一种用于降解新兴污染物的微环境系统及构建方法与流程

文档序号:20778891发布日期:2020-05-19 21:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于降解新兴污染物的微环境系统,包括厌氧折流板反应器(1)、垂直流人工湿地(2)以及水平潜流人工湿地(3),其特征在于:所述厌氧折流板反应器(1)为双层结构,外层为热水循环区域,内部为反应区域,在反应区域内部填充改性纤维球填料(12),所述热水循环区域的一侧通过热水循环管(10)与热水循环泵(7)连接,热水循环泵(7)通过热水循环管(10)与恒温水槽(5)的出水口连接,热水循环区域的另一侧通过热水循环管(10)与恒温水槽(5)的进水口连接;反应区域的一侧通过水管(8)依次与进水泵(6)和进水箱(4)连接,反应区域的另一侧通过水管(8)依次与垂直流人工湿地(2)以及水平潜流人工湿地(3)连接;所述垂直流人工湿地(2)根据水流方向分为下行流湿地和上行流湿地,在垂直流人工湿地(2)内部从下至上依次填充有垫层(13)和填料(14),在填料(14)上部种植有水生植物(15),在垫层(13)的底部布置有曝气管(19),所述曝气管(19)通过气体收集管(9)与进气蠕动泵(17)的出口端连接,进气蠕动泵(17)的进口端通过气体收集管(9)与厌氧折流板反应器(1)的反应区域顶部连接;所述水平潜流人工湿地(3)的左右两侧填充有垫层(13),中间部分填充填料(14),在填料(14)上栽种有水生植物(15)。

2.根据权利要求1所述的用于降解新兴污染物的微环境系统,其特征在于:所述反应区域的顶部连接有气体收集管(9),在气体收集管(9)上分别安装有阀门(11)和甲烷监测仪(16)。

3.根据权利要求1所述的用于降解新兴污染物的微环境系统,其特征在于:所述反应区域内部分为四个反应腔,并在各个反应腔内填充有改性纤维球填料(12),改性纤维球填料(12)的直径为30~50mm。

4.根据权利要求1所述的用于降解新兴污染物的微环境系统,其特征在于:所述填料(14)为砾石,粒径为2~4mm;所述垫层(13)为卵石,粒径为10~15mm。

5.根据权利要求1所述的用于降解新兴污染物的微环境系统,其特征在于:所述水生植物(15)的种植密度为0.02~0.03m2/棵,幼苗高度为15~30cm。

6.一种基于权利要求1~5任意一项所述的用于降解新兴污染物的微环境系统的构建方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤一:向厌氧折流板反应器(1)的反应区域内加入比例为1:3的污泥和废水,同时向垂直流人工湿地(2)以及水平潜流人工湿地(3)中加入比例为1:6污泥和废水,静置2~3天,进行微生物挂膜,厌氧折流板反应器(1)密封,同时对三个反应装置进行遮光处理,避免藻类生长;

步骤二:挂膜阶段结束后,启动进水泵(6),厌氧折流板反应器(1)正常进水,且整个装置连续运行的水力停留时间范围为24~72h;经过一段时间的培养,使厌氧折流板反应器(1)内开始产生甲烷,然后启动进气蠕动泵(17),开始对垂直流人工湿地(2)曝气;曝气方式为,将厌氧折流板反应器(1)产生的甲烷与空气混合成低浓度的甲烷混合气体,再经进气蠕动泵(17)加压送入垂直流人工湿地(2)下行流湿地底部,并通过气体单向阀(18)控制气体流向,进气流量控制在20~50ml/min;同时,通过甲烷监测仪(16)在线检测甲烷浓度;

步骤三:检测水平潜流人工湿地(3)出水的氨氮、cod、总磷及抗生素的浓度,观察系统的稳定性以及对新兴污染物的去除情况;

步骤四:系统运行一段时间后,计算系统对甲烷的消耗量并分析系统对新兴污染物的降解效率,根据实际情况调整进气流量和浓度;

步骤五:系统运行稳定后,观察各个填料(14)表面微生物的生长情况和微生物的形态,观察水生植物(15)根系不同部位微生物的形态,并采用16srrna高通量测序分析微生物种群结构,分析植物根系-甲烷氧化菌微环境系统的构建情况。

7.根据权利要求6所述的用于降解新兴污染物的微环境系统的构建方法,其特征在于:系统运行时,启动恒温水槽(5)来控制厌氧折流板反应器(1)的反应温度,使反应温度范围为30~35℃,运行过程中需向恒温水槽(5)内及时补充热水。

8.根据权利要求6所述的用于降解新兴污染物的微环境系统的构建方法,其特征在于:所述污泥来自城镇污水处理厂浓缩池,污泥的浓度为8~10g/l。


技术总结
本发明提供一种用于降解新兴污染物的微环境系统及构建方法,该系统包括厌氧折流板反应器、垂直流人工湿地以及水平潜流人工湿地,所述厌氧折流板反应器为双层结构,外层为热水循环区域,内部为反应区域,在反应区域填充改性纤维球填料,所述垂直流人工湿地和水平潜流人工湿地中填充填料和垫层并栽种根系发达的水生植物。本发明利用厌氧折流板反应器产生的甲烷与空气形成的低浓度甲烷混合气体加压通入垂直流人工湿地底部,构建人工湿地植物根系‑甲烷氧化菌微环境,甲烷氧化菌氧化甲烷所产生的甲烷单加氧酶能够实现对新兴污染物的降解,降低污染物进入环境带来的环境风险,具有显著的经济效益和环境效益。

技术研发人员:李彦澄;刘邓平;李江;吴攀;吕杨;钟雄
受保护的技术使用者:贵州大学
技术研发日:2020.02.24
技术公布日:2020.05.19
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