CN101941777A - 一种水网地区村镇污水处理与水环境生态修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种污水处理技术领域中水网地区村镇污水处理与水环境生态修复方法,将宽度B=6m-14m缓流纳污河浜分隔成长度为R1=40m-150m的水生植物净化沟I段、长度为R2=15m-40m的河浜原位增氧段、长度为R3=10m-50m的人工水草载体生物膜系统段、长度为R4=20m-250m的水生植物净化沟II段、长度为R5=80m-200m的生态护岸和灌溉与排涝调水系统段和调节水闸段6个连续的不同区段作为污水处理单元;通过对原有废弃缓流纳污河浜进行改造,将其变成村镇污水处理设施,实现了污水处理与村镇水环境生态修复,节约土地资源,回用的废水可用于养殖和灌溉;投资小,管理维护便捷,运行费用低。

Description

一种水网地区村镇污水处理与水环境生态修复方法
技术领域
[0001] 本发明属于污水处理技术领域,具体涉及村镇污水处理与农村水环境生态修复。 背景技术
[0002] 江南水网地区,人们习惯上将不以通航功能为主、而与农业生产和百姓日常生活 息息相关的小河流(或人工小水渠)称为“河浜”。由于近年来农村城市化水平提高,村镇 经济迅速发展,村镇工业、规模化高效农业和水厂养殖业快速发展,工业污水、生活废水、养 殖业和农业排水量急剧增大,造成大量氮、磷、COD等污染物排入村镇周边河浜,使河浜受到 污染,例如:河水变黑、发臭、水体严重营养化。由于河浜污染和淤积严重,多数河浜现已失 去原有功能,成为缓流纳污河浜。
[0003] 我国南方村镇一般均沿河浜两岸建设,两岸居民均将河浜作为生活用水的水塘, 家庭生活所产生污水就近排入河浜,因而使得村镇污水收集管网和污水收集系统建造十分 困难,这也是造成水网地区村镇污水处理难以实施的一大原因。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为解决水网地区村镇污水处理与水环境生态破坏问题而提出的 一种以缓流纳污河浜作为污水生物处理载体,集河浜污水处理、河浜生态护岸、抗旱灌溉、 防洪排涝于一体的村镇污水处理与农村水环境生态修复新方法,在不建设村镇污水收集管 网和污水收集系统的前提下治理农业及农田排水、养殖废水、乡镇工业排放尾水和生活污 水,使其达标或排放,减轻水体污染负荷,实现废水回用。
[0005] 本发明采用的技术方案是:将宽度B = 6m-14m缓流纳污河浜分隔成长度为Rl = 40m-150m的水生植物净化沟I段、长度为R2 = 15m-40m的河浜原位增氧段、长度为R3 = 10m-50m的人工水草载体生物膜系统段、长度为R4 = 20m-250m的水生植物净化沟II段、长 度为R5 = 80m-200m的生态护岸和灌溉与排涝调水系统段和调节水闸段6个连续的不同区 段作为污水处理单元;然后在生态护岸和灌溉与排涝调水系统段的河浜岸边水下部分设两 排按300mmX300mm间距布置的圆木桩,将人工水草载体生物膜系统段中的人工水草载体 生物膜系统设置在河浜底部,使人工水草悬浮于河浜中,将穿孔曝气管安装在河浜底部并 且垂直于河浜流向,在水上部分种植护岸植被、柳树或灌木;最后使污水首先进入水生植物 净化沟I段,自流至河浜原位增氧段后流入人工水草载体生物膜系统段,再进入水生植物 净化沟II段及生态护岸和灌溉与排涝调水系统段,经调节水间段的水间后溢流排放或作 为生态用水回用。
[0006] 本发明的有益效果是:
[0007] 1、本发明通过对原有废弃缓流纳污河浜进行改造,将其变成村镇污水处理设施, 实现了污水处理与村镇水环境生态修复,节约土地资源,回用的废水可用于养殖和灌溉。
[0008] 2、本发明将包括农业及农田排水、养殖废水、乡镇工业排放尾水和生活污水在内 总计重污染河浜污水的CODct从271. Omg/L降至27. 3mg/L,总磷从4. 3mg/L降至0. 3mg/L,氨氮从26. 6mg/L降至1. 2mg/L,溶解氧从进水1. 7mg/L升至出水的6. 9mg/L,河浜水质得到 明显改善,达到地表水环境质量标准(GB3838-2002) IV类水体的水质要求。
