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基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201511014638.1

申請日:

2015.12.31

公開號:

CN105541020A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 9/14申請日:20151231|||公開
IPC分類號: C02F9/14 主分類號: C02F9/14
申請人: 武漢科技大學
發明人: 王黎; 雷蕾; 趙鳳云; 孫楊; 胡寧; 王捷; 孫義; 程誠; 劉森
地址: 430081 湖北省武漢市青山區建設一路
優先權:
專利代理機構: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222 代理人: 張火春
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201511014638.1

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.11.14|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統。其技術方案是:所述復合型人工濕地脫鹽系統中的預處理系統和復合垂直流人工濕地系統通過管道連接。預處理系統是:格柵(22)的進水口處和出水口通過管道與對應的第一加壓泵(23)的進水口和CDI裝置(3)的進水口相通,CDI裝置(3)的出水口通過管道分別與復合垂直流人工濕地的進水口和曬鹽板(9)的進水口相通。復合垂直流人工濕地系統底部防滲層(18)向上依次設有碎石層(17)、生物陶粒層(13)、沸石層(12)和土壤層(11),在人工濕地沿左右方向均勻地分隔為2n+1個垂直流處理池(7),垂直流處理池(7)間的上部和底部錯開連通。本發明環境友好、能有效解決濕地土壤層堵塞與飽和、脫氮除磷效果好和脫鹽效果好。

