CN105110562A - 一种农田废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农田废水的处理方法，属于废水处理技术领域。该方法包括以下步骤：(1)将收集至调蓄池内的农田废水排入种植有常绿漂浮植物的植物强化沉淀塘；(2)经过植物强化沉淀塘处理之后的农田废水进入上升流的多级渗滤系统；(3)经过多级渗滤系统处理之后的农田废水进入生物稳定塘；(4)经过生物稳定塘处理之后的农田废水进入多级表层流湿地。将含有高硝态氮污染物的农田废水的处理采用以厌氧反硝化为主、生态湿地过滤以及植物吸收为辅的处理工艺，解决了其他农田废水处理方法中的处理效果差、投资和维护费用高等问题，具有明显的环境效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种农田废水的处理方法。
背景技术
农田灌溉废水与生活污水有着很大的不同。农田灌溉废水，尤其是蔬菜种植区的灌溉废水，由于化肥和农药施用量较大，主要污染为氮、磷等营养物质，且氮主要以硝态氮形式存在，pH值没有较大变动。其主要特点是量少、面广、分散、水质水量波动大等特点。目前全国大部分种植区域的灌溉废水仍得不到有效处理，农田灌溉废水不仅破坏了当地的生态环境.同时也是地表水污染的主要来源之一。
目前，农田灌溉废水的处理技术已经成为国内外农业面源污染控制的一种新概念，对于农田灌溉废水的污染治理，我国还未形成较为有效合理的处置技术，绝大部分是未经处理直接排放，极少数通过生态湿地进行降解处理，但效果很不明显，近年来为了改善这些不足，开展了很多研究，技术不断进步，弥补了以前很多的不足之处。
目前农田废水主要通过单一型式的自然湿地或人工湿地来进行处理，但该方法存在占地面积大以及处理效果不理想等缺点。公告号为CN2823255Y的专利文献公开了一种农田废水处理装置，所述处理装置的水槽中自下而上堆砌块状木炭层，每块木炭都附着优势微生物膜层，木炭层上面覆盖着水生植被层。木炭层作为微生物和水生植被的载体，具有很强的吸附能力，它能将溶解在废水中的肥分(N、P)和有机农药富积到木炭(固体)表面而与水分分离开来，肥分被其上的微生物和植被作为营养物吸收变成生物体的组成部分，农药则作为碳源与微生物发生生物化学反应生成小分子物质(如CO2、H2O等)，从而实现农田废水达标排放。虽然该装置可以有效地处理农田废水，但是该装置体积较小，处理规模难以扩大，并且易造成堵塞，需要时常更换木炭。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种农田废水的处理方法，处理规模大，并且可以有效快速地净化农田废水。
一种农田废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)将收集至调蓄池内的农田废水排入种植有常绿漂浮植物的植物强化沉淀塘；
(2)经过植物强化沉淀塘处理之后的农田废水进入上升流的多级渗滤系统；
(3)经过多级渗滤系统处理之后的农田废水进入生物稳定塘；
(4)经过生物稳定塘处理之后的农田废水进入多级表层流湿地。
本发明在植物强化沉淀塘内设置植物栅进行导流，并且种植净化能力较强的常绿漂浮植物(例如凤眼莲、睡莲、水芹菜等)，通过生物助凝、吸附、周丛生物(包括微生物)降解以及营养盐吸收同化等机制净化污水，同时为多级渗滤系统补充碳源。
多级渗滤系统主要作用为生物膜过滤、复合基质吸附浓缩以及植物吸收净化，以去除氮、磷为主要目标。
生物稳定塘对污染物的去除主要通过三种途径：一是助凝沉淀的作用，漂浮植物分泌类似助凝剂的物质向水中释放，使悬浮、胶体态的污染物得以加速沉淀去除；二是漂浮植物对有机物以及氮、磷营养物质的吸收作用；三是塘内厌氧菌、兼性菌的微生物作用，分解大分子有机物，使水体得以均质化处理，有利于后续表流湿地的净化。
多级表层流湿地大气复氧快、水体光照充足，使好氧菌、根区生物膜得以快速增长，有利于污染物的去除，微生物的作用近似于好氧氧化塘作用机理；大面积、高生物量的水生植物大量吸收水体中的污染物，通过植物收获而去除；自然土基质也能通过拦截、化学反应去除一部分污染物。
本发明通过上述处理工艺将含有高硝态氮污染物的农田废水的处理采用以厌氧反硝化为主、生态湿地过滤以及植物吸收为辅的处理工艺；为了节省能耗，本发明可以利用农田废水的重力自流经过整个处理系统进行降解。
作为优选，所述多级渗滤系统的填料为沸石分子筛。
作为优选，所述沸石分子筛的通式为(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O。
该物质是呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质，是30多种火山岩族矿物的总称。该物质不仅可通过选择性催化以减少副产品的生成、提高反应原料的利用率，而且可以通过结构调整、负载改性等手段形成生产所需的功能催化材料。其对有机污染物的吸附能力主要取决于有机分子的极性和大小，含有极性基团的有机物分子能与沸石分子筛的表面发生强吸附作用，从而达到去除污染物的目的。
作为优选，所述多级渗滤系统的级数为≥2，具体级数视农田区域面积及废水量而定。
作为优选，所述的多级表层流湿地的水深小于0.5m。
作为优选，所述的多级表层流湿地的级数为≥2，具体级数视农田区域面积及废水量而定。
