公布日：2024.01.16
申請日：2023.11.24
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及尾水處理技術(shù)領域，具體涉及一種節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括微電解部和復合部，其中，微電解部內(nèi)部設置有淤泥收集區(qū)、曝氣區(qū)、攪拌區(qū)、均流區(qū)、鐵碳填料區(qū)和絮體收集區(qū)；復合部包括陽極段和陰極段，兩者頂部種植水生植物，底部則通過過渡區(qū)相互連通。陽極段和陰極段內(nèi)設有不同種類的填料和電極以形成微生物燃料電池，其中的陽極電極區(qū)分別與第一陰極電極區(qū)和第二陰極電極區(qū)形成第一回路和第二回路。本發(fā)明旨在解決村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)處理效率低、能源消耗高等問題，通過結(jié)合微電解和微生物燃料電池的作用，實現(xiàn)了污水的高效處理，且無需消耗外部能源和電力，節(jié)能減碳效果顯著。
權(quán)利要求書
1.一種節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依進水方向設置的微電解部和復合部，其中，所述微電解部一側(cè)的底部設置有進水端，所述微電解部另一側(cè)的頂部與所述復合部一側(cè)的頂部連通，所述復合部另一側(cè)設置有出水端；所述微電解部為一封閉池體，其內(nèi)部包括從下到上依次設置的淤泥收集區(qū)、曝氣區(qū)、攪拌區(qū)、均流區(qū)和鐵碳填料區(qū)；其中，所述進水端端口設置于所述微電解部底部池壁上，并位于所述淤泥收集區(qū)和所述曝氣區(qū)之間；所述曝氣區(qū)內(nèi)布設有管式曝氣器；所述攪拌區(qū)內(nèi)設置有葉輪攪拌機；所述均流區(qū)內(nèi)設置有均流板，所述均流板呈多孔狀；所述鐵碳填料區(qū)內(nèi)設置有若干個鐵碳填料單元，所述鐵碳填料單元為鏤空狀盒體，其內(nèi)裝填有鐵碳顆粒填料；所述微電解部還包括絮體收集區(qū)，所述絮體收集區(qū)貫穿所述鐵碳填料區(qū)、所述均流區(qū)和所述曝氣區(qū)，所述絮體收集區(qū)的一側(cè)端口封閉并與所述鐵碳填料區(qū)的頂部齊平，另一側(cè)端口延伸至所述淤泥收集區(qū)中并與其相互連通；所述復合部包括分隔的陽極段和陰極段，所述陽極段和所述陰極段的頂部均種植有水生植物，所述陽極段和所述陰極段的底部共同設置有一過渡區(qū)并通過其相互連通；其中，所述陽極段包括從上到下依次設置的第一陽極填料區(qū)、第二陽極填料區(qū)、陽極電極區(qū)和第三陽極填料區(qū)；所述第一陽極填料區(qū)、所述第二陽極填料區(qū)和所述第三陽極填料區(qū)內(nèi)分別填設有沸石填料、固定化菌藻填料和活性炭填料；所述陽極電極區(qū)內(nèi)設置有若干根碳氈電極，相鄰的所述碳氈電極間通過金屬網(wǎng)連接；所述第一陽極填料區(qū)的頂部布設有用于連通所述微電解部與所述復合部的連接管，所述連接管呈多孔狀且其進水一側(cè)端口設置于所述鐵碳填料區(qū)上方；所述陰極段，包括從下到上依次設置的第一陰極填料、第二陰極填料區(qū)、第一陰極電極區(qū)、第三陰極填料區(qū)和第二陰極電極區(qū)；所述第一陰極填料區(qū)、所述第二陰極填料區(qū)和所述第三陰極填料區(qū)內(nèi)分別填設有活性炭填料、固定化菌藻填料和沸石填料；所述第一陰極電極區(qū)內(nèi)設置有若干根泡沫鎳電極，相鄰的所述泡沫鎳電極間通過金屬網(wǎng)連接；所述第二陰極電極區(qū)內(nèi)設置有若干根強化碳氈電極，相鄰的所述強化碳氈電極間通過金屬網(wǎng)連接；所述陽極電極區(qū)與所述第一陰極電極區(qū)通過導線連接以形成第一回路，所述第一回路上并聯(lián)連接有儲電裝置和第二保護電阻；所述陽極電極區(qū)與所述第二陰極電極區(qū)通過導線連接以形成第二回路