權利要求書

1.一種基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于:所述復合型人工濕地脫鹽系統由預處理系統和復合垂直流人工濕地系統組成;預處理系統包括第一加壓泵(23)、流量計(1)、格柵(22)、CDI裝置(3)、電導率儀(21)、水箱(20)、第二加壓泵(19)和曬鹽板(9);第一加壓泵(23)的進水口通過管道與待處理污水相通,第一加壓泵(23)的出水口通過管道與格柵(22)的進水口相通,格柵(22)的進水口處設有流量計(1),格柵(22)的出水口通過管道與第一截止閥(2)的進水口相通,第一截止閥(2)的出水口與CDI裝置(3)的進水口相通,CDI裝置(3)的出水口通過管道與第二截止閥(5)的進水口和第三截止閥(4)的進水口相通;第三截止閥(4)的出水口與復合垂直流人工濕地的進水口相通,進水口位于復合垂直流人工濕地的上部;第二截止閥(5)的出水口與水箱(20)的進水口相通,水箱(20)的出水口通過管道與第二加壓泵(19)的進水口相通,第二加壓泵(19)的出水口與曬鹽板(9)的進水口相通;所述復合垂直流人工濕地系統為:在人工濕地的底部和四側設有防滲層(18),從人工濕地的底部防滲層(18)向上依次設有碎石層(17)、生物陶粒層(13)、沸石層(12)和土壤層(11),碎石層(17)、生物陶粒層(13)、沸石層(12)和土壤層(11)的高度依次為15~20cm、30~40cm、30~40cm和15~20cm;土壤層(11)的上方固定有曬鹽板(9),土壤層(11)種植有水生植物(10);在人工濕地沿左右方向均勻地設有2n道隔墻,2n道隔墻將人工濕地分隔為2n+1個垂直流處理池(7),(n為1~3的自然數),每道隔墻間的距離為3~8m;其中:順序號為奇數道的隔墻為高水位隔墻(8),高水位隔墻(8)位于土壤層(11)、沸石層(12)和生物陶粒層(13)間,高水位隔墻(8)兩側的垂直流處理池(7)的底部相連通;順序號為偶數道的隔墻為低水位隔墻(16),低水位隔墻(16)位于沸石層(12)、生物陶粒層(13)和碎石層(17)間,低水位隔墻(16)兩側的垂直流處理池(7)的上部相連通;第一個垂直流處理池的土壤層(11)設有布水管(6),布水管(6)與復合垂直流人工濕地的進水口相通;最后一個垂直流處理池的碎石層(17)的底部設有集水管(15),集水管(15)通過復合垂直流人工濕地的出水口與第四截止閥(14)的進水口相通。2.根據權利要求1所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述CDI裝置(3)的結構是:殼體(28)的底板和頂板對稱地開有2~8個安裝槽,2~8個安裝槽均勻設置,每個安裝槽裝有絕緣隔板(26),第一個和最后一個絕緣隔板(26)緊靠殼體(28)左側和右側對應的內壁;除最后一個絕緣隔板(26)外的每個絕緣隔板(26)的右側面緊貼有電極陽極(25),靠近電極陽極(25)的另一側面設有陽離子交換膜(24);除第一個絕緣隔板(26)外的每個絕緣隔板(26)的左側面緊貼有電極陰極(29),靠近電極陰極(29)的另一側面設有陰離子交換膜(31);每個電極陽極(25)與電源(30)的正極連接,每個電極陰極(29)與電源(30)的負極連接;電源(30)的直流電壓為1.5~1.9V;殼體(28)的進水口(27)和出水口(32)與對應的第一個絕緣隔板(26)和最后一個絕緣隔板(26)的過水口相通,順序號為奇數的絕緣隔板(26)的靠近上端處設有過水口,順序號為偶數的絕緣隔板(26)的靠近下端處設有過水口;電導率儀(21)的取樣接頭穿過殼體(28)底部固定在CDI裝置(3)內部的過水通道中。3.根據權利要求2所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述電極陽極(25)和電極陰極(29)均為納米鋯滲碳電極,納米鋯滲碳電極是將厚度為0.2~1mm的鋯板經砂紙打磨,拋光,電化學陽極氧化,碳包,磁控濺射碳納米管,得到納米鋯滲碳電極;所述碳納米管直徑為2~60nm。4.根據權利要求2所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述陽離子交換膜(24)和陰離子交換膜(31)為均相離子交換膜。5.根據權利要求2所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述絕緣隔板(26)的厚度為4~10mm;所述絕緣隔板(26)和殼體(28)的材質為PVC塑料板、ABS塑料板和有機玻璃板中的一種。6.根據權利要求1所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述曬鹽板(9)的厚度為6.0~20mm,安裝傾角為5~15°;所述曬鹽板(9)的材質為PVC、HIPS、PC塑料板中的一種。7.根據權利要求1所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述水生植物(10)為香蒲、美人蕉、燈心草或蘆葦中的一種以上。8.根據權利要求1所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述防滲層(18)的材料為經化學處理過的土壤、土工膜或瀝青中的一種;隔墻與防滲層(18)的材料相同。9.根據權利要求1所述的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統,其特征在于所述土壤層(11)的土壤為園林廢棄物堆肥產品與土壤的混合物;其中,園林廢棄物堆肥產品與土壤的體積比為(10~20)∶1。

說明書

基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統

技術領域

本發明屬于復合型人工濕地脫鹽系統技術領域。具體涉及一種基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統。

背景技術

電容去離子(CapacitiveDeionization,簡稱CDI)脫鹽技術是利用污水與電極界面形成的雙電層來吸附污水中的離子,當離子吸附達到飽和后在反向電場力的作用下進行脫附解吸,使電極得到再生。電容去離子法采用低電壓,不使用化學品,離子(鹽)不受污染而可回收,是一種無污染、低耗能和高附加價值的水處理技術。然而電容去離子僅對鹽類離子有較高的去除率,對污水中有機污染物、氮和磷的去除率較低,因此對處理污水的水質要求,往往受到限制。

人工濕地利用土壤、微生物和植物三者的協同作用來處理污水,可達到凈化污水與增強景觀的雙重目的,具有操作簡單,維護和運行費用低等優點,受到世界各國的普遍重視,是一種經濟有效的生態修復技術。近年來,人工濕地技術在污水處理中的應用日益廣泛,具有廣闊的應用前景。

人工濕地系統對BOD、COD、TSS、TP、TN、藻類、石油類等有顯著的去除效率。但人工濕地的運行過程也往往存在如下問題:

(1)濕地土壤層易堵塞;

