61 ] 本系统处理后的净化水经检查:NH3-N为I?2mg/L ； TN为2?3mg/L ； COD为12?15mg/L ；电导率为223?246yS/cm。所述净化水满足污水综合排放标准GB8978-1996。
[0062]本【具体实施方式】与现有技术相比具有如下优点:
本【具体实施方式】的预处理系统采用格栅22与CDI装置3处理污水，能去除污水中较大漂浮物并进行脱盐去离子净化处理，且对CDI装置3脱得盐分进行回收，避免了二次污染。由于本【具体实施方式】中的电极阳极25和电极阴极29可以再生重复使用，降低了制造成本，且电极阳极25和电极阴极29再生过程无需酸碱，减少了二次污染;本【具体实施方式】加入了阳离子交换膜24与阴离子交换膜31，大大提高了电极的吸附性能。
[0063]本【具体实施方式】的复合垂直流人工湿地系统的土壤层11为园林废弃物堆肥产品与当地土壤按照体积比为(10?20):1混合而成，与一般土壤相比具有比重小、有机质含量高、通气性和保水性好的特点，能有效解决湿地土壤层11的堵塞问题。沸石层12对氨氮具有极强的选择吸附性，可快速截留污水中的氨态氮。由于沸石具有巨大的比表面积，是一种理想的微生物载体，且本【具体实施方式】的土壤层11的存在能为沸石层12提供大量的溶解氧，因此在沸石层12中存在大量的硝化细菌和氨化细菌能够促进氨氮的硝化。其次，未经过土壤层11拦截的有机污染物再次进入沸石层12时，经过氨化细菌和硝化细菌的生化反应，会进一步促进氨氮的硝化作用。另一方面，经过沸石层12处理过的污水含有大量的硝态氮和磷，在本【具体实施方式】的生物陶粒层13和碎石层17由于溶解氧浓度的逐渐降低，存在大量的反硝化细菌，促进了污水中氮的去除，其次由于生物陶粒层13的生物陶粒具有强度大、孔隙率大、比表面积大、化学稳定性好、密度适宜和生物附着性强等特点大大节省了生物陶粒层13的材料，并且能附着生长大量微生物，对磷的吸附作用强，对污水中磷的去除产生了重要作用。
[0064]复合垂直流人工湿地系统能滞留与分解污水中的颗粒状有机污染物，显著增加复合垂直流人工湿地系统中氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌及脲酶的数量，并活性高效去除污水中的有机物、氮、磷、悬浮物、微量元素及病原体等。
[0065]因此，本【具体实施方式】具有环境友好、能有效解决湿地土壤层堵塞与饱和、脱氮除磷效果好和脱盐效果好的特点。
【主权项】
1.一种基于⑶I的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于:所述复合型人工湿地脱盐系统由预处理系统和复合垂直流人工湿地系统组成;预处理系统包括第一加压栗(23)、流量计(I)、格栅(22)、CDI装置(3)、电导率仪(21)、水箱(20)、第二加压栗(19)和晒盐板(9);第一加压栗(23)的进水口通过管道与待处理污水相通，第一加压栗(23)的出水口通过管道与格栅(22)的进水口相通，格栅(22)的进水口处设有流量计(I)，格栅(22)的出水口通过管道与第一截止阀(2)的进水口相通，第一截止阀(2)的出水口与⑶I装置(3)的进水口相通，CDI装置(3)的出水口通过管道与第二截止阀(5)的进水口和第三截止阀(4)的进水口相通;第三截止阀(4)的出水口与复合垂直流人工湿地的进水口相通，进水口位于复合垂直流人工湿地的上部;第二截止阀(5)的出水口与水箱(20)的进水口相通，水箱(20)的出水口通过管道与第二加压栗(19)的进水口相通，第二加压栗(19)的出水口与晒盐板(9)的进水口相通； 所述复合垂直流人工湿地系统为:在人工湿地的底部和四侧设有防渗层(18)，从人工湿地的底部防渗层(18)向上依次设有碎石层(17)、生物陶粒层(13)、沸石层(12)和土壤层(11)，碎石层(17)、生物陶粒层(13)、沸石层(12)和土壤层(11)的高度依次为15?20cm、30?40cm、30?40cm和15?20cm ； 土壤层(11)的上方固定有晒盐板(9)，土壤层(11)种植有水生植物(10); 在人工湿地沿左右方向均匀地设有2n道隔墙，2n道隔墙将人工湿地分隔为2n+l个垂直流处理池(7)，(η为I?3的自然数)，每道隔墙间的距离为3~8m;其中:顺序号为奇数道的隔墙为高水位隔墙(8)，高水位隔墙(8)位于土壤层(11)、沸石层(12)和生物陶粒层(13)间，高水位隔墙(8)两侧的垂直流处理池(7)的底部相连通;顺序号为偶数道的隔墙为低水位隔墙(16)，低水位隔墙(16)位于沸石层(12)、生物陶粒层(13)和碎石层(17)间，低水位隔墙(16)两侧的垂直流处理池(7)的上部相连通； 第一个垂直流处理池的土壤层(11)设有布水管(6)，布水管(6)与复合垂直流人工湿地的进水口相通;最后一个垂直流处理池的碎石层(17)的底部设有集水管(15)，集水管(15)通过复合垂直流人工湿地的出水口与第四截止阀(14)的进水口相通。