[0009] 3、充氧过程采用间歇性短时曝气,大大节省了电耗,投资小,不占地,管理维护便 捷,运行费用低。
[0010] 4、河浜(河道)及其两岸种植的各种植物在净化污水的同时还具有景观效果,美 化了村镇环境。
附图说明
[0011] 图1是水网地区村镇污水处理方法的平面布置图;
[0012] 图2是河浜(河道)生态护岸剖面图;
[0013] 图中:1.水生植物净化沟I段;2.河浜原位增氧段;3.人工水草载体生物膜系统 段;4.水生植物净化沟II段;5.生态护岸和河浜灌溉与排涝调水系统段;6.调节水闸段; 7.穿孔曝气管;8.圆木桩;9.护岸植被;10.柳树或灌木;11.水生植物;
[0014] Rl-水生植物净化沟I段1的长度;R2-河浜原位增氧段2的长度;R3-人工水草 载体生物膜系统段的长度;R4-水生植物净化沟II段的长度;R5-生态护岸和河浜灌溉与 排涝调水系统段的长度;B-河浜的宽度。
具体实施方式
[0015] 如图1,本发明以宽度B = 6m-14m的缓流纳污河浜为村镇污水收集与生物处理载 体,将缓流纳污河浜分隔成6个连续的不同区段作为污水处理与生态修复单元,6个连续的 不同区段为水生植物净化沟I段1、河浜原位增氧段2、人工水草载体生物膜系统段3、水生 植物净化沟II段4、河浜生态护岸和灌溉与排涝调水系统段5、调节水间段6。污水首先进 入长度Rl = 40m-150m的水生植物净化沟I段1,自流至长度R2 = 15m-40m的河浜原位增 氧段2,由罗茨鼓风机对宽度为B = 6m-14m的河浜进行复氧;之后流入长度R3 = 10m-50m 的人工水草载体生物膜系统段3 ;经过人工水草生物膜后的污水进入长度为R4 = 20m-250m 的水生植物净化沟II段4,再经过长度为R5 = 80m-200m的河浜生态护岸和灌溉与排涝调 水系统段5,最后经调节水闸段6的水闸后溢流排放或作为生态用水回用于水产养殖补水、 农业灌溉等。
[0016] 上述6个连续的不同区段的主要功能分述如下:
[0017] 水生植物净化沟I段1和水生植物净化沟II段4是缓流纳污河浜(河道)的原 位修复段,水生植物净化沟内一般种植灯芯草、美人蕉、凤眼莲等水生植物,主要是利用水 生高等植物生长快,且在生长期间可有效吸收并富集水中的营养盐,起着营养泵或营养库 的作用,合理构建并维持水生植物生物量,可转移出氮磷等营养盐,保持水体净化能力。水 生植物上附生的藻类在净化水质上也有一定的作用。
[0018] 河浜原位增氧段2是河浜原位增氧系统根据河流受到污染后缺氧的特点,人工向 水体中充入空气,加速水体复氧过程,以提高水体的溶解氧水平,恢复和增强水体中好氧微 生物的活力,使水体中的污染物质得以净化,从而净化污染河流的水质。河浜曝气复氧采用 固定式鼓风曝气,即在河岸上设置固定的鼓风机房,通过管道将空气引入设置在河道底部 的曝气扩散系统,达到增加水中溶解氧的目的。
4[0019] 人工水草载体生物膜系统段3是利用仿生生物水草接触氧化法对河浜(河道)中 所发生的生物过程的一种强化,把天然过程改变成为天然与人工过程的结合体。它根据河 浜(河道)上附着的生物膜的净化作用和过滤作用,在河浜(河道)中悬挂聚丙烯制成的 填料作为人工水草,供细菌生长,形成生物膜。人工水草接触氧化法的治理,对河水中有机 物的去除有较好的效果。人工水草布设于河浜(河道)中,既提高了河水的净化能力,又不 会对其正常功能造成影响。
[0020] 如图2所示,河浜生态护岸和灌溉与排涝调水系统段5中的河浜生态护岸是在河 浜岸边水下部分采用打两排圆木桩8的方法进行工程地质护岸,圆木桩8按300mmX300mm 间距布置,以利于水生植物11的生长。圆木桩8既可以使河岸免于水流侵蚀,又可保持河 岸的可渗透性。将人工水草载体生物膜系统段3中的人工水草载体生物膜系统设置在河浜 底部,使人工水草悬浮于河浜中。将穿孔曝气管7安装在河浜底部并且垂直于河浜流向,使 河水流过时,整个断面都可进行复氧。在水上部分种植护岸植被9,柳树或灌木10。护岸植 被9可防止雨水冲刷造成的水土流失,庞大的植物根系即可固土,又可以吸收水中营养盐, 使水体净化。河浜灌溉与排涝调水系统是专门设计用于利用河浜作为污水处理设施的一套 水利调节系统,其实质是水量与水质调节河塘,用于储存河浜中水源,使河浜常年保持一定 的生态用水量,其末端建设调节水间段6,当河浜内的水位较高时,从带有水间的溢流坝溢 出,当河浜内的水位较低时,通过开启水闸,从外部水体引水,以补充河浜生态用水。汛期水 位较高时,还可开启水闸,以加大河浜内的洪水外泄。