(2)有限的人工濕地基質對污染物的吸附作用易飽和,且不易解吸;

(3)只對氮磷及有機污染物處理效果較好,脫鹽效果差,易造成濕地鹽堿化,影響人工濕地處理系統的正常運行。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷,目的是提供一種環境友好、能有效解決濕地土壤層堵塞與飽和、脫氮除磷效果好和脫鹽效果好的基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統。

為實現上述目的,本發明采用的技術方案是:所述復合型人工濕地脫鹽系統由預處理系統和復合垂直流人工濕地系統組成。預處理系統包括第一加壓泵、流量計、格柵、CDI裝置、電導率儀、水箱、第二加壓泵和曬鹽板。第一加壓泵的進水口通過管道與待處理污水相通,第一加壓泵的出水口通過管道與格柵的進水口相通,格柵的進水口處設有流量計,格柵的出水口通過管道與第一截止閥的進水口相通,第一截止閥的出水口與CDI裝置的進水口相通,CDI裝置的出水口通過管道與第二截止閥的進水口和第三截止閥的進水口相通。第三截止閥的出水口與復合垂直流人工濕地的進水口相通,進水口位于復合垂直流人工濕地的上部。第二截止閥的出水口與水箱的進水口相通,水箱的出水口通過管道與第二加壓泵的進水口相通,第二加壓泵的出水口與曬鹽板的進水口相通。

所述復合垂直流人工濕地系統為:在人工濕地的底部和四側設有防滲層,從人工濕地的底部防滲層向上依次設有碎石層、生物陶粒層、沸石層和土壤層,碎石層、生物陶粒層、沸石層和土壤層的高度依次為15~20cm、30~40cm、30~40cm和15~20cm。土壤層的上方固定有曬鹽板,土壤層種植有水生植物。

在人工濕地沿左右方向均勻地設有2n道隔墻,2n道隔墻將人工濕地分隔為2n+1個垂直流處理池,(n為1~3的自然數),每道隔墻間的距離為3~8m。其中:順序號為奇數道的隔墻為高水位隔墻,高水位隔墻位于土壤層、沸石層和生物陶粒層間,高水位隔墻兩側的垂直流處理池的底部相連通;順序號為偶數道的隔墻為低水位隔墻,低水位隔墻位于沸石層、生物陶粒層和碎石層間,低水位隔墻兩側的垂直流處理池的上部相連通。

第一個垂直流處理池的土壤層設有布水管,布水管與復合垂直流人工濕地的進水口相通;最后一個垂直流處理池的碎石層的底部設有集水管,集水管通過復合垂直流人工濕地的出水口與第四截止閥的進水口相通。

所述CDI裝置的結構是:殼體的底板和頂板對稱地開有2~8個安裝槽,2~8個安裝槽均勻設置,每個安裝槽裝有絕緣隔板,第一個和最后一個絕緣隔板緊靠殼體左側和右側對應的內壁。除最后一個絕緣隔板外的每個絕緣隔板的右側面緊貼有電極陽極,靠近電極陽極的另一側面設有陽離子交換膜;除第一個絕緣隔板外的每個絕緣隔板的左側面緊貼有電極陰極,靠近電極陰極的另一側面設有陰離子交換膜。每個電極陽極與電源的正極連接,每個電極陰極與電源的負極連接;電源的直流電壓為1.5~1.9V。殼體的進水口和出水口與對應的第一個絕緣隔板和最后一個絕緣隔板的過水口相通,順序號為奇數的絕緣隔板的靠近上端處設有過水口,順序號為偶數的絕緣隔板的靠近下端處設有過水口。電導率儀的取樣接頭穿過殼體底部固定在CDI裝置內部的過水通道中。

所述電極陽極和電極陰極均為納米鋯滲碳電極,納米鋯滲碳電極是將厚度為0.2~1mm的鋯板經砂紙打磨,拋光,電化學陽極氧化,碳包,磁控濺射碳納米管,得到納米鋯滲碳電極;所述碳納米管直徑為2~60nm。