，所述第一回路和所述第二回路上共同連接有第二保護電阻和儲電裝置，所述第二保護電阻和所述儲電裝置并聯(lián)連接；所述第一回路和所述第二回路上分別設置有第一開關和第二開關，用以分別連接或切斷所述第一回路和所述第二回路；所述出水端包括第一出水口和第二出水口，所述第一出水口和所述第二出水口分別設置于所述第二陰極電極區(qū)和所述第二陰極填料區(qū)一側(cè)的池壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述儲電裝置與所述管式曝氣器和所述葉輪攪拌機電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵碳填料區(qū)頂部和底部的所述鐵碳填料單元共同串聯(lián)連接有第一保護電阻和電流電壓表。
4.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的所述鐵碳填料單元間設置有連接柱并通過其相互連通，所述連接柱內(nèi)填設有鐵碳填料。
5.如權(quán)利要求4所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵碳填料區(qū)內(nèi)還設置有反沖洗管，所述反沖洗管的一端貫穿每一所述鐵碳填料單元和每一所述連接柱，另一端與所述微電解部的外部連通。
6.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵碳填料單元的盒體頂部具有微孔狀坡面，其坡度為5°～10°。
7.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述淤泥收集區(qū)呈倒圓臺狀。
8.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述強化碳氈電極的表面為二氧化錳電鍍層。
9.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二陽極填料區(qū)和所述第三陰極填料區(qū)內(nèi)分別設置有第一緩釋瓶和第二緩釋瓶，所述第一緩釋瓶和所述第二緩釋瓶均為具有滲透能力的圓肚細頸狀陶瓷瓶。
10.如權(quán)利要求9所述的節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一緩釋瓶的瓶身置于第二陽極填料區(qū)中部，其瓶口抵靠于所述第一陽極填料區(qū)底部；所述第二緩釋瓶的瓶身置于所述第三陰極填料區(qū)底部。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)處理效率低、能源消耗高等難題，實現(xiàn)了對村鎮(zhèn)污水的高效凈化，凈化過程節(jié)能低碳。
本發(fā)明提供了一種節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，包括依進水方向設置的微電解部和復合部，其中，所述微電解部一側(cè)的底部設置有進水端，所述微電解部另一側(cè)的頂部與所述復合部一側(cè)的頂部連通，所述復合部另一側(cè)設置有出水端；
所述微電解部為一封閉池體，其內(nèi)部包括從下到上依次設置的淤泥收集區(qū)、曝氣區(qū)、攪拌區(qū)、均流區(qū)和鐵碳填料區(qū)；
其中，所述進水端端口設置于所述微電解部底部池壁上，并位于所述淤泥收集區(qū)和所述曝氣區(qū)之間；所述曝氣區(qū)內(nèi)布設有管式曝氣器；所述攪拌區(qū)內(nèi)設置有葉輪攪拌機；所述均流區(qū)內(nèi)設置有均流板，所述均流板呈多孔狀；所述鐵碳填料區(qū)內(nèi)設置有若干個鐵碳填料單元，所述鐵碳填料單元為鏤空狀盒體，其內(nèi)裝填有鐵碳顆粒填料；
所述微電解部還包括絮體收集區(qū)，所述絮體收集區(qū)貫穿所述鐵碳填料區(qū)、所述均流區(qū)和所述曝氣區(qū)，所述絮體收集區(qū)的一側(cè)端口封閉并與所述鐵碳填料區(qū)的頂部齊平，另一側(cè)端口延伸至所述淤泥收集區(qū)中并與其相互連通；