2.根据权利要求1所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述CDI装置(3)的结构是:壳体(28)的底板和顶板对称地开有2?8个安装槽，2?8个安装槽均匀设置，每个安装槽装有绝缘隔板(26)，第一个和最后一个绝缘隔板(26)紧靠壳体(28)左侧和右侧对应的内壁；除最后一个绝缘隔板(26)外的每个绝缘隔板(26)的右侧面紧贴有电极阳极(25)，靠近电极阳极(25)的另一侧面设有阳离子交换膜(24);除第一个绝缘隔板(26)外的每个绝缘隔板(26)的左侧面紧贴有电极阴极(29)，靠近电极阴极(29)的另一侧面设有阴离子交换膜(31);每个电极阳极(25)与电源(30)的正极连接，每个电极阴极(29)与电源(30)的负极连接；电源(30)的直流电压为1.5?1.9V;壳体(28)的进水口(27)和出水口(32)与对应的第一个绝缘隔板(26)和最后一个绝缘隔板(26)的过水口相通，顺序号为奇数的绝缘隔板(26)的靠近上端处设有过水口，顺序号为偶数的绝缘隔板(26)的靠近下端处设有过水口；电导率仪(21)的取样接头穿过壳体(28)底部固定在CDI装置(3)内部的过水通道中。3.根据权利要求2所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述电极阳极(25)和电极阴极(29)均为纳米锆渗碳电极，纳米锆渗碳电极是将厚度为0.2?Imm的锆板经砂纸打磨，抛光，电化学阳极氧化，碳包，磁控溅射碳纳米管，得到纳米锆渗碳电极;所述碳纳米管直径为2?60nm。4.根据权利要求2所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述阳离子交换膜(24)和阴离子交换膜(31)为均相离子交换膜。5.根据权利要求2所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述绝缘隔板(26)的厚度为4?1mm;所述绝缘隔板(26)和壳体(28)的材质为PVC塑料板、ABS塑料板和有机玻璃板中的一种。6.根据权利要求1所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述晒盐板(9)的厚度为6.0?20mm，安装倾角为5?15° ;所述晒盐板(9)的材质为PVC、HIPS、PC塑料板中的一种。7.根据权利要求1所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述水生植物(10)为香蒲、美人蕉、灯心草或芦苇中的一种以上。8.根据权利要求1所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述防渗层(18)的材料为经化学处理过的土壤、土工膜或沥青中的一种；隔墙与防渗层(18)的材料相同。9.根据权利要求1所述的基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统，其特征在于所述土壤层(11)的土壤为园林废弃物堆肥产品与土壤的混合物;其中，园林废弃物堆肥产品与土壤的体积比为(10?20):1。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CDI的复合型人工湿地脱盐系统。其技术方案是：所述复合型人工湿地脱盐系统中的预处理系统和复合垂直流人工湿地系统通过管道连接。预处理系统是：格栅(22)的进水口处和出水口通过管道与对应的第一加压泵(23)的进水口和CDI装置(3)的进水口相通，CDI装置(3)的出水口通过管道分别与复合垂直流人工湿地的进水口和晒盐板(9)的进水口相通。复合垂直流人工湿地系统底部防渗层(18)向上依次设有碎石层(17)、生物陶粒层(13)、沸石层(12)和土壤层(11)，在人工湿地沿左右方向均匀地分隔为2<i>n</i>+1个垂直流处理池(7)，垂直流处理池(7)间的上部和底部错开连通。本发明环境友好、能有效解决湿地土壤层堵塞与饱和、脱氮除磷效果好和脱盐效果好。
【IPC分类】C02F9/14
【公开号】CN105541020
【申请号】CN201511014638
【发明人】王黎, 雷蕾, 赵凤云, 孙杨, 胡宁, 王捷, 孙义, 程诚, 刘森
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月31日