CN117401859A - 一种节能减碳型村镇污水处理系统 - Google Patents

一种节能减碳型村镇污水处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及尾水处理技术领域，具体涉及一种节能减碳型村镇污水处理系统，该系统包括微电解部和复合部，其中，微电解部内部设置有淤泥收集区、曝气区、搅拌区、均流区、铁碳填料区和絮体收集区；复合部包括阳极段和阴极段，两者顶部种植水生植物，底部则通过过渡区相互连通。阳极段和阴极段内设有不同种类的填料和电极以形成微生物燃料电池，其中的阳极电极区分别与第一阴极电极区和第二阴极电极区形成第一回路和第二回路。本发明旨在解决村镇污水处理系统处理效率低、能源消耗高等问题，通过结合微电解和微生物燃料电池的作用，实现了污水的高效处理，且无需消耗外部能源和电力，节能减碳效果显著。

Description

一种节能减碳型村镇污水处理系统
技术领域
本申请涉及污水处理技术领域，特别涉及一种节能减碳型村镇污水处理系统。
背景技术
随着农村饮水安全工程建设的实施，村镇居民的饮水安全保障水平显著提升、饮水条件得到极大地改善。目前，村镇居民的饮水安全问题基本得到解决，但随之而来的是生活污水的排放量日益增加。
不同于城市污水具有较为完善的收集系统和处理设施，村镇污水大多缺少充足的污水处理设施和污水收集管网，部分偏远地区的生活污水甚至未经任何处理而随意排入沟渠、河流等，村镇居民的饮水安全和身体健康面临威胁和风险，村镇污水治理任务十分艰巨。据分析，村镇污水具有以下两个突出特点：
一是水质特性：村镇地区排放的污水主要包括家庭生活污水、农村生活污水和农田排水等。其中，家庭生活污水主要来自于厨房、洗浴、洗衣等家庭生活活动，主要含有有机物、营养物和油脂等。农村生活污水主要来自于农村居民的生活用水，包括饮用水、洗涤水和厕所冲洗水等。农田排水则包括农田灌溉和农田排水，其中含有农药、化肥和土壤颗粒等。因此，村镇污水成分相对城市污水较为单一，有机物和氮磷含量较高。目前，常见的村镇污水处理方法包括利用人工湿地和滤池等，前者净化效果好，但建设和维护成本较高，且易受季节和气候等因素的影响，后者投入成本较低，但其中的滤料易堵塞，需定期清理和更换，且对污水中的营养物去除效果较差。
二是水量特性：村镇地区污水水量因受到人口密度、经济发展水平和农业活动等因素的影响而具有总体水量较小、呈季节性变化等特点。其中，农田灌溉和农田排水会导致污水水量在农作物生长季节增加，在冬季或非农作物生长季节，污水水量可能相对较少，而现有的村镇污水处理设施通常难以适应水量变化，运营难度较大。另外，村镇的地理位置分布特点造成污水的收集相对分散，因而其污水处理设施的建设和运营成本相对较高。
因此，亟需开发一种高效、节能低碳的村镇污水处理技术。
发明内容
为解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种节能减碳型村镇污水处理系统，解决了现有技术中村镇污水处理系统处理效率低、能源消耗高等难题，实现了对村镇污水的高效净化，净化过程节能低碳。
本发明提供了一种节能减碳型村镇污水处理系统，包括依进水方向设置的微电解部和复合部，其中，所述微电解部一侧的底部设置有进水端，所述微电解部另一侧的顶部与所述复合部一侧的顶部连通，所述复合部另一侧设置有出水端；
所述微电解部为一封闭池体，其内部包括从下到上依次设置的淤泥收集区、曝气区、搅拌区、均流区和铁碳填料区；
其中，所述进水端端口设置于所述微电解部底部池壁上，并位于所述淤泥收集区和所述曝气区之间；所述曝气区内布设有管式曝气器；所述搅拌区内设置有叶轮搅拌机；所述均流区内设置有均流板，所述均流板呈多孔状；所述铁碳填料区内设置有若干个铁碳填料单元，所述铁碳填料单元为镂空状盒体，其内装填有铁碳颗粒填料；
