一种适用于尾水人工湿地的生态净化设备及其净化方法与流程

1.本发明涉及尾水人工湿地生态净化处理技术领域，尤其涉及一种适用于尾水人工湿地的生态净化设备及其净化方法。


背景技术：

2.近年来，水污染问题越来越受到人们的关注，寻求经济有效的污水处理方案已经成为热点课题。特别对于经济基础薄弱的地区，大部分的生活污水未经处理就直接排放到环境中，成为居住周边环境污染的重要来源。生活污水中含有大量的氮、磷、有机物等污染成分，对人体健康和生态系统有很大的危害。植物修复因其具有低成本、低能耗的优点受到人们的广泛关注。同时，cod也是水质监测的基本综合指标，化学需氧量是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，这些物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，但一般水及废水中无机还原性物质的数量相对不大，而被有机物污染是很普遍的。
3.人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
4.现有技术中，很多的电解处理设备设计并不合理，难以达到最佳的电电解效果，整体使用体验很差，不仅如此，现有的电解设备在使用时，不能以更科学的方法来对尾水进行电解处理，这也是电解效果不佳的另一种原因，因此，急需一种较为专业的设备和科学的电解方法来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术的不足，提供一种适用于尾水人工湿地的生态净化设备及其净化方法。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于尾水人工湿地的生态净化设备及其净化方法，包括：设置在尾水人工湿地内的两个装配板，所述装配板内设置装配腔体，所述装配腔体两侧面对称设置导向槽，所述导向槽内设置移动块，所述移动块与所述导向槽滑动连接，在移动块侧面设置滚动轮，所述滚动轮能够带动移动块上下运动。
7.所述移动块内设置驱动电机，所述驱动电机连接传动丝杠，所述传动丝杠贯穿连接电解板件，所述电解板件与所述传动丝杠转动连接；两个装配板内的电解板件分别设置为阳极电解板和阴极电解板。
8.本发明一个较佳实施例中，所述阳极电解板和所述阴极电解板竖直横截面一致、且所述阳极电解板和所述阴极电解板的功率大小相同。
9.本发明一个较佳实施例中，所述阳极电解板采用纯铁材质制成，所述阴极电解板采用纯铝材质制成。
10.本发明一个较佳实施例中，在两个所述移动块之间设置若干导向限位杆，所述电解板件侧面设置若干配合孔，若干所述配合孔分别与所述导向限位杆滑动连接。
11.本发明一个较佳实施例中，在尾水人工湿地内投放净化填料，所述净化填料包括：生物质炭、沸石和火山岩中的两种以上的混合物。
12.本发明一个较佳实施例中，在尾水人工湿地内种植湿地植物，所述湿地植物包括：灯芯草、水葫芦、石菖蒲和空心莲子草中的两种以上的混合物。
13.本发明采用的另一种技术方案为：一种适用于尾水人工湿地的生态净化设备的净化方法，包括以下步骤：
14.步骤s1：阳极电解板位于其中一坐标处不动，阴极电解板依次停留在不同位置坐标处，阳极电解板和阴极电解板形成不同相对位置的电势场，阴极电解板停留时间随间隔距离以正相关方式增加。
15.步骤s2：当阴极电解板每个位置坐标处均停留一段时间之后，阳极电解板移动至下一坐标位置，直至阳极电解板的每个坐标位置均与每个阴极电解板的坐标位置对应形成电势场。
16.步骤s3：阳极电解板产生的fe
2
和fe
3
与磷酸盐反应生成难溶性铁盐，实现磷离子的消除、净化，阴极电解板对硝态氮进行电解还原，同时电解出氢气提供给自养反硝化脱单微生物，达到除氮目的。
17.本发明一个较佳实施例中，所述阳极电解板的停留位置以矩形阵列方式进行改变，即，第一排停留位置为a
1，1
，a
1，2
，
…
a
1，n
；第二排停留位置为a
2，1
，a
2，2
，
…
a
2，n
；第n排停留位置为a
n，1
，a
n，2
，
…
a
n，n
；所述阴极电解板的停留位置以矩形阵列方式进行改变，即，第一排停留位置为b
1，1
，b
1，2
，
…
b
1，n
；第二排停留位置为b
2，1
，b
2，2
，
…
b
2，n
；第n排停留位置为b
n，1
，b
n，2
，
…
b
n，n
。
18.本发明一个较佳实施例中，滚动轮带动移动快沿装配板幅长方向上下移动，驱动电机带动传动丝杠转动，电解板件在导向限位杆限定作用下与传动丝杠相对转动，从而驱动电解板件沿装配板幅宽方向移动。
19.本发明一个较佳实施例中，在所述装配板侧面设置过滤板，所述过滤板与所述装配板无缝衔接。
20.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
21.(1)本发明通过将电解板件以坐标方式设置在装配板中，相对于传统的电解板件设置方式，面积以平方倍数减小，则在同样的供电情况下，能够提供更高的正负电压差，从而有效提高电解效率以及电解效果，使整体设备对尾水的电解处理更彻底。
22.(2)本发明通过将阳极电解板和阴极电解板以坐标方式布置，能够使阳极电解板和阴极电解板位于不同相对位置坐标处的电势场之间高频重合，保证两个装配板之间的污水电解更彻底，净化效果更好。同时，阳极电解板和阴极电解板的停留位置均以矩形阵列方式进行改变，进一步使阳极电解板和阴极电解板之间形成更高效的电势场，提高水质净化效果。
23.(3)本发明通过在阳极电解板产生的fe
2
和fe
3
，能够快速与磷酸盐反应生成难溶
性铁盐，以实现磷离子的去除、净化，同时，阴极电解板对硝态氮进行电解还原，将电解出氢气提供给自养反硝化脱单微生物，以达到除氮目的，从而实现氮磷、cod等污染物的净化处理。
24.(4)本发明通过在尾水人工湿地内投放的生物质炭、沸石和火山岩混合物，能有效提高尾水中nh4

