一种利用电解强化的河道污染旁路净化系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种利用电解强化的河道污染旁路净化系统，属于河道净化和污水处理技术领域。


背景技术：

2.健康的城市水环境是城市可持续发展的重要保障。然而随着经济的快速发展和城市化的加快，我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出，甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。国务院印发的《水污染防治行动计划》要求，到2020年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大重点流域水质优良（达到或优于ⅲ类）比例总体达到70%以上，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内。到2030年，全国七大重点流域水质优良比例总体达到75%以上，城市建成区黑臭水体总体得到消除，城市集中式饮用水水源水质达到或优于ⅲ类比例总体为95%左右。因此，解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。
3.但在目前情况下，虽然点源污染得到了较好的控制，但是随着城市化加快、城市不透水面面积增加，生活污染的排放量增加和尚未能完全解决雨水管及污水管的混接、错接问题，导致目前的入河排口中仍存在着一部分的雨污混流现象，对河道水质造成严重影响。同时，大量的面源污染也携带了大量的悬浮颗粒物、氮磷和cod入河，这些都严重影响着河道水质，甚至造成黑臭现象。大量的悬浮颗粒物入河又会造成水体颗粒物增加，影响水生植物的生长，进而导致水体丧失了自净能力。
4.针对目前的这些问题，需要有高效的净化措施对入河污染进行快速削减，以提高水体透明度、降低氮磷和cod含量，改善水生植物的生境，提升水体的自净能力，恢复水生态系统。


技术实现要素：

5.针对现有技术不足，本实用新型提供了一种利用电解强化的河道污染旁路净化系统，即一种可对入河排口中含污染物和悬浮颗粒物浓度较高的混流污水和雨水进行高效拦截净化处理系统。
6.本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：
7.一种利用电解强化的河道污染旁路净化系统，包括在河道内收集排水口污水的收集提升结构，与收集提升结构连接的好氧
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缺氧组合型人工湿地结构，以及与好氧
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缺氧组合型人工湿地结构连接的排水结构，所述好氧
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缺氧组合型人工湿地结构包括好氧电解强化人工湿地结构和缺氧电解强化人工湿地结构，所述收集提升结构、好氧电解强化人工湿地结构、缺氧电解强化人工湿地结构和排水结构依次连接，所述收集提升结构将河道待处理污水排入好氧电解强化人工湿地结构处理，然后流经缺氧电解强化人工湿地结构处理，最后经排水结构排入河道。
8.进一步地，所述的好氧电解强化人工湿地结构为氧化塘型人工湿地，其包括与收
集提升结构连接的第一进水口、与第一进水口连接的塘体结构和与塘体结构连接的第一出水口，所述的塘体结构内设置有第一电解强化系统、塘体水草和水下纳米曝气设备。
9.进一步地，所述的第一电解强化系统包括一个设置于塘体结构外部的第一稳压电源和根据塘体结构大小布设的第一电极系统；所述的第一电极系统以石墨毡为阴极和阳极，通过第一稳压电源采用民用电进行电力的持续供给。
10.进一步地，所述的第一进水口和第一出水口均设置于塘体结构的上部，并且第一进水口和第一出水口在塘体结构上相对设置。
11.进一步地，所述的缺氧电解强化人工湿地结构为下行式垂直流深床湿地，其包括与好氧电解强化人工湿地结构连接的第二进水口、与第二进水口连接的滤料单元和与滤料单元连接的第二出水口，所述的滤料单元内设置有第二电解强化系统，滤料单元的上部种植挺水植物。
12.进一步地，所述的第二电解强化系统包括一个设置于滤料单元外部的第二稳压电源和设置于滤料单元内部的第二电极系统；所述的第二电极系统以铁和碳纤维为阳极，以碳纤维电极为阴极，通过第二稳压电源采用民用电进行电力的持续供给。
13.进一步地，所述的滤料单元包括从上至下依次设置的生物质炭层、陶粒层、火山石层和沸石层。
14.进一步地，所述的第二进水口设置于滤料单元的上部，接受从好氧电解强化人工湿地结构的出水作为进水，所述的第二出水口设置于滤料单元的下部，并且第二进水口和第二出水口在塘体结构上相对设置。
15.进一步地，所述的收集提升结构包括水泵和管道，连接河道和好氧
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缺氧组合型人工湿地结构，将入河排口的混流污水或初期雨水收集后经由人工湿地结构对悬浮颗粒物、cod和氮磷净化处理。
16.进一步地，所述的排水结构包括水泵和管道，连接好氧