所述微电解部还包括絮体收集区，所述絮体收集区贯穿所述铁碳填料区、所述均流区和所述曝气区，所述絮体收集区的一侧端口封闭并与所述铁碳填料区的顶部齐平，另一侧端口延伸至所述淤泥收集区中并与其相互连通；
所述复合部包括分隔的阳极段和阴极段，所述阳极段和所述阴极段的顶部均种植有水生植物，所述阳极段和所述阴极段的底部共同设置有一过渡区并通过其相互连通；
其中，所述阳极段包括从上到下依次设置的第一阳极填料区、第二阳极填料区、阳极电极区和第三阳极填料区；所述第一阳极填料区、所述第二阳极填料区和所述第三阳极填料区内分别填设有沸石填料、固定化菌藻填料和活性炭填料；所述阳极电极区内设置有若干根碳毡电极，相邻的所述碳毡电极间通过金属网连接；所述第一阳极填料区的顶部布设有用于连通所述微电解部与所述复合部的连接管，所述连接管呈多孔状且其进水一侧端口设置于所述铁碳填料区上方；
所述阴极段，包括从下到上依次设置的第一阴极填料、第二阴极填料区、第一阴极电极区、第三阴极填料区和第二阴极电极区；所述第一阴极填料区、所述第二阴极填料区和所述第三阴极填料区内分别填设有活性炭填料、固定化菌藻填料和沸石填料；所述第一阴极电极区内设置有若干根泡沫镍电极，相邻的所述泡沫镍电极间通过金属网连接；所述第二阴极电极区内设置有若干根强化碳毡电极，相邻的所述强化碳毡电极间通过金属网连接；
所述阳极电极区与所述第一阴极电极区通过导线连接以形成第一回路，所述第一回路上并联连接有储电装置和第二保护电阻；所述阳极电极区与所述第二阴极电极区通过导线连接以形成第二回路，所述第一回路和所述第二回路上共同连接有第二保护电阻和储电装置，所述第二保护电阻和所述储电装置并联连接；所述第一回路和所述第二回路上分别设置有第一开关和第二开关，用以分别连接或切断所述第一回路和所述第二回路；
所述出水端包括第一出水口和第二出水口，所述第一出水口和所述第二出水口分别设置于所述第二阴极电极区和所述第二阴极填料区一侧的池壁上。
进一步的，所述储电装置与所述管式曝气器和所述叶轮搅拌机电性连接。
进一步的，所述铁碳填料区顶部和底部的所述铁碳填料单元共同串联连接有第一保护电阻和电流电压表。
进一步的，相邻的所述铁碳填料单元间设置有连接柱并通过其相互连通，所述连接柱内填设有铁碳填料。
进一步的，所述铁碳填料区内还设置有反冲洗管，所述反冲洗管的一端贯穿每一所述铁碳填料单元和每一所述连接柱，另一端与所述微电解部的外部连通。
进一步的，所述铁碳填料单元的盒体顶部具有微孔状坡面，其坡度为5°～10°。
进一步的，所述淤泥收集区呈倒圆台状。
进一步的，所述强化碳毡电极的表面为二氧化锰电镀层。
进一步的，所述第二阳极填料区和所述第二阴极填料区内分别设置有第一缓释瓶和第二缓释瓶，所述第一缓释瓶和所述第二缓释瓶均为具有渗透能力的圆肚细颈状陶瓷瓶。
进一步的，所述第一缓释瓶的瓶身置于第二阳极填料区中部，其瓶口抵靠于所述第一填料区底部；所述第二缓释瓶的评审置于所述第二阴极填料区底部。
有益效果：
由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了一种节能减碳型村镇污水处理系统，包括微电解部和复合部，其中的微电解部能够形成的无数个微观电池，其产生的微电解作用能够高效去除污染物，而复合部则结合了人工湿地和微生物燃料电池，能够根据村镇污水水质特性和水量特性相应进行调整运行状态，兼具了人工湿地的污染负荷能力以及燃料电池的高效处理能力和产蓄电能力，对污水的处理高效稳定，系统整体低碳节能。
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
图1为本申请实施例提供的节能减碳型村镇污水处理系统的剖视图。
图2为本申请实施例提供的铁碳填料单元的俯视图。
图3为本申请实施例提供的电池回路图。
图4为本申请实施例提供的铁碳填料区的结构示意图。
图中，各附图标记的含义如下：