‑
n、no3
‑
‑
n以及cod的去除率提高水质净化效果，另一方面，通过在尾水人工湿地内种植的灯芯草、水葫芦、石菖蒲和空心莲子草，能够获得更好的污染物吸附能力，尤其是菖蒲和水葫芦在生活污水物中均能正常生长，同时具有良好的污染物去除能力，进一步及加强nh4

‑
n、no3
‑
‑
n以及cod的去除率去除率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明优选实施例的立体结构图；
27.图2为本发明优选实施例的平面示意图；
28.图3为本发明优选实施例装配腔体内部立体结构图。
29.具体地，100
‑
装配板，110
‑
装配腔体，120
‑
导向槽，130
‑
过滤板，210
‑
移动块，220
‑
传动丝杠，230
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导向限位杆，240
‑
电解板件。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两
个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.如图1和图3所示，一种适用于尾水人工湿地的生态净化设备及其净化方法，包括：设置在尾水人工湿地内的两个装配板100，装配板100内设置装配腔体110，装配腔体110两侧面对称设置导向槽120，导向槽120内设置移动块210，移动块210与导向槽120滑动连接，在移动块210侧面设置滚动轮，滚动轮能够带动移动块210上下运动。
35.如图2所示，移动块210内设置驱动电机，驱动电机连接传动丝杠220，传动丝杠220贯穿连接电解板件240，电解板件240与传动丝杠220转动连接；两个装配板100内的电解板件240分别设置为阳极电解板和阴极电解板，阳极电解板和阴极电解板竖直横截面一致、且阳极电解板和阴极电解板的功率大小相同。
36.本发明一个较佳实施例中，在装配板100侧面设置过滤板130，过滤板130与装配板100无缝衔接，通过过滤板130防止污水中的泥沙等固体杂质进入装配腔体110内不，同时又不影响电解反应的进行，整体设备设计更合理。
37.本发明一个较佳实施例中，通过将电解板件240以坐标方式设置在装配板100中，相对于传统的电解板件240设置方式，面积以平方倍数减小，则在同样的供电情况下，能够提供更高的正负电压差，从而有效提高电解效率以及电解效果，使整体设备对尾水的电解处理更彻底。
38.本发明一个较佳实施例中，阳极电解板和阴极电解板的停留位置均以矩形阵列方式进行改变，通过将阳极电解板和阴极电解板以坐标方式布置，能够使阳极电解板和阴极电解板位于不同相对位置坐标处的电势场之间高频重合，保证两个装配板100之间的污水电解更彻底，净化效果更好。同时，阳极电解板和阴极电解板的停留位置均以矩形阵列方式进行改变，进一步使阳极电解板和阴极电解板之间形成更高效的电势场，提高水质净化效果。
39.本发明一个较佳实施例中，阳极电解板采用纯铁材质制成，阴极电解板采用纯铝材质制成，通过在阳极电解板产生的fe
2
和fe
3
，能够快速与磷酸盐反应生成难溶性铁盐，以实现磷离子的去除、净化，同时，通过阴极电解板对硝态氮进行电解还原，将电解出氢气提供给自养反硝化脱单微生物，以达到除氮目的，从而实现氮磷、cod等污染物的净化处理。
40.本发明一个较佳实施例中，在尾水人工湿地内投放净化填料，净化填料包括：生物质炭、沸石和火山岩中的两种以上的混合物，通过在尾水人工湿地内投放的生物质炭、沸石和火山岩混合物，能有效提高尾水中nh4

