本实用新型属于低污染水处理技术领域，具体涉及一种生物支架活性碳纤维耦合人工湿地处理装置。
背景技术：
当前，在入湖地表径流中，部分水质受到一定污染，但主要水质指标又优于城镇污水处理厂污染物排放标准，无法排入污水处理厂进行处理。然而，相对于湖泊水体来讲，仍然为污染源，不经处理直接入湖又不能满足湖泊水质保护的要求。因而，这部分总氮浓度、总磷浓度相对较低的入湖水称为“低污染水”。
生物支架人工湿地采用穿孔PVC管固定挺水植物，使挺水植物在生物支架人工湿地达到高密植无基质生长，在长期处理低污染水的运行中充分利用挺水植物根际泌氧作用，在无动力情况下避免人工湿地物理、生物堵塞的发生。活性碳纤维是有机纤维在1000℃以上的高温下碳化，且含碳量在90％以上的高性能纤维增强材料，是继粉状活性碳和颗粒活性碳之后的第三代活性碳产品。活性碳纤维材料具有发达的表面微孔结构及良好的生物亲和性，利于微生物附着生长，可以通过表面附着微生物的生物脱氮除磷作用去除水中的污染物质。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种生物支架活性碳纤维耦合人工湿地处理装置，采用生物支架耦合活性碳纤维作为人工湿地的核心处理基质，充分利用生物支架人工湿地中挺水植物的根系泌氧作用，提高碳纤维材料挂膜效果，增强对低污染水的净化。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种生物支架活性碳纤维耦合人工湿地处理装置，包括调节池和生物支架人工湿地箱体，所述调节池通过连接管连接在生物支架人工湿地箱体一侧，所述生物支架人工湿地箱体远离连接管的一侧设置有出水口，所述调节池与生物支架人工湿地箱体之间的连接管上设置有蠕动泵，所述生物支架人工湿地箱体内靠近连接管一侧设置有与连接管连通的布水管，且生物支架人工湿地箱体内安装有PVC管，所述PVC管上设置有多个小孔，且所述PVC管分为内部填充有挺水植物的PVC管Ⅰ和内部填充有PAN-ACF的PVC管Ⅱ。
优选的，所述生物支架人工湿地箱体内部分为两格，中间用隔板隔开，且隔板底部与生物支架人工湿地箱体内底面设置一定空隙，用于将隔板两侧的生物支架人工湿地箱体内部连通。
优选的，所述隔板的厚度为8mm，且所述隔板与生物支架人工湿地箱体内底面之间的空隙高度为50mm。
优选的，所述生物支架人工湿地箱体的两格大小相同，且每格内均安装有12个PVC管，该12个PVC管构成一个PVC组合体，该组合体为内部填充有挺水植物的PVC管Ⅰ与内部填充有PAN-ACF的PVC管Ⅱ交错间隔布置。
优选的，所述内部填充有挺水植物的PVC管Ⅰ与内部填充有PAN-ACF的PVC管Ⅱ在横向和纵向均交错间隔布置。
优选的，所述PVC管的高度为400mm，直径为60mm，PVC管上小孔的孔径为4mm，且所述小孔均匀分布在PVC管上。
优选的，所述小孔每5个为一组，周围四个小孔以中间的小孔为中心对称分布。
优选的，所述调节池的容积与所述生物支架人工湿地箱体的有效容积相等。
优选的，所述生物支架人工湿地箱体采用8mm厚PE板制作而成，且箱体内部尺寸长×宽×高为500mm×300mm×450mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：该装置设置的调节池，将待处理的低污染水在调节池中调匀，再通过调节蠕动泵恒定流量，将调节池中均质均量后的污水通过布水管均匀泵入生物支架人工湿地箱体的前段进水区，然后通过PVC管上的小孔进入内部，通过生物支架人工湿地箱体内PVC管的固定可使挺水植物在无基质的情况下正常生长，通过耦合PAN-ACF填料，充分利用挺水植物的根际泌氧作用，以及PAN-ACF填料发达的表面微孔结构及良好的微生物挂膜性能，净化后的水由出水口排出，再次循环利用，节约水资源。该装置在长期无动力条件下对低污染水进行处理，具有投资低、净化效果好、无堵塞等特点，适于推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的结构连接示意图。