微电解部1000、淤泥收集区1010、曝气区1020、搅拌区1030、均流区1040、铁碳填料区1050、铁碳填料单元1051、第一保护电阻1052、电流电压表1053、连接柱1054、反冲洗管1055、絮体收集区1060；
复合部2000、阳极段2010、第一阳极填料区2011、第二阳极填料区2012、阳极电极区2013、第三阳极填料区2014、第一缓释瓶2015、阴极段2020、第一阴极填料区2021、第二阴极填料区2022、第一阴极电极区2023、第三阴极填料区2024、第二阴极电极区2025、第二缓释瓶2026、过渡区2030、连接管2040、储电装置2050、第二保护电阻2060、第一开关2070、第二开关2080；
进水端3000、第一出水口4000、第二出水口5000。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件一定具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
相对于城市，由于经济条件和技术限制，村镇的污水处理设施相对简单或者缺乏，村镇的污水处理技术相对滞后，很多地方仍然采用传统的污水处理方式，如简易沼气池、人工湿地等，这些方法多存在处理效率较低或处理效果不佳等问题。另外，因生活习惯、经济水平和农业活动等的影响，村镇生活污水的水量较小且变化系数大，而现有的村镇污水处理设施通常难以适应水量变化，运营难度较大。同时，村镇的地理位置分布特点造成污水的收集相对分散，因而其污水处理设施的建设和运营成本相对较高。
本发明的实施例提供了一种节能减碳型村镇污水处理系统，能够对村镇污水的高效净化，净化过程节能低碳。
参照图1，该系统包括依进水方向设置的微电解部1000和复合部2000，其中，所述微电解部1000一侧的底部设置有进水端3000，所述微电解部1000另一侧的顶部与所述复合部2000一侧的顶部连通，所述复合部2000另一侧设置有出水端。
参照图1，所述微电解部1000为一封闭池体，其内部包括从下到上依次设置的淤泥收集区1010、曝气区1020、搅拌区1030、均流区1040和铁碳填料区1050。
其中，所述进水端3000端口设置于所述微电解部1000底部池壁上，并位于所述淤泥收集区1010和所述曝气区1020之间，所述进水端3000连接村镇污水收集管网；所述曝气区1020内布设有管式曝气器，所述管式曝气器在运行时，其中的曝气管能够产生大量的气泡；所述搅拌区1030内设置有叶轮搅拌机，其中的叶轮在旋转时能够产生较大的剪切力，以将污水中的固体颗粒物搅拌混合；所述均流区1040内设置有均流板，所述均流板呈多孔状。
参照图1，所述微电解部1000还包括絮体收集区1060，所述絮体收集区1060贯穿所述铁碳填料区1050、所述均流区1040和所述曝气区1020，所述絮体收集区1060的一侧端口封闭并与所述铁碳填料区1050的顶部齐平，另一侧端口延伸至所述淤泥收集区1010中并与其相互连通。
村镇生物污水从所述微电解部1000一侧底部的进水端3000进入其内，并依次流经所述曝气区1020、所述搅拌区1030和所述均流区1040。首先，在所述管式曝气器的作用下，污水中产生大量气泡。接着，经过叶轮搅拌机的充分搅拌和切割，污水达到气泡分布密度趋向一致的状态，与此同时，污水中的固体悬浮物在叶轮的离心作用下被甩入所述淤泥收集区1010内并逐渐沉积在其底部。随后，污水流经所述均流板，其中因叶轮搅拌而产生的涡流和旋流在此处被削弱，使得污水能够均匀稳定地流入所述铁碳填料区1050中。
