[发明专利]基于超级电容的人工湿地重金属去离子净化系统

摘要

本发明涉及一种基于超级电容的人工湿地重金属去离子净化系统。其技术方案是：所述人工湿地重金属去离子净化系统由水平潜流人工湿地(2)通过水管和超级电容系统连接而成。水平潜流人工湿地(2)由自然复氧通道区(4)、湿地处理区(14)和人工增氧区(15)组成，下层(17)填充砾石，上层(5)填充砂土。水平潜流人工湿地(2)的湿地出水口(13)与第二三向阀(12)的进水口相通，磁激发器(7)的进水口和出水口与对应的第二三向阀(12)的出水口和超级电容器(8)的电容器入水口(22)相通，超级电容器(8)的电容器出水口(26)分别与第一三向阀(10)和自控系统(11)的进水口相通。本发明净化效果好、耗能小、处理周期短、维护费用低、可恢复景观生态功能、无二次污染和可持续性利用。

主权项

一种基于超级电容的人工湿地重金属去离子净化系统，其特征在于该装置由水平潜流人工湿地(2)通过水管与超级电容系统连接而成；水平潜流人工湿地(2)由上层(5)和下层(17)构成，上层(5)填充砂土，下层(17)填充砾石，上层(5)和下层(17)的高度比(1~3)∶1，水平潜流人工湿地(2)的高度为0.7~0.9m；水平潜流人工湿地(2)由自然复氧通道区(4)、湿地处理区(14)和人工增氧区(15)组成；自然复氧通道区(4)的长度与水平潜流人工湿地(2)的长度相等，自然复氧通道区(4)的宽度为500~1000mm，自然复氧通道区(4)的数量为2~5个，自然复氧通道区(4)的中心线间距离为5~10m；自然复氧通道区(4)的底层向下为人工增氧区(15)，人工增氧区(15)的宽度和长度与自然复氧通道区(4)的宽度和长度相等；水平潜流人工湿地(2)的其余部分为湿地处理区(14)；在每个人工增氧区(15)的下部水平地设有2~4个曝气管(16)，曝气管(16)间的中心距为100~250mm，曝气管(16)的直径为10~30mm，曝气管(16)的长度与水平潜流人工湿地(2)的长度相等，曝气管(16)的进气口与鼓风机(18)的出口相通；在水平潜流人工湿地(2)的一侧设有湿地进水口(1)，另一侧设有湿地出水口(13)，湿地进水口(1)距水平潜流人工湿地(2)底层的高度为100~200mm，湿地出水口(13)距水平潜流人工湿地(2)底层的高度为300~400mm；所述超级电容系统包括水泵(6)、磁激发器(7)、超级电容器(8)，重金属离子检测仪(9)、第一三向阀(10)、自控系统(11)、第二三向阀(12)；水平潜流人工湿地(2)的湿地出水口(13)通过水管与第二三向阀(12)的进水口相通，第二三向阀(12)的出水口通过水管与水泵(6)的进水口相通，水泵(6)的出水口通过水管与磁激发器(7)的入水口相通，磁激发器(7)的出水口通过水管与超级电容器(8)的电容器入水口(22)相通，重金属离子检测仪(9)通过光纤探头插入超级电容器(8)的溶液中，超级电容器(8)的电容器出水口(26)通过水管与第一三向阀(10)的进水口和自控系统(11)中集水井的进水口相通，自控系统(11)中水管的进水口处装有截止阀，自控系统(11)中集水井的出水口与水泵(6)的进水口相通；自控系统(11)中的PLC自控柜的输入端通过光纤与重金属离子检测仪(9)的信号输出端连接，第一三向阀(10)的信号接收端和第二三向阀(12)的信号接收端分别与PLC自控柜的输出端连接；所述自控系统(11)由集水井的进水口、集水井、PLC自控柜和集水井的出水口组成；超级电容器(8)的结构是：金属壳体(19)为箱体状，左侧的金属壳体(19)向内依次为阴极电极(20)和活性炭阴极(21)，右侧的金属壳体(19)向内依次为阳极电极(25)和活性炭阳极(24)；沿超级电容器(8)左右方向的中间位置处设有双层隔膜(27)，双层隔膜(27)与阴极电极(20)和阳极电极(25)平行放置；所述双层隔膜(27)由一层阴离子交换膜和一层阳离子交换膜组成，活性炭阴极(21)和活性炭阳极(24)间装有电解液(23)，超级电容器(8)左上角和右下角对应地设有电容器进水口(22)和电容器出水口(26)。