25)和电极阴极(29)均为纳米锆渗碳电极，纳米锆渗碳电极是将厚度为0.2~1mm的锆板经砂纸打磨，抛光，电化学阳极氧化，碳包，磁控溅射碳纳米管，得到纳米锆渗碳电极；所述碳纳米管直径为2~60nm。

4.根据权利要求2所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述阳离子交换膜(24)和阴离子交换膜(31)为均相离子交换膜。

5.根据权利要求2所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述绝缘隔板(26)的厚度为4~10mm；所述绝缘隔板(26)和壳体(28)的材质为PVC塑料板、ABS塑料板和有机玻璃板中的一种。