参照图1和图4，所述铁碳填料区1050内设置有若干个铁碳填料单元1051，所述铁碳填料单元1051为镂空状盒体，其内装填有铁碳颗粒填料。在本实施例中，所述铁碳颗粒填料由铁精粉、精焦煤、金属催化剂、活性剂、融合催化剂等材料在数千度高温条件下采用微孔活化技术制成，其外形为黑色扁圆状颗粒物，直径为3cm～5cm。铁碳填料表面具有的丰富空隙结构能够吸附污水中的有机物、重金属等污染物质，此外，铁碳填料中的铁还具备氧化能力，能够将一些可溶性的有机物氧化为不溶性或难溶性的物质，因此，铁碳填料能够有效降解和去除污水中的各类有机物和有害物质。
除上述中的吸附作用和氧化作用外，本实施例中，还利用了铁碳填料的电化学作用对污水进行微电解处理。其中，铁碳微电解的原理是将铁屑(铁屑一般为铁-碳合金)和惰性碳粒(石墨、焦炭、活性炭、煤等)浸没在酸性污水中，由于电极电位差，污水中会形成无数的微型腐蚀电池(微观电池)。同时，铁屑和投加的碳颗粒又构成了无数的微型电解电极(宏观电池)，电位高的碳为阴极，电位低的铁为阳极。电解电极(宏观电池)与腐蚀电池(微观电池)在酸性溶液中构成无数的微型电解回路，因而被称作微电解反应。在铁阳极上，纯铁失去电子生成Fe2+进入溶液中，电子在电极电位差的作用下从阳极流向碳阴极。在阴极附近，溶液中的溶解氧吸收电子生成OH-。在偏酸性溶液中，阴极反应生成新生态氢，进而生成氢气从溶液中逸出，通过氧化还原作用、电化学富集作用、物理吸附作用、絮凝和沉淀作用、电子传递作用达到去除污染物的目的。
本实施例中，系统运行时，铁碳填料自身产生电位差并形成无数的原电池，原电池以污水作为电解质，通过阴阳极的放电形成对污水的电化学处理，对污水中有机物进行电化学降解，其中，阳极反应后生成的新生态Fe3+、Fe2+经碱(石灰)中和形成新生态的Fe(OH)2、Fe(OH)3，具有极强的吸附能力，能吸附污水中的悬浮物颗粒、部分有色物质以及微电解产生的部分不溶物，絮凝成团后依次落入所述絮体收集区1060和所述淤泥收集区1010内，最终在所述淤泥收集区1010底部沉积，后续定期对这些沉积物进行清理即可。本实施例中，参照图1和图4，所述铁碳填料单元1051的盒体顶部具有微孔状坡面，坡面光滑平整，其坡度为5°～10°，使絮体更易滑落至所述絮体收集区1060中。所述淤泥收集区1010呈倒圆台状的设置同理。
随着上述微电解过程的持续进行，铁碳填料也在持续消耗。因此，参照图1和图4，在本发明的某些实施例中，所述铁碳填料区1050顶部和底部的所述铁碳填料单元1051共同串联连接有第一保护电阻1052和电流电压表1053，其中，所述电流电压表1053可以显示所述铁碳填料形成原电池时的电流电压情况。当表中指针位于低位值，说明铁碳填料即将耗尽，需要及时补充新的铁碳填料，以保障系统的正常运行、确保其处理效果。
参照图1，所述复合部2000包括分隔的阳极段2010和阴极段2020，所述阳极段2010和所述阴极段2020的顶部均种植有水生植物，所述阳极段2010和所述阴极段2020的底部共同设置有一过渡区2030并通过其相互连通。
其中，所述阳极段2010包括从上到下依次设置的第一阳极填料区2011、第二阳极填料区2012、阳极电极区2013和第三阳极填料区2014；所述第一阳极填料区2011、所述第二阳极填料区2012和所述第三阳极填料区2014内分别填设有沸石填料、固定化菌藻填料和活性炭填料；所述阳极电极区2013内设置有若干根碳毡电极，相邻的所述碳毡电极间通过金属网连接；所述第一阳极填料区2011的顶部布设有用于连通所述微电解部1000与所述复合部2000的连接管2040，所述连接管2040呈多孔状且其进水一侧端口设置于所述铁碳填料区1050上方。
所述阴极段2020，包括从下到上依次设置的第一阴极填料、第二阴极填料区2022、第一阴极电极区2023、第三阴极填料区2024和第二阴极电极区2025；所述第一阴极填料区2021、所述第二阴极填料区2022和所述第三阴极填料区2024内分别填设有活性炭填料、固定化菌藻填料和沸石填料；所述第一阴极电极区2023内设置有若干根泡沫镍电极，相邻的所述泡沫镍电极间通过金属网连接；所述第二阴极电极区2025内设置有若干根强化碳毡电极，相邻的所述强化碳毡电极间通过金属网连接。