所述陽離子交換膜和陰離子交換膜為均相離子交換膜。

所述絕緣隔板的厚度為4~10mm;所述絕緣隔板和殼體的材質為PVC塑料板、ABS塑料板和有機玻璃板中的一種。

所述曬鹽板的厚度為6.0~20mm,安裝傾角為5~15°;所述曬鹽板的材質為PVC、HIPS、PC塑料板中的一種。

所述水生植物為香蒲、美人蕉、燈心草或蘆葦中的一種以上。

所述防滲層的材料為經化學處理過的土壤、土工膜或瀝青中的一種;隔墻與防滲層的材料相同。

所述土壤層的土壤為園林廢棄物堆肥產品與土壤的混合物;其中,園林廢棄物堆肥產品與土壤的體積比為(10~20)∶1。

本發明的工作過程是:接通直流電源,經格柵預處理后的污水進入CDI裝置中,電導率儀在線監測電導率。當電導率儀數值回升時,說明電極吸附離子己經飽和,此時CDI裝置進入脫附階段,第一加壓泵停止工作,關閉第一截止閥和第三截止閥,電源停止供電,正負極短接5min進行解吸處理。

電導率到達最大值后開始下降,降到和進水電導率相同時,解吸完成。第二截止閥開啟,產生的高濃度的污水進入水箱,通過第二加壓泵送至曬鹽板,經過太陽曝曬處理,解吸水蒸發,鹽分回收,此過程中電極再生。然后開啟電源,打開第三截止閥,進行下一循環處理。由第三截止閥進入人工濕地的污水,經由3個垂直流處理池的土壤層、沸石層、生物陶粒層和碎石層處理凈化后由人工濕地的出水口經第四截止閥排出。

由于采用上述技術方案,本發明與現有技術相比具有如下優點:

本發明的預處理系統采用格柵與CDI裝置處理污水,能去除污水中較大漂浮物并進行脫鹽去離子凈化處理,且對CDI裝置脫得鹽分進行回收,避免了二次污染。由于本發明中的電極陽極和電極陰極可以再生重復使用,降低了制造成本,且電極陽極和電極陰極再生過程無需酸堿,減少了二次污染;本發明加入了陽離子交換膜與陰離子交換膜,大大提高了電極的吸附性能。

本發明的復合垂直流人工濕地系統的土壤層為園林廢棄物堆肥產品與當地土壤按照體積比為(10~20)∶1混合而成,與一般土壤相比具有比重小、有機質含量高、通氣性和保水性好的特點,能有效解決濕地土壤層的堵塞問題。沸石層對氨氮具有極強的選擇吸附性,可快速截留污水中的氨氮。由于沸石具有巨大的比表面積,是一種理想的微生物載體,且本發明的土壤層的存在能為沸石層提供大量的溶解氧,因此在沸石層中存在大量的硝化細菌和氨化細菌能夠促進氨氮的硝化。其次,未經過土壤層攔截的有機污染物再次進入沸石層時,經過氨化細菌和硝化細菌的生化反應,會進一步促進氨氮的硝化作用。另一方面,經過沸石層處理過的污水含有大量的硝態氮和磷,在本發明的生物陶粒層和碎石層由于溶解氧濃度的逐漸降低,存在大量的反硝化細菌,促進了污水中氮的去除,其次由于生物陶粒層的生物陶粒具有強度大、孔隙率大、比表面積大、化學穩定性好、密度適宜和生物附著性強等特點大大節省了生物陶粒層的材料,并且能附著生長大量微生物,對磷的吸附作用強,對污水中磷的去除產生了重要作用。

復合垂直流人工濕地系統能滯留與分解污水中的顆粒狀有機污染物,顯著增加復合垂直流人工濕地系統中氨化細菌、硝化細菌、反硝化細菌及脲酶的數量,并活性高效去除污水中的有機物、氮、磷、懸浮物、微量元素及病原體等。