所述復合部包括分隔的陽極段和陰極段，所述陽極段和所述陰極段的頂部均種植有水生植物，所述陽極段和所述陰極段的底部共同設置有一過渡區(qū)并通過其相互連通；
其中，所述陽極段包括從上到下依次設置的第一陽極填料區(qū)、第二陽極填料區(qū)、陽極電極區(qū)和第三陽極填料區(qū)；所述第一陽極填料區(qū)、所述第二陽極填料區(qū)和所述第三陽極填料區(qū)內(nèi)分別填設有沸石填料、固定化菌藻填料和活性炭填料；所述陽極電極區(qū)內(nèi)設置有若干根碳氈電極，相鄰的所述碳氈電極間通過金屬網(wǎng)連接；所述第一陽極填料區(qū)的頂部布設有用于連通所述微電解部與所述復合部的連接管，所述連接管呈多孔狀且其進水一側(cè)端口設置于所述鐵碳填料區(qū)上方；
所述陰極段，包括從下到上依次設置的第一陰極填料、第二陰極填料區(qū)、第一陰極電極區(qū)、第三陰極填料區(qū)和第二陰極電極區(qū)；所述第一陰極填料區(qū)、所述第二陰極填料區(qū)和所述第三陰極填料區(qū)內(nèi)分別填設有活性炭填料、固定化菌藻填料和沸石填料；所述第一陰極電極區(qū)內(nèi)設置有若干根泡沫鎳電極，相鄰的所述泡沫鎳電極間通過金屬網(wǎng)連接；所述第二陰極電極區(qū)內(nèi)設置有若干根強化碳氈電極，相鄰的所述強化碳氈電極間通過金屬網(wǎng)連接；
所述陽極電極區(qū)與所述第一陰極電極區(qū)通過導線連接以形成第一回路，所述第一回路上并聯(lián)連接有儲電裝置和第二保護電阻；所述陽極電極區(qū)與所述第二陰極電極區(qū)通過導線連接以形成第二回路，所述第一回路和所述第二回路上共同連接有第二保護電阻和儲電裝置，所述第二保護電阻和所述儲電裝置并聯(lián)連接；所述第一回路和所述第二回路上分別設置有第一開關和第二開關，用以分別連接或切斷所述第一回路和所述第二回路；
所述出水端包括第一出水口和第二出水口，所述第一出水口和所述第二出水口分別設置于所述第二陰極電極區(qū)和所述第二陰極填料區(qū)一側(cè)的池壁上。
進一步的，所述儲電裝置與所述管式曝氣器和所述葉輪攪拌機電性連接。
進一步的，所述鐵碳填料區(qū)頂部和底部的所述鐵碳填料單元共同串聯(lián)連接有第一保護電阻和電流電壓表。
進一步的，相鄰的所述鐵碳填料單元間設置有連接柱并通過其相互連通，所述連接柱內(nèi)填設有鐵碳填料。
進一步的，所述鐵碳填料區(qū)內(nèi)還設置有反沖洗管，所述反沖洗管的一端貫穿每一所述鐵碳填料單元和每一所述連接柱，另一端與所述微電解部的外部連通。
進一步的，所述鐵碳填料單元的盒體頂部具有微孔狀坡面，其坡度為5°～10°。
進一步的，所述淤泥收集區(qū)呈倒圓臺狀。
進一步的，所述強化碳氈電極的表面為二氧化錳電鍍層。
進一步的，所述第二陽極填料區(qū)和所述第三陰極填料區(qū)內(nèi)分別設置有第一緩釋瓶和第二緩釋瓶，所述第一緩釋瓶和所述第二緩釋瓶均為具有滲透能力的圓肚細頸狀陶瓷瓶。
進一步的，所述第一緩釋瓶的瓶身置于第二陽極填料區(qū)中部，其瓶口抵靠于所述第一陽極填料區(qū)底部；所述第二緩釋瓶的瓶身置于所述第三陰極填料區(qū)底部。
有益效果：
由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種節(jié)能減碳型村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，包括微電解部和復合部，其中的微電解部能夠形成的無數(shù)個微觀電池，其產(chǎn)生的微電解作用能夠高效去除污染物，而復合部則結(jié)合了人工濕地和微生物燃料電池，能夠根據(jù)村鎮(zhèn)污水水質(zhì)特性和水量特性相應進行調(diào)整運行狀態(tài)，兼具了人工濕地的污染負荷能力以及燃料電池的高效處理能力和產(chǎn)蓄電能力，對污水的處理高效穩(wěn)定，系統(tǒng)整體低碳節(jié)能。
（發(fā)明人：張瑞斌;王樂陽;張繼彪;諶宏偉;佘濤濤;梁佳鎖;張?zhí)烀?/span>;王驍睿;潘健;徐瑞謙;張育瑞;張敏）