所述阳极电极区2013与所述第一阴极电极区2023通过导线连接以形成第一回路，所述第一回路上并联连接有储电装置2050和第二保护电阻2060；所述阳极电极区2013与所述第二阴极电极区2025通过导线连接以形成第二回路，所述第一回路和所述第二回路上共同连接有第二保护电阻2060和储电装置2050，所述第二保护电阻2060和所述储电装置2050并联连接。
所述出水端包括第一出水口4000和第二出水口5000，所述第一出水口4000和所述第二出水口5000分别设置于所述第二阴极电极区2025和所述第二阴极填料区2022一侧的池壁上。
本实施例中，所述复合部2000结合了人工湿地和微生物燃料电池，两者协同对污水进行净化。参照图1，由图可知，本实施例中，所述阳极段2010和所述阴极段2020均为垂直式潜流湿地，污水在湿地介质中垂直流动，与所述阳极段2010和所述阴极段2020顶部的植物根系和微生物共同作用下，通过吸附、沉淀、氧化还原、生物降解等过程，去除污染物和营养物质。微生物燃料电池则是通过两个电极(阳极和阴极)与中间的电解质隔开，阳极与微生物所处的废水或土壤中的有机物质接触。微生物在阳极上进行氧化代谢，将有机物质分解为电子、质子和二氧化碳等产物；电子通过外部电路流向阴极，与氧气和质子在阴极上发生还原反应，生成水。上述电子流动的过程即产生了电能。
结合上述微生物燃料电池产生电能的过程，参照图1，本实施例中，微生物燃料电池中的阳极，即所述阳极电极区2013设在了所述阳极段2010的底部，而微生物燃料电池中的阴极，则对应了所述第一阴极电极区2023和所述第二阴极电极区2025，两者分别设置在了所述阴极段2020的中部和顶部的位置处。其中，根据含氧量的不同，可将上述中的所述阳极段2010的底部、所述阴极段2020的中部和所述阴极段2020的顶部分为厌氧环境、微氧环境和好氧环境。
当污水进入系统后，污水中的有机废物作为微生物燃料电池的燃料，在阳极通过细菌的催化作用将其氧化，产生的电子通过位于细胞外膜的电子载体(例如细胞色素)传递到阳极，电子经外电路到达阴极，质子通过质子交换膜到达阴极，氧化剂在阴极室得到电子被还原，最终完成了氧化还原反应产生电流。在阴极进水含氧的情况下，氧和硝酸盐可共同用作为阴极电子受体，由于氧的还原电势较高，因此氧一般先于硝酸盐成为阴极的主要电子受体。在阴极溶解氧含量高时，硝酸盐去除量较少，但是此时产生的电势差较大，产生更多的电量。
参照图3，所述第一回路和所述第二回路上分别设置有第一开关2070和第二开关2080，用以分别连接或切断所述第一回路和所述第二回路，从而能够根据村镇污水水质来切换不同的回路获得不同的处理效果。
具体的，当村镇生活污水中氮污染物浓度较高时，断开所述第二开关2080以切断所述第二回路，所述储电装置2050停止电量存储，闭合所述第一开关2070，使电子全部流向所述第一阴极电极区2023。此时，由于所述第一阴极电极区2023所处环境即所述阴极段2020的中部为微氧环境，大量硝酸盐得到电子生成N2从而被去除。
当村镇生活污水中氮污染物浓度较低时，经过人工湿地本身即可消化时，可断开所述第一开关2070，闭合所述第二开关2080，使电子全部流向所述第二阴极电极区2025，使得所述第二回路在处理部分氮污染物的同时，所产生的大量电量被存储在所述储电装置2050中。
经上述设置，使得系统能够根据村镇污水呈季节性变化的水量特性相应进行调整运行状态，农忙时节排水量大增时高效去除污水中的氮污染物，农闲时节则储电为主、净化为辅，如此，既减少了对环境的污染，又实现了能源的可持续利用，达到节能减碳的效果。
在本发明的某些实施例中，所述储电装置2050与所述管式曝气器和所述叶轮搅拌机电性连接，使得上述中的微电解和微生物燃料电池均无需消耗外部的能源，通过所述储电装置2050即可提供提供所需电能，维持系统的正常运行。
