CN105060612A - 一种处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,包括串联设置的人工湿地(1)、强化硝化生态沟渠(2)和强化反硝化生态沟渠(3),在所述人工湿地(1)的前端设置有布水区(5),后端设置有湿地排水区(12),所述人工湿地(1)从下至上依次包括集水集泥区(10)、反应区(8)、细沙层(7)和土壤层(6),所述强化硝化生态沟渠(2)包括生物沸石区(14),所述强化反硝化生态沟渠(3)包括前后相邻的固体碳源反硝化区(16)和深度净化区(18)。本发明的系统能够有效去除分散养猪冲洗水中污染物,并具有持续脱氮除磷、维护简单、运行经济等优点。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域,具体涉及一种能够处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统。
背景技术
农村分散养猪规模多在200头以下,其特点是猪场建在自家庭院附近、猪的食物组成以潲水和青草料为主,辅以部分饲料。作为农村经济的重要组成部分,分散养猪业为农村居民创收的同时,也带来了巨大的环境污染。根据《第一次全国污染源普查公报》,畜禽养殖已经成为很多地区的头号污染源。分散养猪业作为地方经济支柱型产业,同时也是养殖散户的主要经济来源,不可能在短时间内通过关、停、并、转等强制措施彻底解决源头污染问题,只能通过适宜的处理技术,减少污染物对环境的危害。
现有的规模养殖处理技术由于基础投资大,运行管理费用高,不适用于微利的分散养猪行业。目前分散养殖常用的处理技术为厌氧处理技术。厌氧反应器具有运行成本低、维护简单、抗冲击性能好等特点,适用于经济基础较弱的农村地区。经过厌氧处理后的养殖废水有机物浓度大幅降低,但是仍含有高浓度氮磷和大量细菌,如果直接排放水体,会导致水中氮磷含量升高,易出现富营养化现象;同时细菌可能引发疟疾、伤寒或其他流行病的传播。因此,针对分散养猪的水质及水量排放特征,开发一种简单高效的、能够深度去除分散养猪冲洗水中污染物的生态处理系统就具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对经厌氧处理后的养猪冲洗水中含高浓度氮磷和大量细菌的特点,提供一种结构简单、能够有效去除污水中污染物的人工湿地-生态沟渠系统。
一种处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,包括串联设置的人工湿地、强化硝化生态沟渠和强化反硝化生态沟渠,在所述人工湿地的前端设置有布水区,后端设置有湿地排水区,所述人工湿地从下至上依次包括集水集泥区、反应区、细沙层和土壤层,所述强化硝化生态沟渠包括生物沸石区,所述强化反硝化生态沟渠包括前后相邻的固体碳源反硝化区和深度净化区。
本发明所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其中,在所述固体碳源反硝化区上设置有预制盖板,在所述深度净化区的后端设置有净化排水区。
本发明所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其中,在所述布水区的上部设置有布水管,在所述集水集泥区的后端设置有多孔板,连通所述人工湿地和所述湿地排水区,在所述强化硝化生态沟渠前端的上部设置有排水管,连通所述湿地排水区和所述强化硝化生态沟渠,所述强化反硝化生态沟渠的底部低于所述强化硝化生态沟渠的底部,所述强化硝化生态沟渠和所述强化反硝化生态沟渠之间通过出水管连接,所述出水管处于所述强化硝化生态沟渠后端的下部,所述预制盖板的上部;在所述强化反硝化生态沟渠后端的下部设置有入水管,连通所述强化反硝化生态沟渠和所述净化排水区,在所述净化排水区后端的上部设置有排放管。
本发明所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其中,在所述人工湿地中,所述集水集泥区的上表面为水平,下表面为倾斜设置,厚度由前端向后端逐渐增加,后端高度为20~30cm,在所述集水集泥区填充有粒径为3~5cm的砾石;
所述多孔板为水泥预制板,孔径为2~3cm,其上端与所述集水集泥区的上表面之间的距离为5cm,下端与所述集水集泥区后端的底部平齐;所述土壤层厚度为10~20cm;细沙层厚度为5cm;反应区填充有砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或多种的混合基质,粒径为5~20mm,填充的厚度为40~60cm;