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缺氧组合型人工湿地结构和河道，将经由人工湿地结构对悬浮颗粒物、cod和氮磷净化处理后的水再排入河道。在具体使用过程中，可在河道内设置排口的截流结构、水泵及管道/管线，将排口流水引入至利用电解强化的河道污染旁路净化系统进行净化处理后再由排水结构排入河道。
17.与现有技术相比，本实用新型的净化系统采用电解方式对人工湿地的净化能力进行强化，净化效率高，运行方式多样，对目前难以解决的混流排口及初期雨水污染问题可实现高效削减。具体地，本实用新型具备的优点为：
18.(1)通过曝气和电解的共同作用，促进入河污水中大量的氨氮和cod的快速转化，尤其可以提高单位面积的氨氮的处理效率，占地面积小，有利于在城市的有效空间中进行建造使用，节约了土地面积和人工湿地的建造成本；
19.(2)通过深床滤池形式，结合电解强化进行硝态氮的反硝化作用，利用电子作为电子供体，不需要在脱氮过程中额外添加外源的碳源，既能保证氮的彻底脱除，又避免未完全反应的碳源进入河道成为污染源；
20.(3)通过220v的民用电进行曝气和电解过程中所需电能的供给，使得净化系统的运行不受季节限制，且运行维护简单；
21.(4)充分考虑城市河道的特点，营造人工湿地的景观效果。
附图说明
22.图1为本实用新型的结构示意图；
23.图2为好氧电解强化人工湿地结构纵截面结构示意图；
24.图3为缺氧电解强化人工湿地结构纵截面结构示意图。
25.图中，1
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河道，2
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好氧电解强化人工湿地结构，21
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第一进水口，22
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第一出水口，23
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第一稳压电源，24
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第一电极系统，25
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水面漂浮植物，26
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水下纳米曝气设备，27
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塘体水草，28
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塘体结构，3
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缺氧电解强化人工湿地结构，31
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第二进水口，32
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第二出水口，33
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滤料单元，331
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生物质炭层，332
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陶粒层，333
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火山石层，334
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沸石层，34
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第二电极系统，35
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第二稳压电源，36
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挺水花卉植物，4
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收集提升结构，5
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排水结构，6
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阀门。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。本领域技术人员对在本实用新型的启示下所做的任何等效改换均应落入本实用新型保护范围之内。
27.如图1所示，利用河道1周围的空地设置一种利用电解强化的河道污染旁路净化系统，包括在河道1内收集排水口污水的收集提升结构4，与收集提升结构4连接的好氧
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缺氧组合型人工湿地结构，以及与好氧