参照图1和图2，在本发明的某些实施例中，相邻的所述铁碳填料单元1051间设置有连接柱1054并通过其相互连通，所述连接柱1054内填设有铁碳填料。另外，所述铁碳填料区1050内还设置有反冲洗管1055，所述反冲洗管1055的一端贯穿每一所述铁碳填料单元1051和每一所述连接柱1054，另一端与所述微电解部1000的外部连通。当系统运行一段时间后，所述铁碳填料中附着杂质较多、出现堵塞情况等。因此，需定期对铁碳填料进行反冲洗，以确保系统的正常运行。进行反冲洗时，需停止系统进水，而所述反冲洗管1055延伸至外部的一端连接水泵，水泵可利用所述储电装置2050供能以向管内进水，在水流冲刷作用下，所述铁碳填料单元1051和所述连接柱1054中的附着杂质被冲刷下去，堵塞情况得到缓解。
在本发明的某些实施例中，所述强化碳毡电极的表面为二氧化锰电镀层,使得强化碳毡电极较普通碳毡电极具备更优的电子接受能力。
在本发明的某些实施例中，所述第二阳极填料区2012和所述第二阴极填料区2022内分别设置有第一缓释瓶2015和第二缓释瓶2026，所述第一缓释瓶2015和所述第二缓释瓶2026均为具有渗透能力的圆肚细颈状陶瓷瓶，其内盛装有机物含量较高的污水。其中，所述第一缓释瓶2015的瓶身置于第二阳极填料区2012中部，其瓶口抵靠于所述第一填料区底部；所述第二缓释瓶2026的评审置于所述第二阴极填料区2022底部。
当污水进水量较为稳定时，系统正常运行，所述第二出水口5000为常闭状态，净化后的水从所述第一出水口4000排出。
当湿地处于落干期即湿地内的水体逐渐减少甚至完全干涸的时期，湿地不再进水，此时打开所述第二出水口5000，湿地内部的污水水位会保持在第二出水口5000位置，以此确保所述阳极电极区2013始终处于水封厌氧状态。而随着时间的推移，水中营养物逐渐减少，为维持厌氧产电细菌的生存，所述第一缓释瓶2015中的营养水缓慢渗透出来，使得湿地再次启动时，所述阳极电极区2013的产电微生物仍然保持最大活性。所述第二缓释瓶2026的设置及其对所述第一阴极电极区2023的作用同理，在此不作赘述。需说明的是，所述第二阴极电极区2025由于处于植物根际区，该处的微生物可受到根际的保护和营养供给，受落干期的影响较小，可忽略不计，因而无需进行额外补给。
上述实施例中的技术方案提供的一种节能减碳型村镇污水处理系统，将微电解工艺、人工湿地和微生物燃料电池相结合，实现了对村镇污水的高效净化，净化过程节能低碳。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种节能减碳型村镇污水处理系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，包括依进水方向设置的微电解部和复合部，其中，所述微电解部一侧的底部设置有进水端，所述微电解部另一侧的顶部与所述复合部一侧的顶部连通，所述复合部另一侧设置有出水端；
所述微电解部为一封闭池体，其内部包括从下到上依次设置的淤泥收集区、曝气区、搅拌区、均流区和铁碳填料区；
其中，所述进水端端口设置于所述微电解部底部池壁上，并位于所述淤泥收集区和所述曝气区之间；所述曝气区内布设有管式曝气器；所述搅拌区内设置有叶轮搅拌机；所述均流区内设置有均流板，所述均流板呈多孔状；所述铁碳填料区内设置有若干个铁碳填料单元，所述铁碳填料单元为镂空状盒体，其内装填有铁碳颗粒填料；
所述微电解部还包括絮体收集区，所述絮体收集区贯穿所述铁碳填料区、所述均流区和所述曝气区，所述絮体收集区的一侧端口封闭并与所述铁碳填料区的顶部齐平，另一侧端口延伸至所述淤泥收集区中并与其相互连通；
所述复合部包括分隔的阳极段和阴极段，所述阳极段和所述阴极段的顶部均种植有水生植物，所述阳极段和所述阴极段的底部共同设置有一过渡区并通过其相互连通；