所述湿地排水区的底部低于所述集水集泥区后端底部20~40cm,所述排水管的设置高度与所述细沙层的底部的高度一致,所述强化硝化生态沟渠前端的底部与所述湿地排水区的底部的高度一致。
本发明所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其中,所述强化硝化生态沟渠由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为5~10°;所述生物沸石区包括上下两层,上层填充粒径为7~15mm的沸石,填充厚度为5cm,下层填充粒径为3~5mm的沸石,填充厚度为15~25cm。
本发明所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其中,所述强化反硝化生态沟渠由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为1~3°;所述固体碳源反硝化区填充的固体碳源为玉米秸秆、小麦秸秆、芦苇秆、水稻秸秆、稻壳中的一种或几种的混合物,填充厚度为20~50cm。
本发明所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其中,所述预制盖板为方形水泥板,所述深度净化区的填充基质为砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或几种的混合物,填充高度为20~50cm;所述深度净化区分为前后长度相等的两段,前段中的填充基质的粒径为20~50mm,后段中的填充基质的粒径为5~20mm;所述第二排放管的设置高度与所述固体碳源反硝化区的上表面的高度一致。
本发明所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其中,在所述人工湿地中的土壤层表层、所述强化硝化生态沟渠的表层和所述深度净化区的表层中分别种植有湿地植物、强化硝化区植物和深度净化区植物,所述湿地植物为菖蒲,所述强化硝化区植物为黑麦草,所述深度净化区植物为美人蕉。
一种采用所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统处理养殖废水的方法,包括如下步骤:
所述方法包括进水期和静置期,通过进水期和静置期的轮换使所述系统以间歇方式运行,经厌氧处理后的养殖废水经布水管进入人工湿地中的布水区,养殖废水中的有机物、SS、总磷、致病菌在反应区被去除,处理后的水和剩余污泥由多孔板流入湿地排水区,水由排水管流入强化硝化生态沟渠,污泥定期用潜污泵抽出;其中,在进水期,废水中的氨氮被生物沸石区中的生物沸石快速吸附,静置期则在自然复氧条件下,由生物沸石再生产生硝酸盐氮;静置期产生的硝酸盐氮在下一个运行周期的进水期,随水流入强化反硝化生态沟渠中的固体碳源反硝化区,被反硝化微生物利用固体碳源为底物,还原为氮气;水中剩余的有机物、SS和总磷在深度净化区被进一步去除。
本发明所述的方法,其中,所述系统每天进水1次,每次进水时间为0.5~2h,其余时间静置。
本发明处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统与现有技术不同之处在于:本发明处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统具有如下优点:
1、针对分散养猪冲洗废水的水质特征和排放特征,构建了具有明显功能分区特征的处理系统,实现了废水低成本、高效的处理。
2、反应区所处理废水的有机物浓度较高,所增殖的生物质将会较多,集水集泥区、多孔板和排水区的设计,有利于该区域脱落污泥的排出,可避免湿地堵塞。
3、强化硝化生态沟渠按沸石粒度分层填充,有利于进水期进水能快速流过,同时还能保障在静置期该区域具有一定的湿度,确保静置期硝化微生物功能的正常发挥。
4、使用预制盖板覆盖在固体碳源上,可避免质轻的固体碳源在水流大(如下雨)情况下被冲走。
5、深度净化层分为前后两段,前段粒径大,后段粒径小,有利于避免固体碳源中较难降解部分堵塞深度净化层的风险。
下面结合附图对本发明的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统作进一步说明。
附图说明
图1为本发明处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统的结构示意图;
