CN104817180A - 一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法 - Google Patents

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马国胜
于淼
李振陆
邹洪辉
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Abstract

本发明公开了一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法。方法包括以下几个步骤：（1）一级防治：调查污染源排放点，利用村落中已有的自然沟渠设置单条串联沟渠，并在所述单条串联沟渠内种植水生植物，以构建自然生态复合沟收集面源污水；（2）二级防治：经一级防治方法处理后的面源污水集中进入人工生态拦截沟渠，所述人工生态拦截沟渠包括多条与所述单条串联沟渠连通的并联沟渠，在所述并联沟渠底部间隔设置生态拦截坝，同时在所述并联沟渠两侧沟壁上种植挺水植物；（3）三级防治：在所述并联沟渠的近岸排放点浅水区域种植挺水植物。

Description

一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法
技术领域：
本发明涉及一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，属于面源污染防治领域。
背景技术：
从国际上看，欧美等国家对生活及面源污染治理多采用休耕免耕、缓冲带和大面积湿地开展生态净化，日本多采用家庭生态净化槽、深度处理和有机农场等开展污染治理。利用柳树耐水湿、生长速度快、生物量大、消耗营养多的特点, 通过栽培柳树吸收利用水中的营养物质,变废为宝,一举两得, 瑞典、英国等国家已建立了柳树生活污水处理系统。20世纪90年代，瑞典在废水处理厂附近营造了大面积具有滴灌和喷灌系统的柳树人工林，以便提高废水中氮处理的效率和利用废水进行生物量生产。在瑞典中部一个约有2万居民的城镇用柳树处理污泥中脱出的富氮废水（每升含800mgN）浇灌周围75公顷的柳树林，每年夏季灌溉120天，每年废水灌溉量为20万立方米, 处理的TN和TP分别是30吨和1吨，高密度栽培的乔木柳5年就可砍伐，灌木柳当年栽当年收，一年栽年年收。
从国内研究趋势上来看，我国在生活和面源污染治理上吸收借鉴了国外欧美和日本等发达国家在湖泊治理中的成功经验并加以发展和应用创新，开展了湿地生态修复技术、林草复合缓冲带技术、沟渠塘生态拦截技术、生活污水生态净化技术、氧化塘自然处理技术、湖泊底泥生态清淤技术、土地处理技术、循环农业技术等多种适合太湖岛岸核心区的太湖流域水环境质量改善技术。近年来围绕太湖流域水环境质量改善开展了较多的研究，在生活面源污染研究项目中，取得了较多值得借鉴的技术成果，包括农业源、生活源、混合径流污染源等。
太湖岛岸核心区域大部分都在苏州，作为拥有太湖四分之三水面、大部分岛屿和约五分之二太湖岸线的苏州，亟待有针对地加强对《太湖水污染防治条例》修订实施新情况下的太湖岛岸自然村落生活面源水环境质量改善集成技术应用研究及工程示范，为太湖岛岸自然村落的水环境质量改善提供科技支撑。但是，自《太湖水污染防治条例》修订实施以来，结合太湖岛岸自然村落微流域开展的生活面源污染生态净化集成技术应用研究及工程示范较少。农业面源污染是湖泊流域水体环境恶化的主要原因之一，农业面源污染也称农业非点源污染,是由于农药、化肥、畜禽粪便,以及水土流失经降雨径流、农田灌溉和淋溶进入水体而造成的。以太湖流域为例，面源氮、磷污染主要来源为农田污染、养殖业污染( 禽畜、水产) 、水体底泥释放、村镇污染等，其中影响最大的为农田、养殖及村镇污染。湖泊岛岸自然村落是指湖泊流域一级保护区范围湖心岛屿及湖泊沿岸区等直接滨临湖泊的自然村落，我国湖泊边岸广泛分布着较多的自然村落，是湖泊中人类活动核心区和密集区，也是人类活动对湖泊水环境质量产生最直接影响的区域，目前我国大部分此类区域基本全部为农业和农村。与湖泊非岛岸区域不同的是，湖泊岛岸区自然村落产生的污水最终都要排入湖泊，对湖泊水质造成最直接的威胁。人口居住分散，地域面积广，其农田、养殖、村镇氮磷污染源排放具有面广、分散、难以集中收集、可生化性好、就近排放湖泊的特点，同时由于目前农村现状，要求污水处理工程必须具有低投资、低能耗、低运行成本、维护简单等特点才能较好的得到推广，农村污水处理工作难度较大，在我国尚属起步和探索阶段。现有污水处理技术用于农村污水处理，在运行和管理方面尚存在诸多现实问题，难以适应农村生活污水处理的要求。
发明内容：
本发明目的是，用来弥补现有技术的不足，而提供一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，包括以下几个步骤：
（1）一级防治：调查污染源排放点，利用村落中已有的自然沟渠设置单条串联沟渠，并在所述单条串联沟渠内种植水生植物，以构建自然生态复合沟收集面源污水；
（2）二级防治：经一级防治方法处理后的面源污水集中进入人工生态拦截沟渠，所述人工生态拦截沟渠包括多条与所述单条串联沟渠连通的并联沟渠，在所述并联沟渠底部间隔设置生态拦截坝，同时在所述并联沟渠两侧沟壁上种植挺水植物；
（3）三级防治：在所述并联沟渠的近岸排放点浅水区域种植挺水植物。
所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，所述步骤（1）中的水生植物选自芦苇、茭草、香蒲、金鱼藻中的一种或多种。
所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，所述步骤（2）中的挺水植物选自茭草、菖蒲、薏苡、水葱中的一种或多种；所述步骤（3）中挺水植物选自芦苇、灌木柳中的一种或多种。
所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，所述步骤（2）和步骤（3）中的挺水植物在每年冬季将其位于地上部分割除，，去除挺水植物拦截吸收到的氮磷污染因子。