其中，所述阳极段包括从上到下依次设置的第一阳极填料区、第二阳极填料区、阳极电极区和第三阳极填料区；所述第一阳极填料区、所述第二阳极填料区和所述第三阳极填料区内分别填设有沸石填料、固定化菌藻填料和活性炭填料；所述阳极电极区内设置有若干根碳毡电极，相邻的所述碳毡电极间通过金属网连接；所述第一阳极填料区的顶部布设有用于连通所述微电解部与所述复合部的连接管，所述连接管呈多孔状且其进水一侧端口设置于所述铁碳填料区上方；
所述阴极段，包括从下到上依次设置的第一阴极填料、第二阴极填料区、第一阴极电极区、第三阴极填料区和第二阴极电极区；所述第一阴极填料区、所述第二阴极填料区和所述第三阴极填料区内分别填设有活性炭填料、固定化菌藻填料和沸石填料；所述第一阴极电极区内设置有若干根泡沫镍电极，相邻的所述泡沫镍电极间通过金属网连接；所述第二阴极电极区内设置有若干根强化碳毡电极，相邻的所述强化碳毡电极间通过金属网连接；
所述阳极电极区与所述第一阴极电极区通过导线连接以形成第一回路，所述第一回路上并联连接有储电装置和第二保护电阻；所述阳极电极区与所述第二阴极电极区通过导线连接以形成第二回路，所述第一回路和所述第二回路上共同连接有第二保护电阻和储电装置，所述第二保护电阻和所述储电装置并联连接；所述第一回路和所述第二回路上分别设置有第一开关和第二开关，用以分别连接或切断所述第一回路和所述第二回路；
所述出水端包括第一出水口和第二出水口，所述第一出水口和所述第二出水口分别设置于所述第二阴极电极区和所述第二阴极填料区一侧的池壁上。
2.如权利要求1所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述储电装置与所述管式曝气器和所述叶轮搅拌机电性连接。
3.如权利要求1所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述铁碳填料区顶部和底部的所述铁碳填料单元共同串联连接有第一保护电阻和电流电压表。
4.如权利要求1所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，相邻的所述铁碳填料单元间设置有连接柱并通过其相互连通，所述连接柱内填设有铁碳填料。
5.如权利要求4所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述铁碳填料区内还设置有反冲洗管，所述反冲洗管的一端贯穿每一所述铁碳填料单元和每一所述连接柱，另一端与所述微电解部的外部连通。
6.如权利要求1所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述铁碳填料单元的盒体顶部具有微孔状坡面，其坡度为5°～10°。
7.如权利要求1所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述淤泥收集区呈倒圆台状。
8.如权利要求1所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述强化碳毡电极的表面为二氧化锰电镀层。
9.如权利要求1所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述第二阳极填料区和所述第二阴极填料区内分别设置有第一缓释瓶和第二缓释瓶，所述第一缓释瓶和所述第二缓释瓶均为具有渗透能力的圆肚细颈状陶瓷瓶。
10.如权利要求9所述的节能减碳型村镇污水处理系统，其特征在于，所述第一缓释瓶的瓶身置于第二阳极填料区中部，其瓶口抵靠于所述第一填料区底部；所述第二缓释瓶的评审置于所述第二阴极填料区底部。
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