图2为本发明处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统中多孔板的结构示意图。
其中:1:人工湿地、2:强化硝化生态沟渠、3:强化反硝化生态沟渠、4:布水管、5:布水区、6:土壤层、7:细沙层、8:反应区、9:湿地植物、10:集水集泥区、11:多孔板、12:湿地排水区、13:排水管、14:生物沸石区、15:出水管、16:固体碳源反硝化区、17:预制盖板、18:深度净化区、19:排放管、20:强化硝化区植物、21:深度净化区植物、22:净化排水区、23:入水管。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示,本发明处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统包括人工湿地1、强化硝化生态沟渠2、强化反硝化生态沟渠3、布水管4、布水区5、土壤层6、细沙层7、反应区8、湿地植物9、集水集泥区10、多孔板11、湿地排水区12、排水管13、生物沸石区14、出水管15、固体碳源反硝化区16、预制盖板17、深度净化区18、排放管19、强化硝化区植物20、深度净化区植物21、净化排水区22、入水管23。
本实施例中,人工湿地1前端为布水区5,中间从下往上依次为集水集泥区10、反应区8、细沙层7和土壤层6,后端为湿地排水区12,湿地植物9种植于土壤层6中,多孔板11位于集水集泥区10后端;所述强化硝化生态沟渠2包含生物沸石区14、强化硝化区植物20和出水管15;所述强化反硝化生态沟渠3前端为固体碳源反硝化区16,预制盖板17位于固体碳源反硝化区16之上,深度净化区18位于强化反硝化生态沟渠3后端,深度净化区植物21种植于深度净化区18表层。
本实例中,人工湿地1土壤层6厚度为10cm;细沙层7厚度为5cm;反应区8填充的基质为砖渣,粒径为10mm,填充的厚度为40cm;集水集泥区10底部倾斜,前端与反应区8底部平齐,后端的底部比反应区8底部低20cm,填充的基质为砾石,粒径为3.5cm;多孔板11为水泥预制板,孔径为2cm,其上端比反应区8底部低5cm,下端与集水集泥区10底部平齐;湿地排水区12的底部比集水集泥区10后端底部低30cm;排水管13与细沙层7底部平齐;湿地植物9为菖蒲。
本系统中,强化硝化生态沟渠2由天然沟渠改造而成,横截面为梯形,长×(上底+下底)×高=3m×(0.8m+0.5m)×0.6m。沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部的角度为5°;生物沸石区14包含上下两层,上层填充沸石的粒径为10mm,填充厚度为5cm;下层填充沸石的粒径为5mm,填充厚度为15cm;强化硝化区植物20为黑麦草;出水管15位于强化硝化生态沟渠2后端的底部。
本系统中,强化反硝化生态沟渠3由天然沟渠改造而成,横截面为梯形,长×(上底+下底)×高=4m×(0.8m+0.5m)×0.6m沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部的角度为2°;固体碳源反硝化区16填充的固体碳源为水稻秸秆,填充厚度为30cm,填充长度为2m。预制盖板17为方形水泥板,铺设在固体碳源反硝化区16之上,主要功能为防止固体碳源流失。深度净化区18填充基质为砖渣,填充高度为30cm;深度净化区18分为前后长度相等的两段,前段砖渣粒径为30mm,后段砖渣粒径为10mm。排放管19与固体碳源反硝化区16上表面平齐。深水净化区植物21为美人蕉。
本系统以间歇方式运行,每天进水1次,每次进水时间为1h,其余时间静置。
本实施例中其工作过程是:
(1)按照上述分散养猪冲洗水深度处理的多段生态沟渠系统的要求,构建处理水量为200L/d的系统。
(2)进水COD、总氮、总磷和大肠杆菌浓度均值分别为400、230、30mg/L和500×103个/100mL,每天进水1次,每次进水1h,进水期和间歇期的比值为1:23。
(3)运行30d后,将预制盖板移开,向固体碳源反硝化区添加5.6kg秸秆。
(4)实验结果表明,系统能持续稳定的运行,出水COD、总氮、总磷和大肠杆菌浓度分别为200、50、2mg/L和<1×103个/100mL,低于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)相关指标限值。
实施例2