所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，所述步骤（1）中单条串联沟渠的渠宽为1.5～1.8m，渠长为200m，有效水深为1m，有效容积为320m3。
所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，所述步骤（2）中并联沟渠的两侧沟壁为对称且倾斜设置的蜂窝状水泥板，在该水泥板上均匀布蜂窝孔以利于其后挺水植物的种植。
所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，步骤（2）中所述并联沟渠的渠体断面为等腰梯形，沟壁、沟底均为土质，渠上宽为1.8m、渠下宽为1.4m，有效水深为1.5m。
所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，所述步骤（2）中并联沟渠的两侧沟壁由间隔成品字形的多孔水泥砖组成，在品字形多孔水泥砖的间隔凹槽内种植挺水植物。
本发明的有益效果如下：
1．本发明控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法有利于防治水体富营养化，同时与传统的污水处理方法相比，具有便于集中收集污水，运行成本低，能耗低，人工维护简单，技术要求低的优点；
2．本发明控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法与普通的生物处理法相比，运行过程中没有剩余污泥的排放，减少了对环境的二次污染，收获的水生植物如芦苇、茭草等可以进一步处置利用创造一定的经济价值；
3．本发明方法中所采用的自然生态复合沟与人工生态拦截沟渠卫生条件好，对周围环境无影响，同时一些水生植物的加入，具有增加绿化和美观环境的功能。
附图说明
图1为实施例1中采用本发明方法和自然生态沟出水效果比较图。
图2为实施例2中采用本发明方法和传统生物污水处理方法运行成本比较图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
某岛岸村落面源污染控制试验
在某岛岸村落的面源污染控制试验中，分两组进行试验，第一组实施了本发明的模式，即面源污染采用自然生态复合沟-人工生态拦截沟渠-近岸排放点浅水区域种植的三级防治模式，其具体实施方式如下：
居民生活污水流入村落中已有的自然沟渠，在沟渠内种植水生植物芦苇、茭草、香蒲、金鱼藻中的一种或多种；后由自然沟渠进入人工生态拦截沟渠，共由8条并联沟渠组成，其沟壁由间隔成品字形的多孔水泥砖组成，在其底部间隔设置生态拦截坝，即透水缓流坝，最终排入近岸排放点芦苇浅水区域，在三级处理出水点监测出水TN、TP、COD。
第二组采用自然生态沟，面源污水直接流入自然生态沟，在自然生态沟出水点监测出水TN、TP、COD。
出水指标如图1所示，本发明方法的出水效果高于自然生态沟且达到出水一级A的标准，起到了氮磷拦截净化水质的作用。
实施例2
某岛岸村落面源污染控制的示范工程
在某岛岸村落的面源污染控制示范工程中，分两组进行试验，第一组实施了本发明的模式，即面源污染采用自然生态复合沟-人工生态拦截沟渠-近岸排放点浅水区域种植的三级防治模式，其具体实施方式如下：
居民生活污水流入村落中已有的自然沟渠，在沟渠内种植水生植物芦苇、茭草、香蒲、金鱼藻中的一种或多种；后由自然沟渠进入人工生态拦截沟渠，共由8条并联沟渠组成，其沟壁由间隔成品字形的多孔水泥砖组成，在其底部间隔设置生态拦截坝，即透水缓流坝，最终排入近岸排放点芦苇浅水区域，在三级处理出水点监测出水TN、TP、COD。
第二组采用生物滤池工艺，面源污水经收集后进入滤池集中处理，滤池出水处监测出水TN、TP、COD。
运行成本如图2所示，本发明方法的出水效果与生物滤池工艺相差不大，但节约了60%～70%的运行成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）一级防治：调查污染源排放点，利用村落中已有的自然沟渠设置单条串联沟渠，并在所述单条串联沟渠内种植水生植物，以构建自然生态复合沟收集面源污水；
（2）二级防治：经一级防治方法处理后的面源污水集中进入人工生态拦截沟渠，所述人工生态拦截沟渠包括多条与所述单条串联沟渠连通的并联沟渠，在所述并联沟渠底部间隔设置生态拦截坝，同时在所述并联沟渠两侧沟壁上种植挺水植物；
（3）三级防治：在所述并联沟渠的近岸排放点浅水区域种植挺水植物。
2.根据权利要求1所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，所述步骤（1）中的水生植物选自芦苇、茭草、香蒲、金鱼藻中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，所述步骤（2）中的挺水植物选自茭草、菖蒲、薏苡、水葱中的一种或多种；所述步骤（3）中挺水植物选自芦苇、灌木柳中的一种或多种。
4.根据权利要求1或3所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，所述步骤（2）和步骤（3）中的挺水植物在每年冬季将其位于地上部分割除。
5.根据权利要求1所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，所述步骤（1）中单条串联沟渠的渠宽为1.5～1.8m，渠长为200m，有效水深为1m，有效容积为320m3。
6.根据权利要求1所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，所述步骤（2）中并联沟渠的两侧沟壁为对称且倾斜设置的蜂窝状水泥板。
7.根据权利要求1所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，步骤（2）中所述并联沟渠的渠体断面为等腰梯形，沟壁、沟底均为土质，渠上宽为1.8m、渠下宽为1.4m，有效水深为1.5m。
8.根据权利要求1所述的一种控制湖泊岛岸自然村落面源污染的三级防治方法，其特征在于，所述步骤（2）中并联沟渠的两侧沟壁由间隔成品字形的多孔水泥砖组成。
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