因此,本發明具有環境友好、能有效解決濕地土壤層堵塞與飽和、脫氮除磷效果好和脫鹽效果好的特點。

附圖說明

圖1為本發明的一種結構示意圖;

圖2為圖1中的CDI裝置3的放大剖視圖。

具體實施方式

下面通過附圖和具體實施方式對本發明的技術方案作進一步的詳細描述;并不構成對本發明的不當限定。

實施例1

一種基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統。所述復合型人工濕地脫鹽系統由預處理系統和復合垂直流人工濕地系統組成。如圖1所示:預處理系統包括第一加壓泵23、流量計1、格柵22、CDI裝置3、電導率儀21、水箱20、第二加壓泵19和曬鹽板9。第一加壓泵23的進水口通過管道與待處理污水相通,第一加壓泵23的出水口通過管道與格柵22的進水口相通,格柵22的進水口處設有流量計1,格柵22的出水口通過管道與第一截止閥2的進水口相通,第一截止閥2的出水口與CDI裝置3的進水口相通,CDI裝置3的出水口通過管道與第二截止閥5的進水口和第三截止閥4的進水口相通。第三截止閥4的出水口與復合垂直流人工濕地的進水口相通,進水口位于復合垂直流人工濕地的上部。第二截止閥5的出水口與水箱20的進水口相通,水箱20的出水口通過管道與第二加壓泵19的進水口相通,第二加壓泵19的出水口與曬鹽板9的進水口相通。

如圖1所示:所述復合垂直流人工濕地系統為:在人工濕地的底部和四側設有防滲層18,從人工濕地的底部防滲層18向上依次設有碎石層17、生物陶粒層13、沸石層12和土壤層11,碎石層17、生物陶粒層13、沸石層12和土壤層11的高度依次為18~20cm、30~32cm、30~32cm和18~20cm。土壤層11的上方固定有曬鹽板9,土壤層11種植有水生植物10。

如圖1所示:在人工濕地沿左右方向均勻地設有2道隔墻,2道隔墻將人工濕地分隔為3個垂直流處理池7,每道隔墻間的距離為5m。其中:順序號為奇數道的隔墻為高水位隔墻8,高水位隔墻8位于土壤層11、沸石層12和生物陶粒層13間,高水位隔墻8兩側的垂直流處理池7的底部相連通;順序號為偶數道的隔墻為低水位隔墻16,低水位隔墻16位于沸石層12、生物陶粒層13和碎石層17間,低水位隔墻16兩側的垂直流處理池7的上部相連通。

如圖1所示:第一個垂直流處理池的土壤層11設有布水管6,布水管6與復合垂直流人工濕地的進水口相通;最后一個垂直流處理池的碎石層17的底部設有集水管15,集水管15通過復合垂直流人工濕地的出水口與第四截止閥14的進水口相通。

如圖2所示:所述CDI裝置3的結構是:殼體28的底板和頂板對稱地開有4個安裝槽,4個安裝槽均勻設置,每個安裝槽裝有絕緣隔板26,第一個和最后一個絕緣隔板26緊靠殼體28左側和右側對應的內壁。除最后一個絕緣隔板26外的每個絕緣隔板26的右側面緊貼有電極陽極25,靠近電極陽極25的另一側面設有陽離子交換膜24;除第一個絕緣隔板26外的每個絕緣隔板26的左側面緊貼有電極陰極29,靠近電極陰極29的另一側面設有陰離子交換膜31。每個電極陽極25與電源30的正極連接,每個電極陰極29與電源30的負極連接;電源30的直流電壓為1.5V。殼體28的進水口27和出水口32與對應的第一個絕緣隔板26和最后一個絕緣隔板26的過水口相通,順序號為奇數的絕緣隔板26的靠近上端處設有過水口,順序號為偶數的絕緣隔板26的靠近下端處設有過水口。電導率儀21的取樣接頭穿過殼體28底部固定在CDI裝置3內部的過水通道中。