如图1和图2所示,一种处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,包括串联设置的人工湿地1、强化硝化生态沟渠2和强化反硝化生态沟渠3,在人工湿地1的前端设置有布水区5,后端设置有湿地排水区12,人工湿地1从下至上依次包括集水集泥区10、反应区8、细沙层7和土壤层6,强化硝化生态沟渠2包括生物沸石区14,强化反硝化生态沟渠3包括前后相邻的固体碳源反硝化区16和深度净化区18。
在固体碳源反硝化区16上设置有预制盖板17,在深度净化区18的后端设置有净化排水区22,在布水区5的上部设置有布水管4,在集水集泥区10的后端设置有多孔板11,连通人工湿地1和湿地排水区12,在强化硝化生态沟渠2前端的上部设置有排水管13,连通湿地排水区12和强化硝化生态沟渠2,强化反硝化生态沟渠3的底部低于强化硝化生态沟渠2的底部,强化硝化生态沟渠2和强化反硝化生态沟渠3之间通过出水管15连接,出水管15处于强化硝化生态沟渠2后端的下部,预制盖板17的上部;在强化反硝化生态沟渠3后端的下部设置有入水管23,连通强化反硝化生态沟渠3和净化排水区22,在净化排水区22后端的上部设置有排放管19。
在人工湿地1中,集水集泥区10的上表面为水平,下表面为倾斜设置,厚度由前端向后端逐渐增加,后端高度为30cm,在集水集泥区10填充有粒径为3cm的砾石;
多孔板11为水泥预制板,孔径为2~3cm,其上端与集水集泥区10的上表面之间的距离为5cm,下端与集水集泥区10后端的底部平齐;土壤层6厚度为20cm;细沙层7厚度为5cm;反应区8填充有砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或多种的混合基质,粒径为5mm,填充的厚度为60cm;
湿地排水区12的底部低于集水集泥区10后端底部20cm,排水管13的设置高度与细沙层7的底部的高度一致,强化硝化生态沟渠2前端的底部与湿地排水区12的底部的高度一致,强化硝化生态沟渠2由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为10°;生物沸石区14包括上下两层,上层填充粒径为7mm的沸石,填充厚度为5cm,下层填充粒径为3mm的沸石,填充厚度为25cm。
强化反硝化生态沟渠3由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为1°;固体碳源反硝化区16填充的固体碳源为玉米秸秆、小麦秸秆、芦苇秆、水稻秸秆、稻壳中的一种或几种的混合物,填充厚度为20cm。
预制盖板17为方形水泥板,深度净化区18的填充基质为砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或几种的混合物,填充高度为20cm;深度净化区18分为前后两段,前段中的填充基质的粒径为20mm,后段中的填充基质的粒径为5mm;排放管19的设置高度与固体碳源反硝化区16的上表面的高度一致。在土壤层6的表层、生物沸石区14的表层和深度净化区18的表层中分别种植有湿地植物9、强化硝化区植物20和深度净化区植物21,湿地植物9为菖蒲,强化硝化区植物20为黑麦草,深度净化区植物21为美人蕉。
一种采用本发明处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统处理养殖废水的方法,包括如下步骤:
方法包括进水期和静置期,通过进水期和静置期的轮换使系统以间歇方式运行,经厌氧处理后的养殖废水经布水管进入人工湿地1中的布水区5,养殖废水中的有机物、SS(固体悬浮物浓度)、总磷、致病菌在反应区被去除,处理后的水和剩余污泥由多孔板11流入湿地排水区12,水由排水管13流入强化硝化生态沟渠2,污泥定期用潜污泵抽出;其中,在进水期,废水中的氨氮被生物沸石区14中的生物沸石快速吸附,静置期则在自然复氧条件下,由生物沸石再生产生硝酸盐氮;静置期产生的硝酸盐氮在下一个运行周期的进水期,随水流入强化反硝化生态沟渠3中的固体碳源反硝化区16,被反硝化微生物利用固体碳源为底物,还原为氮气;水中剩余的有机物、SS和总磷在深度净化区18被进一步去除。其中,系统每天进水1次,每次进水时间为0.5~2h,其余时间静置。
实施例3
如图1和图2所示,一种处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,包括串联设置的人工湿地1、强化硝化生态沟渠2和强化反硝化生态沟渠3,在人工湿地1的前端设置有布水区5,后端设置有湿地排水区12,人工湿地1从下至上依次包括集水集泥区10、反应区8、细沙层7和土壤层6,强化硝化生态沟渠2包括生物沸石区14,强化反硝化生态沟渠3包括前后相邻的固体碳源反硝化区16和深度净化区18。