图2为本实用新型的生物支架人工湿地箱体结构示意图。
图3为本实用新型的PVC管组合体结构示意图。
图中：1-调节池，2-蠕动泵，3-连接管，4-布水管，5-PVC管Ⅰ，6-PVC管Ⅱ，7-出水口，8-PVC管组合体，9-小孔，10-生物支架人工湿地箱体，11-隔板。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1～2所示：一种生物支架活性碳纤维耦合人工湿地处理装置，包括调节池1和生物支架人工湿地箱体10，所述调节池1通过连接管3连接在生物支架人工湿地箱体10一侧，所述调节池1的容积与所述生物支架人工湿地箱体10的有效容积相等，所述生物支架人工湿地箱体10远离连接管3的一侧设置有出水口7，所述调节池1与生物支架人工湿地箱体10之间的连接管3上设置有蠕动泵2，所述蠕动泵2用于调节控制低污染水的流量，所述生物支架人工湿地箱体10内靠近连接管3一侧设置有与连接管3连通的布水管4，且生物支架人工湿地箱体10内放置有PVC管，所述PVC管上设置有多个均匀分布且孔径为4mm的小孔9，所述小孔9每5个为一组，周围四个小孔以中间的小孔为中心对称分布。且所述PVC管分为内部填充有挺水植物的PVC管Ⅰ5和内部填充有PAN-ACF的PVC管Ⅱ6。
具体的，所述生物支架人工湿地箱体10使用8mm厚PE板制作而成，箱体内部尺寸长×宽×高为500mm×300mm×450mm；且所述生物支架人工湿地箱体10内部分为容积大小相等的两格，中间用8mm厚PE板制成的隔板11隔开，且隔板11底部与生物支架人工湿地箱体10内底面设置有高度为50mm的空隙，使隔板11两侧的生物支架人工湿地箱体10连通。其中，生物支架人工湿地箱体10的每格内均安装有12个高度为400mm、直径为60mm的PVC管，该12个PVC管组合在一起构成一个PVC组合体8，且该组合体包括PVC管Ⅰ5和PVC管Ⅱ6，且内部填充有挺水植物的PVC管Ⅰ5与内部填充有PAN-ACF的PVC管Ⅱ6在横向和纵向都交错间隔布置，挺水植物的高度大于500mm，生物支架人工湿地箱体10内共放置12株挺水植物。其中，PAN-ACF填料的安装方式为从PVC管顶部十字交叉方式竖直吊入PVC管Ⅱ6内，十字交叉PAN-ACF的填料高度为300mm，每个PVC管内安装的PAN-ACF填料面积为36cm2。
PAN-ACF又称聚丙烯腈活性碳纤维，采用3mm厚聚丙烯腈基碳纤维毡活化而成。PAN-ACF的活化方法如下：先将聚丙烯腈基碳纤维毡在浓度为20％～30％的H2O2溶液中，用50～100KHz的超声波处理10～60min；然后，再将处理后的聚丙烯腈基碳纤维毡放入25％～28％的氨水中，用同样频率超声波处理同样时间。上述方法制得的PAN-ACF比表面积为1200m2/g。所述生物支架人工湿地箱体内共安装PAN-ACF填料432cm2。
具体使用该装置处理低污染水时，先将待处理的低污染水在调节池1中调匀，经调节池1均质均量后的低污染水中CODCr、TN、TP浓度范围宜为40～150mg/L、10～30mg/L、0.5～4mg/L；然后，通过调节蠕动泵2恒定流量，将调节池1中均质均量后的污水通过连接管3经布水管4均匀泵入生物支架人工湿地箱体10的前段进水区，然后通过PVC管上的小孔9进入其内部，充分利用PVC管内的挺水植物的根际泌氧作用，以及PAN-ACF填料发达的表面微孔结构及良好的微生物挂膜性能，生物支架人工湿地箱体10内的低污染水经两个安装的12个PVC管构成的PVC管组合体8组合填料处理后，净化后的水通过出水口7外排或作为景观用水，使得污水经处理后再次循环利用，节约水资源。所述生物支架人工湿地箱体10内低污染水的最佳水力停留时间(HRT)为20小时。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。