所述電極陽極25和電極陰極29均為納米鋯滲碳電極,納米鋯滲碳電極是將厚度為0.2~1mm的鋯板經砂紙打磨,拋光,電化學陽極氧化,碳包,磁控濺射碳納米管,得到納米鋯滲碳電極;所述碳納米管直徑為2~60nm。

所述陽離子交換膜24和陰離子交換膜31為均相離子交換膜。

所述絕緣隔板26的厚度為6mm;所述絕緣隔板26和殼體28的材質為PVC塑料板。

所述曬鹽板9的厚度為6.0~20mm,安裝傾角為5~15°;所述曬鹽板9的材質為PVC塑料板。

所述水生植物10為蘆葦。

所述防滲層18的材料為經化學處理過的土壤;隔墻與防滲層18的材料相同。

所述土壤層11的土壤為園林廢棄物堆肥產品與土壤的混合物;其中,園林廢棄物堆肥產品與土壤的體積比為15∶1。

本實施例采用農村生活污水為處理對象,所述農村生活污水的水質是:NH3-N為48mg/L;TN為63mg/L;TP為3.5mg/L;SS為230mg/L;COD為250mg/L;電導率1500μS/cm。

本實施例的工作過程是:接通直流電源30,經格柵22預處理后的污水進入CDI裝置3中,電導率儀21在線監測電導率。當電導率儀21數值回升時,說明電極吸附離子己經飽和,此時CDI裝置3進入脫附階段,第一加壓泵23停止工作,關閉第一截止閥2和第三截止閥4,電源30停止供電,正負極短接5min進行解吸處理。

電導率到達最大值后開始下降,降到和進水電導率相同時,解吸完成。第二截止閥5開啟,產生的高濃度的污水進入水箱20,通過第二加壓泵19送至曬鹽板9,經過太陽曝曬處理,解吸水蒸發,鹽分回收,此過程中電極再生。然后開啟電源30,打開第三截止閥4,進行下一循環處理。由第三截止閥4進入人工濕地的污水,經由3個垂直流處理池7的土壤層11、沸石層12、生物陶粒層13和碎石層17處理凈化后由人工濕地的出水口經第四截止閥14排出。

本系統處理后的凈化水經檢查:NH3-N為6mg/L;TN為7mg/L;TP為0.3mg/L;SS為5mg/L;COD為47mg/L;電導率為128μS/cm。所述凈化水滿足污水綜合排放標準GB8978-1996。

實施例2

一種基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統。除下述技術參數外,其余同實施例1:

碎石層17、生物陶粒層13、沸石層12和土壤層11的高度依次為15~18cm、32~36cm、32~36cm和15~18cm。

在人工濕地沿左右方向均勻地設有4道隔墻,4道隔墻將人工濕地分隔為5個垂直流處理池7,每道隔墻間的距離為3~6m。

殼體28的底板和頂板對稱地開有2~4個安裝槽,2~4個安裝槽均勻設置,每個安裝槽裝有絕緣隔板26;電源30的直流電壓為1.5~1.6V。

所述絕緣隔板26的厚度為4~6mm;所述絕緣隔板26和殼體28的材質為ABS塑料板。

所述曬鹽板9的材質為HIPS塑料板。

所述水生植物10為香蒲。

所述防滲層18的材料為土工膜;隔墻與防滲層18的材料相同。

所述土壤層11的土壤為園林廢棄物堆肥產品與土壤的混合物;其中,園林廢棄物堆肥產品與土壤的體積比為(15~20)∶1。

本實施例采用城市生活污水為處理對象,所述城市生活污水的水質是:NH3-N為45~50mg/L;TN為58~63mg/L;TP為4~5mg/L;SS為220~240mg/L;COD為400~450mg/L;電導率1800~2000μS/cm。

本系統處理后的凈化水經檢查:NH3-N為4~7mg/L;TN為6~8mg/L;TP為0.4~0.6mg/L;SS為4~8mg/L;COD為44~49mg/L;電導率為180~196μS/cm。所述凈化水滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)的一級A標準。。

實施例3

一種基于CDI的復合型人工濕地脫鹽系統。除下述技術參數外,其余同實施例1:

碎石層17、生物陶粒層13、沸石層12和土壤層11的高度依次為17~20cm、35~40cm、35~40cm和17~20cm。

在人工濕地沿左右方向均勻地設有6道隔墻,6道隔墻將人工濕地分隔為7個垂直流處理池7,每道隔墻間的距離為5~8m。

殼體28的底板和頂板對稱地開有4~8個安裝槽,4~8個安裝槽均勻設置,每個安裝槽裝有絕緣隔板26;電源30的直流電壓為1.6~1.9V。

所述絕緣隔板26的厚度為6~10mm;所述絕緣隔板26和殼體28的材質為有機玻璃板。

所述曬鹽板9的材質為PC塑料板。

所述水生植物10為美人蕉和燈心草中的一種以上。

所述防滲層18的材料為瀝青;隔墻與防滲層18的材料相同。

所述土壤層11的土壤為園林廢棄物堆肥產品與土壤的混合物;其中,園林廢棄物堆肥產品與土壤的體積比為(10~15)∶1。

本實施例采用高含鹽工業污水為處理對象,所述工業污水的水質是:NH3-N為5~8mg/L;TN為6~10mg/L;COD為100~120mg/L;電導率9000~10000μS/cm。

本系統處理后的凈化水經檢查:NH3-N為1~2mg/L;TN為2~3mg/L;COD為12~15mg/L;電導率為223~246μS/cm。所述凈化水滿足污水綜合排放標準GB8978-1996。

本具體實施方式與現有技術相比具有如下優點:

本具體實施方式的預處理系統采用格柵22與CDI裝置3處理污水,能去除污水中較大漂浮物并進行脫鹽去離子凈化處理,且對CDI裝置3脫得鹽分進行回收,避免了二次污染。由于本具體實施方式中的電極陽極25和電極陰極29可以再生重復使用,降低了制造成本,且電極陽極25和電極陰極29再生過程無需酸堿,減少了二次污染;本具體實施方式加入了陽離子交換膜24與陰離子交換膜31,大大提高了電極的吸附性能。

本具體實施方式的復合垂直流人工濕地系統的土壤層11為園林廢棄物堆肥產品與當地土壤按照體積比為(10~20)∶1混合而成,與一般土壤相比具有比重小、有機質含量高、通氣性和保水性好的特點,能有效解決濕地土壤層11的堵塞問題。沸石層12對氨氮具有極強的選擇吸附性,可快速截留污水中的氨態氮。由于沸石具有巨大的比表面積,是一種理想的微生物載體,且本具體實施方式的土壤層11的存在能為沸石層12提供大量的溶解氧,因此在沸石層12中存在大量的硝化細菌和氨化細菌能夠促進氨氮的硝化。其次,未經過土壤層11攔截的有機污染物再次進入沸石層12時,經過氨化細菌和硝化細菌的生化反應,會進一步促進氨氮的硝化作用。另一方面,經過沸石層12處理過的污水含有大量的硝態氮和磷,在本具體實施方式的生物陶粒層13和碎石層17由于溶解氧濃度的逐漸降低,存在大量的反硝化細菌,促進了污水中氮的去除,其次由于生物陶粒層13的生物陶粒具有強度大、孔隙率大、比表面積大、化學穩定性好、密度適宜和生物附著性強等特點大大節省了生物陶粒層13的材料,并且能附著生長大量微生物,對磷的吸附作用強,對污水中磷的去除產生了重要作用。

復合垂直流人工濕地系統能滯留與分解污水中的顆粒狀有機污染物,顯著增加復合垂直流人工濕地系統中氨化細菌、硝化細菌、反硝化細菌及脲酶的數量,并活性高效去除污水中的有機物、氮、磷、懸浮物、微量元素及病原體等。

因此,本具體實施方式具有環境友好、能有效解決濕地土壤層堵塞與飽和、脫氮除磷效果好和脫鹽效果好的特點。

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基于 CDI 復合型 人工 濕地 脫鹽 系統
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