在固体碳源反硝化区16上设置有预制盖板17,在深度净化区18的后端设置有净化排水区22,在布水区5的上部设置有布水管4,在集水集泥区10的后端设置有多孔板11,连通人工湿地1和湿地排水区12,在强化硝化生态沟渠2前端的上部设置有排水管13,连通湿地排水区12和强化硝化生态沟渠2,强化反硝化生态沟渠3的底部低于强化硝化生态沟渠2的底部,强化硝化生态沟渠2和强化反硝化生态沟渠3之间通过出水管15连接,出水管15处于强化硝化生态沟渠2后端的下部,预制盖板17的上部;在强化反硝化生态沟渠3后端的下部设置有入水管23,连通强化反硝化生态沟渠3和净化排水区22,在净化排水区22后端的上部设置有排放管19。
在人工湿地1中,集水集泥区10的上表面为水平,下表面为倾斜设置,厚度由前端向后端逐渐增加,后端高度为25cm,在集水集泥区10填充有粒径为5cm的砾石;
多孔板11为水泥预制板,孔径为3cm,其上端与集水集泥区10的上表面之间的距离为5cm,下端与集水集泥区10后端的底部平齐;土壤层6厚度为15cm;细沙层7厚度为5cm;反应区8填充有砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或多种的混合基质,粒径为20mm,填充的厚度为50cm;
湿地排水区12的底部低于集水集泥区10后端底部40cm,排水管13的设置高度与细沙层7的底部的高度一致,强化硝化生态沟渠2前端的底部与湿地排水区12的底部的高度一致,强化硝化生态沟渠2由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为7°;生物沸石区14包括上下两层,上层填充粒径为15mm的沸石,填充厚度为5cm,下层填充粒径为4mm的沸石,填充厚度为20cm。
强化反硝化生态沟渠3由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为3°;固体碳源反硝化区16填充的固体碳源为玉米秸秆、小麦秸秆、芦苇秆、水稻秸秆、稻壳中的一种或几种的混合物,填充厚度为50cm。
预制盖板17为方形水泥板,深度净化区18的填充基质为砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或几种的混合物,填充高度为50cm;深度净化区18分为前后长度相等的两段,前段中的填充基质的粒径为50mm,后段中的填充基质的粒径为20mm;排放管19的设置高度与固体碳源反硝化区16的上表面的高度一致。在土壤层6的表层、生物沸石区14的表层和深度净化区18的表层中分别种植有湿地植物9、强化硝化区植物20和深度净化区植物21,湿地植物9为菖蒲,强化硝化区植物20为黑麦草,深度净化区植物21为美人蕉。
方法同实施例2。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:包括串联设置的人工湿地(1)、强化硝化生态沟渠(2)和强化反硝化生态沟渠(3),在所述人工湿地(1)的前端设置有布水区(5),后端设置有湿地排水区(12),所述人工湿地(1)从下至上依次包括集水集泥区(10)、反应区(8)、细沙层(7)和土壤层(6),所述强化硝化生态沟渠(2)包括生物沸石区(14),所述强化反硝化生态沟渠(3)包括前后相邻的固体碳源反硝化区(16)和深度净化区(18)。
2.根据权利要求1所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:在所述固体碳源反硝化区(16)上设置有预制盖板(17),在所述深度净化区(18)的后端设置有净化排水区(22)。
3.根据权利要求2所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:在所述布水区(5)的上部设置有布水管(4),在所述集水集泥区(10)的后端设置有多孔板(11),连通所述人工湿地(1)和所述湿地排水区(12),在所述强化硝化生态沟渠(2)前端的上部设置有排水管(13),连通所述湿地排水区(12)和所述强化硝化生态沟渠(2),所述强化反硝化生态沟渠(3)的底部低于所述强化硝化生态沟渠(2)的底部,所述强化硝化生态沟渠(2)和所述强化反硝化生态沟渠(3)之间通过出水管(15)连接,所述出水管(15)处于所述强化硝化生态沟渠(2)后端的下部,所述预制盖板(17)的上部;在所述强化反硝化生态沟渠(3)后端的下部设置有入水管(23),连通所述强化反硝化生态沟渠(3)和所述净化排水区(22),在所述净化排水区(22)后端的上部设置有排放管(19)。