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缺氧组合型人工湿地结构连接的排水结构5，所述好氧
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缺氧组合型人工湿地结构包括好氧电解强化人工湿地结构2和缺氧电解强化人工湿地结构3，所述收集提升结构4、好氧电解强化人工湿地结构2、缺氧电解强化人工湿地结构3和排水结构5依次连接，所述收集提升结构4将河道1待处理污水排入好氧电解强化人工湿地结构2处理，然后流经缺氧电解强化人工湿地结构3处理，最后经排水结构5排入河道1。
28.进一步地，如图2所示，所述的好氧电解强化人工湿地结构2为氧化塘型人工湿地，其包括与收集提升结构4连接的第一进水口21、与第一进水口21连接的塘体结构28和与塘体结构28连接的第一出水口22，所述的塘体结构28内设置有第一电解强化系统、塘体水草27和水下纳米曝气设备26，塘体结构28上部种有水面漂浮植物25，以起到景观美化作用，并加强对氮磷的吸收降解。该氧化塘型人工湿地以塘体水草27为微生物的附着生长介质，并安装有水下曝气的纳米曝气系统26，从河道中收集的有机质、氨氮和总磷超标的污水经好氧电解强化人工湿地结构2处理后氨氮基本转化为硝态氮，然后进入下一级缺氧电解强化人工湿地结构3进行处理，脱除氮磷。
29.进一步地，所述的第一电解强化系统包括一个设置于塘体结构28外部的第一稳压电源23和根据塘体结构28大小布设的第一电极系统24；所述的第一电极系统24以石墨毡为阴极和阳极，通过第一稳压电源23采用220v民用电进行电力的持续供给，阳极和阴极的布置方式为每隔30
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50cm距离布设一对阳极和阴极，阳极和阴极的间距为5
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10cm；而且在电解强化时，可根据不同的需要进行阴阳极的选择和更换，以适应水质净化的需求。
30.进一步地，所述的第一进水口21和第一出水口22均设置于塘体结构28的上部，并且第一进水口21和第一出水口22在塘体结构28上相对设置。
31.进一步地，如图3所示，所述的缺氧电解强化人工湿地结构3为下行式垂直流深床湿地，其包括与好氧电解强化人工湿地结构2连接的第二进水口31、与第二进水口31连接的滤料单元33和与滤料单元连接的第二出水口32，所述的滤料单元33内设置有第二电解强化
系统，滤料单元33的上部种植鸢尾、再力花、莎草等挺水花卉植物36，促进氮磷吸收的同时，加强对氮的脱除和起到景观美化作用。
32.进一步地，所述的第二电解强化系统包括一个设置于滤料单元33外部的第二稳压电源35和设置于滤料单元33内部的第二电极系统34；所述的第二电极系统34以铁和碳纤维为阳极，以碳纤维电极为阴极，通过第二稳压电源35采用220v民用电进行电力的持续供给，阳极和阴极的布置方式为每隔30
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50cm距离布设一对阳极和阴极，阳极和阴极的间距为5
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10cm；而且在电解强化时，可根据不同的需要进行阴阳极的选择和更换，以适应水质净化的需求；电极长度与填充层相当，以充分提高电极面积，提供充足的电子供给，利用脱氮反应的进行。
33.进一步地，所述的滤料单元33包括从上至下依次设置的生物质炭层331、陶粒层332、火山石层333和沸石层334，起到过滤悬浮物、促进氮磷的吸收、提供微生物附着生长的基质的作用，经过下行式垂直流深床湿地过滤后，水体中的悬浮固体得到去除，出水清澈无异味，水质可以优于地表iv水水质标准。
34.进一步地，所述的第二进水口31设置于滤料单元33的上部，接受从好氧电解强化人工湿地结构2的出水作为进水，所述的第二出水口32设置于滤料单元33的下部，并且第二进水口31和第二出水口32在塘体结构28上相对设置，所述的第一进水口21、第二进水口31、第一出水口22、第二出水口32上均设置有阀门6。
35.进一步地，所述的收集提升结构4包括水泵和管道，连接河道和好氧
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缺氧组合型人工湿地结构，将入河排口的混流污水或初期雨水收集后经由人工湿地结构对悬浮颗粒物、cod和氮磷净化处理。
36.进一步地，所述的排水结构5包括水泵和管道，连接好氧
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缺氧组合型人工湿地结构和河道，将经由人工湿地结构对悬浮颗粒物、cod和氮磷净化处理后的水再排入河道。在具体使用过程中，可在河道内设置排口的截流结构、水泵及管道/管线，将排口流水引入至利用电解强化的河道污染旁路净化系统进行净化处理后再由排水结构5排入河道。
37.运行时，本实用新型的净化系统从截流排口抽水至好氧电解强化人工湿地结构2，经氧化后将氨氮转化为硝态氮，并降解水体中cod；经好氧电解强化人工湿地结构2流至缺氧电解强化人工湿地结构3，可同时过滤悬浮物、和去除氮磷，最终净化后的水由下部的排水结构5进入河道。