[0021] 以下提供5个实施例进一步说明本发明。
[0022] 实施例1
[0023] 河浜平均宽度B = 14米,平均水深2. 5米,在河浜下游河段,沿河流方向,将河段 分为水生植物净化沟I段1的长度R1 = 150m,河浜原位增氧段2的长度R2 = 40m,人工 水草载体生物膜系统段的长度R3 = 50m,水生植物净化沟II 4段的长度R4 = 100m,生态 护岸和河浜灌溉与排涝调水系统段5的长度R5 = 200m。生态护岸采用圆木桩8进行工 程地质护岸,将长为lm、直径为200mm的圆木桩8按300mmX 300mm间距布置,岸上部分种 植美人蕉及灌木。污水依次流经上述单元处理区段后,最后经调节水间段6可将包括农业 及农田排水、养殖废水、乡镇工业排放尾水和生活污水在内总计840m3/d的污水的CODct从 271. Omg/L 降至 27. 3mg/L,总磷从 4. 3mg/L 降至 0. 3mg/L,氨氮 26. 6mg/L 降至 1. 2mg/L,溶 解氧从进水1. 7mg/L升至出水的6. 9mg/L,河水水质明显改善,达到了地表水环境质量标准 (GB3838-2002) IV类水体的水质要求。
[0024] 实施例2
[0025] 河流平均宽度B = 12米,平均水深2. 4米,沿河流方向,将河段分为水生植物净化 沟I段1的长度R1 = 300m,河浜原位增氧段2的长度R2 = 12m,人工水草载体生物膜系统 段的长度R3 = 20m,水生植物净化沟II 4段的长度R4 = 250米,生态护岸和河浜灌溉与排 涝调水系统段5的长度R5 = 180m。生态护岸采用圆木桩8进行工程地质护岸,将长lm、直 径200mm的圆木桩8按300mmX 300mm间距布置,岸上部分种植美人蕉及灌木。污水依次流 经上述单元处理区段后,最后经调节水间段6可将包括农业及农田排水、养殖废水、乡镇工 业排放尾水和生活污水在内总计570m7d的污水的CODct从400. Omg/L降至22. Omg/L,总 磷从4. Omg/L降至0. 3mg/L,氨氮30mg/L降至1. 4mg/L,溶解氧从进水0. 5mg/L升至出水的
55. 8mg/L,河水水质明显改善,达到了地表水环境质量标准(GB3838-2002) IV类水体的水质要求。
[0026] 实施例3
[0027] 河浜平均宽度为B = 10米,平均水深为2. 0米,沿河流方向,将河段分为水生植物 净化沟I段1的长度为R1 = 40m,河浜原位增氧段2的长度R2 = IOm,人工水草载体生物膜 系统段的长度R3 = 20m,水生植物净化沟II 4段的长度R4 = 40米,生态护岸和河浜灌溉与 排涝调水系统段5的长度为R5 = 140m。生态护岸采用圆木桩8进行工程地质护岸,将长为 lm、直径为200mm的圆木桩8按300mmX300mm间距布置,岸上部分种植美人蕉及灌木。污 水依次流经上述单元处理区段,最后经调节水间段6可将包括农业及农田排水、养殖废水、 乡镇工业排放尾水和生活污水在内总计380m7d的污水的CODct从350. Omg/L降至28. Omg/ L,总磷从3. 8mg/L降至0. 3mg/L,氨氮28. 5mg/L降至1. 3mg/L,溶解氧从进水0. 9mg/L升至 出水的6. 3mg/L,河水水质明显改善,达到了地表水环境质量标准(GB3838-2002) IV类水体 的水质要求。
[0028] 实施例4
[0029] 河浜平均宽度B = 8米,平均水深为1. 8米,沿河流方向,将河段分为水生植物净 化沟I段1的长度R1 = 50m,河浜原位增氧段2的长度R2 = IOm,人工水草载体生物膜系统 段的长度R3 = 10m,水生植物净化沟II 4段的长度R4 = 30米,生态护岸和河浜灌溉与排 涝调水系统段5的长度R5 = IOOm0生态护岸采用圆木桩8进行工程地质护岸,将长为lm、 直径为200mm的圆木桩8按300mmX 300mm间距布置,岸上部分种植美人蕉及灌木。污水依 次流经上述单元处理区段,最后经调节水间段6可将包括农业及农田排水、养殖废水、乡镇 工业排放尾水和生活污水在内总计250m7d的污水的CODra从285. Omg/L降至29. 2mg/L,总 磷从3. 5mg/L降至0. 2mg/L,氨氮23. 5mg/L降至1. 4mg/L,溶解氧从进水0. 8mg/L升至出水 的5. 8mg/L,河水水质明显改善,达到了地表水环境质量标准(GB3838-2002) IV类水体的水 质要求。