4.根据权利要求3所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:在所述人工湿地(1)中,所述集水集泥区(10)的上表面为水平,下表面为倾斜设置,厚度由前端向后端逐渐增加,后端高度为20~30cm,在所述集水集泥区(10)填充有粒径为3~5cm的砾石;
所述多孔板(11)为水泥预制板,孔径为2~3cm,其上端与所述集水集泥区(10)的上表面之间的距离为5cm,下端与所述集水集泥区(10)后端的底部平齐;所述土壤层(6)厚度为10~20cm;所述细沙层(7)厚度为5cm;所述反应区(8)填充有砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或多种的混合基质,粒径为5~20mm,填充的厚度为40~60cm;
所述湿地排水区(12)的底部低于所述集水集泥区(10)后端底部20~40cm,所述排水管(13)的设置高度与所述细沙层(7)的底部的高度一致,所述强化硝化生态沟渠(2)前端的底部与所述湿地排水区(12)的底部的高度一致。
5.根据权利要求4所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:所述强化硝化生态沟渠(2)由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为5~10°;所述生物沸石区(14)包括上下两层,上层填充粒径为7~15mm的沸石,填充厚度为5cm,下层填充粒径为3~5mm的沸石,填充厚度为15~25cm。
6.根据权利要求5所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:所述强化反硝化生态沟渠(3)由天然沟渠改造而成,沟渠底部采用水泥砂浆衬底,坡壁采用水泥抹浆护坡,底部为由前至后倾斜设置,倾斜角度为1~3°;所述固体碳源反硝化区(16)填充的固体碳源为玉米秸秆、小麦秸秆、芦苇秆、水稻秸秆、稻壳中的一种或几种的混合物,填充厚度为20~50cm。
7.根据权利要求6所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:所述预制盖板(17)为方形水泥板,所述深度净化区(18)的填充基质为砖渣、钢渣、高炉渣中的一种或几种的混合物,填充高度为20~50cm;所述深度净化区(18)分为前后长度相等的两段,前段中的填充基质的粒径为20~50mm,后段中的填充基质的粒径为5~20mm;所述排放管(19)的设置高度与所述固体碳源反硝化区(16)的上表面的高度一致。
8.根据权利要求7所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统,其特征在于:在所述土壤层(6)的表层、所述生物沸石区(14)的表层和所述深度净化区(18)的表层中分别种植有湿地植物(9)、强化硝化区植物(20)和深度净化区植物(21),所述湿地植物(9)为菖蒲,所述强化硝化区植物(20)为黑麦草,所述深度净化区植物(21)为美人蕉。
9.一种采用权利要求1-8中任意一项所述的处理分散养猪冲洗废水的人工湿地-生态沟渠系统处理养殖废水的方法,其特征在于:包括如下步骤:
所述方法包括进水期和静置期,通过进水期和静置期的轮换使所述系统以间歇方式运行,经厌氧处理后的养殖废水经布水管进入人工湿地(1)中的布水区(5),养殖废水中的有机物、SS、总磷、致病菌在反应区被去除,处理后的水和剩余污泥由多孔板(11)流入湿地排水区(12),水由排水管(13)流入强化硝化生态沟渠(2),污泥定期用潜污泵抽出;其中,在进水期,废水中的氨氮被生物沸石区(14)中的生物沸石快速吸附,静置期则在自然复氧条件下,由生物沸石再生产生硝酸盐氮;静置期产生的硝酸盐氮在下一个运行周期的进水期,随水流入强化反硝化生态沟渠(3)中的固体碳源反硝化区(16),被反硝化微生物利用固体碳源为底物,还原为氮气;水中剩余的有机物、SS和总磷在深度净化区(18)被进一步去除。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:所述系统每天进水1次,每次进水时间为0.5~2h,其余时间静置。
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