[发明专利]一种电活性填料导管折流人工湿地

说明书

本发明公开了一种电活性填料导管折流人工湿地，包括：进水系统、电活性填料导管、湿地填料床、湿地植物、出水系统，电活性填料导管包括进水口、导管、填料、环形导流堰。进水系统将进水分配至各电活性填料导管，以下进上出形式向上穿过电活性填料导管中的电活性填料层，再通过环形导流堰向四周的湿地填料床均匀布水，出水以上进下出的形式流经湿地填料床。在水流以折流形式通过电活性填料导管和湿地填料床的同时，进水中的有机物将被附着在电活性填料导管内的电活性填料表面的产电菌降解，产生的电子穿过电活性填料导管到达外部的湿地填料床内的电活性填料，并被电活性填料表面附着的自养型反硝化微生物利用，实现低碳氮比进水条件下的脱氮。

技术领域

本发明涉及一种电活性填料导管折流人工湿地，属于人工湿地技术和污水处理技术领域。

背景技术

人工湿地是一种根据天然湿地净化污水的原理，通过人工建造和监督控制来强化其净化能力的污水处理技术。按照人工湿地填料床内的水体流态，可以将人工湿地分为垂直流人工湿地和水平流人工湿地。其中，垂直流人工湿地在水体竖向流动的过程中，通过水流的扰动作用，可以增加湿地复氧效果，对有机物的降解和硝化过程具有促进作用。

目前，人工湿地作为污水处理厂尾水处理的脱氮效果的难点之一在于，反硝化容易受到电子供体不足的限制。由于污水处理厂尾水经过好氧过程处理，其中的有机物浓度已经较低，同时尾水中仍然残留部分的氨氮，这部分氨氮要彻底去除首先需要经过复氧硝化的过程，而硝化作用是以自养微生物为主导的，只有尾水中有机物降解较为彻底后才能进行，而在硝化过程中产生的硝态氮又会进一步受到有机物不足的限制。因此，作为三级处理工艺的人工湿地总氮去除率有限。利用产电微生物在降解尾水中残留的有机物的同时，可以产生部分电子，这部分电子在合适的导向下，可以被自养型反硝化菌利用，从而达到低碳氮比进水条件下脱氮的效果。电活性人工湿地是一种新型的人工湿地技术，这种人工湿地技术能够有效地富集产电微生物，如专利号为CN201810010303.X，名称为“一种内产电外翻式水流人工湿地污水净化系统”、专利号为CN201810010337.9，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化方法”、专利号为CN201810010466.8，名称为“一种内产电外翻式水流人工湿地污水净化方法”、专利号为CN201810010338.3，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统”、专利号为CN201820016141.6，名称为“一种人工湿地污水净化装置”、专利号为CN201820016132.7，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化装置”、专利号为CN201810010338.3，名称为“一种外产电内汇式水流人工湿地污水净化系统”、专利号为CN201810010466.8，名称为“一种内产电外翻式水流人工湿地污水净化方法”等专利分别公开了不同的电活性人工湿地技术方案。但是现有的电活性人工湿地技术仅仅在于将湿地内部的电子沿纵向方向向上传递至湿地表层，并以氧气作为系统的最终电子受体，以达到提高有机物去除率的目的，但是在这个过程中，有机物降解产生的电子并没有达到反硝化菌群落，因此这类技术对于人工湿地脱氮效果促进作用相当有限。

发明内容

本发明旨在提供一种电活性填料导管折流人工湿地。该电活性填料导管折流人工湿地能将电活性填料导管内的进水有机物在产电微生物的作用下降解，同时释放出胞外电子，胞外电子通过电活性填料和导电管段传递至导管外部，同时，电活性填料导管作为导管折流人工湿地的布水导管，经过该电活性填料导管的水流，通过自然重力作用进行跌水复氧，发生硝化过程，进一步地，从导管内导出的电子提供以导管折流人工湿地填料床中的电活性填料表面附着的反硝化功能微生物所利用，将经过硝化作用产生的硝酸盐还原为氮气，进而充分地利用了湿地进水中的碳源，提高人工湿地脱氮效果和效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种电活性填料导管折流人工湿地，包括：

湿地填料床，所述湿地填料床内从下至上依次设置承托层、第一电活性填料层、第一表面填料层；