[0030] 实施例5
[0031 ] 河浜平均宽度B = 6米,平均水深1. 5米,沿河流方向,河段分为水生植物净化沟 I段1的长度R1 = 40m,河浜原位增氧段2的长度R2 = 15m,人工水草载体生物膜系统段的 长度R3 = 20m,水生植物净化沟II 4段的长度R4 = 20米,生态护岸和河浜灌溉与排涝调水 系统段5的长度R5 = 80m。生态护岸采用圆木桩8进行工程地质护岸,将长lm、直径200mm 的圆木桩8按300mmX 300mm间距布置,岸上部分种植美人蕉及灌木。污水依次流经上述单 元处理区段,最后经调节水间段6可将包括农业及农田排水、养殖废水、乡镇工业排放尾水 和生活污水在内总计180m7d的污水的CODcr从235. Omg/L降至25. 7mg/L,总磷从3. Omg/ L降至0. 3mg/L,氨氮25. Omg/L降至1. 2mg/L,溶解氧从进水0. 9mg/L升至出水的6. 2mg/L, 河水水质明显改善,达到了地表水环境质量标准(GB3838-2002)IV类水体的水质要求。
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Claims (3)

  1. 一种水网地区村镇污水处理方法,其特征是:将宽度为B=6m‑14m缓流纳污河浜分隔成长度为R1=40m‑150m的水生植物净化沟I段(1)、长度为R2=15m‑40m的河浜原位增氧段(2)、长度为R3=10m‑50m的人工水草载体生物膜系统段(3)、长度为R4=20m‑250m的水生植物净化沟II段(4)、长度为R5=80m‑200m的生态护岸和灌溉与排涝调水系统段(5)和调节水闸段(6)6个连续的不同区段作为污水处理单元;使污水首先进入水生植物净化沟I段(1),自流至河浜原位增氧段(2)后流入人工水草载体生物膜系统段(3),再进入水生植物净化沟II段(4)及生态护岸和灌溉与排涝调水系统段(5),最后经调节水闸段(6)的水闸后溢流排放或作为生态用水回用。
  2. 2.根据权利要求1所述的一种水网地区村镇污水处理方法,其特征是:水生植物净化 沟I段(1)和水生植物净化沟II段(4)采用水生高等植物生长快且在生长期间吸收并富 集水中的营养盐,起着营养泵或营养库的作用;河浜原位增氧段(2)采用人工向水体中充 入空气,加速水体复氧过程;人工水草载体生物膜系统段(3)采用在河浜中悬挂聚丙烯制 成的填料作为人工水草供细菌生长,形成生物膜。
  3. 3. —种水网地区村镇水环境生态修复方法,其特征是:首先将宽度B = 6m-14m缓流纳 污河浜分隔成长度为Rl = 40m-150m的水生植物净化沟I段(1)、长度为R2 = 15m-40m的 河浜原位增氧段(2)、长度为R3 = 10m-50m的人工水草载体生物膜系统段(3)、长度为R4 =20m-250m的水生植物净化沟II段(4)、长度为R5 = 80m-200m的生态护岸和灌溉与排 涝调水系统段(5)和调节水间段(6)6个连续的不同区段作为污水处理单元;然后在生态护 岸和灌溉与排涝调水系统段(5)的河浜岸边水下部分设两排按300mmX300mm间距布置的 圆木桩(8),将人工水草载体生物膜系统段(3)中的人工水草载体生物膜系统设置在河浜 底部,使人工水草悬浮于河浜中,将穿孔曝气管(7)安装在河浜底部并且垂直于河浜流向, 在水上部分种植护岸植被(9)、柳树或灌木(10);最后使污水首先进入水生植物净化沟I段 (1),自流至河浜原位增氧段(2)后流入人工水草载体生物膜系统段(3),再进入水生植物 净化沟II段(4)及生态护岸和灌溉与排涝调水系统段(5),经调节水闸段(6)的水闸后溢 流排放或作为生态用水回用。
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