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n、no3
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n以及cod的去除率提高水质净化效果。
41.本发明一个较佳实施例中，在尾水人工湿地内种植湿地植物，湿地植物包括：灯芯草、水葫芦、石菖蒲和空心莲子草中的两种以上的混合物，通过在尾水人工湿地内种植的灯芯草、水葫芦、石菖蒲和空心莲子草，能够获得更好的污染物吸附能力，尤其是菖蒲和水葫芦在生活污水物中均能正常生长，同时具有良好的污染物去除能力，进一步及加强nh4

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n、no3
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n以及cod的去除率去除率。
42.本发明使用时，将两个装配板100放置在尾水人工湿地内，两个装配板100之间距离保持100
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300cm之间，优选为200cm，滚动轮带动移动快沿装配板100幅长方向上下移动，驱动电机带动传动丝杠220转动，电解板件240在导向限位杆230限定作用下与传动丝杠220相对转动，从而驱动电解板件240沿装配板100幅宽方向移动；阳极电解板位于其中一坐标
处不动，阴极电解板依次停留在不同位置坐标处，阳极电解板和阴极电解板形成不同相对位置的电势场，阴极电解板停留时间随间隔距离以正相关方式增加；当阴极电解板每个位置坐标处均停留一段时间之后，阳极电解板移动至下一坐标位置，直至阳极电解板的每个坐标位置均与每个阴极电解板的坐标位置对应形成电势场；阳极电解板产生的fe和fe与磷酸盐反应生成难溶性铁盐，实现磷离子的消除、净化，阴极电解板对硝态氮进行电解还原，同时电解出氢气提供给自养反硝化脱单微生物，达到除氮目的。
43.需要说明的是，阳极电解板的停留位置以矩形阵列方式进行改变，即，第一排停留位置为a，a，
…
a；第一排停留位置为a，a，
…
a；第n排停留位置为a，a，
…
a；阴极电解板的停留位置以矩形阵列方式进行改变，即，第一排停留位置为b，b，
…
b；第一排停留位置为b，b，
…
b；第n排停留位置为b，b，
…
b，阴极电解板的停留时间与间隔距离之间公式为t＝wl，取w＝0.1
‑
0.3，优选为0.2，其中t为停留时间，单位为min，l为阳极电解板和阴极电解板之间的间隔距离，单位为cm。
44.本发明一个较佳实施例中，在两个移动块210之间设置若干导向限位杆230，电解板件240侧面设置若干配合孔，若干配合孔分别与导向限位杆230滑动连接，通过配合孔和导向限位杆230的配合，能够对点减半起到一定的限位作用，同时保证电解板件240沿导向杆限位杆平滑运动，整体运动的稳定性更好。
45.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。