作为优选，所述多级表层流湿地之间设置有快速渗滤墙系统。经过厌氧-好氧处理后的废水通过快速渗滤墙系统，使得水体中的氨氮、有机物等被该系统中的填料吸附截流。
作为优选，所述快速渗滤墙系统的填料为沸石分子筛。采用高孔隙率和高比表面积的填料，对氨氮、有机物等进行吸附截留，同时起到均匀布水的作用。
作为优选，所述快速渗滤墙系统的埂上种植挺水植物。利用挺水植物根系吸收一部分水体中的污染物，同时省去了填料的化学再生。
作为优选，所述挺水植物为芦、蒲草、荸荠、莲或水芹。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明将含有高硝态氮污染物的农田废水的处理采用以厌氧反硝化为主、生态湿地过滤以及植物吸收为辅的处理工艺，解决了其他农田废水处理方法中的处理效果差、投资和维护费用高等问题，设备简单、工艺稳定可靠，一次性投资较低，管理维护运行费用较低，出水水质好，又能起到美化景观的作用，具有明显的环境效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为水利流程剖面图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，(1)将收集至调蓄池1内的农田废水排入种植有常绿漂浮植物的植物强化沉淀塘2；
(2)经过植物强化沉淀塘2处理之后的农田废水进入上升流的多级渗滤系统3，其中多级渗滤系统的填料为沸石分子筛，沸石分子筛的通式为(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O；填料厚度为8～15cm；本实施例以4级渗滤系统为例；
(3)经过多级渗滤系统3处理之后的农田废水进入生物稳定塘4；
(4)经过生物稳定塘4处理之后的农田废水进入多级表层流湿地5，本实施例中以2级表层流湿地为例。
应用例1
云南省通海县六一村蔬菜种植区生产废水净化示范工程
本工程涉及的对象云南省通海县六一村蔬菜种植区，位于云南省九大高原湖泊之一的杞麓湖北岸，项目区域耕地3153亩，其中蔬菜种植面积约1103亩。建设规模处理水量取6000m3/d，最大处理规模为7500m3/d，经实施例1处理之后，水质检测结果表明，各项指标均超出地表水环境质量标准Ⅴ类水质，且水质波动较大；水体中DO含量大于地表水Ⅱ类标准，NH3-N含量仅占TN的1/3-1/5，NO3-N的含量较大。采用实施例1中的工艺进行处理后，CODCr去除率>80％，NO3-N去除率>70％，NH3-N去除率>60％，TP去除率>50％，由于系统可依据地势设置，完全依靠自流进入各级处理单元，无需使用水泵提升，无能耗产生。
实施例2
如图1和图2所示，(1)将收集至调蓄池1内的农田废水排入种植有常绿漂浮植物的植物强化沉淀塘2；
(2)经过植物强化沉淀塘2处理之后的农田废水进入上升流的多级渗滤系统3，其中多级渗滤系统的填料为沸石分子筛，沸石分子筛的通式为(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O；填料厚度为8～15cm；本实施例以3级渗滤系统为例；
(3)经过多级渗滤系统3处理之后的农田废水进入生物稳定塘4；
(4)经过生物稳定塘4处理之后的农田废水进入多级表层流湿地5，本实施例中以3级表层流湿地为例。
应用例2
云南省通海县六一村蔬菜种植区生产废水净化示范工程
本工程涉及的对象云南省通海县六一村蔬菜种植区，位于云南省九大高原湖泊之一的杞麓湖北岸，项目区域耕地3153亩，其中蔬菜种植面积约1103亩。建设规模处理水量取6000m3/d，最大处理规模为7500m3/d，经实施例2处理之后，水质检测结果表明，各项指标均超出地表水环境质量标准Ⅴ类水质，且水质波动较大；水体中DO含量大于地表水Ⅱ类标准，NH3-N含量仅占TN的1/3-1/5，NO3-N的含量较大。采用实施例2中的工艺进行处理后，CODCr去除率>80％，NO3-N去除率>70％，NH3-N去除率>60％，TP去除率>50％，由于系统可依据地势设置，完全依靠自流进入各级处理单元，无需使用水泵提升，无能耗产生。
实施例3
如图1和图2所示，(1)将收集至调蓄池1内的农田废水排入种植有常绿漂浮植物的植物强化沉淀塘2；
(2)经过植物强化沉淀塘2处理之后的农田废水进入上升流的多级渗滤系统2，其中多级渗滤系统的填料为沸石分子筛，沸石分子筛的通式为(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O；填料厚度为8～15cm；本实施例以3级渗滤系统为例；
(3)经过多级渗滤系统3处理之后的农田废水进入生物稳定塘4；
(4)经过生物稳定塘4处理之后的农田废水进入多级表层流湿地5，本实施例中以3级表层流湿地为例。
应用例3
云南省通海县六一村蔬菜种植区生产废水净化示范工程
本工程涉及的对象云南省通海县六一村蔬菜种植区，位于云南省九大高原湖泊之一的杞麓湖北岸，项目区域耕地3153亩，其中蔬菜种植面积约1103亩。建设规模处理水量取6000m3/d，最大处理规模为7500m3/d，经实施例3处理之后，质检测结果表明，各项指标均超出地表水环境质量标准Ⅴ类水质，且水质波动较大；水体中DO含量大于地表水Ⅱ类标准，NH3-N含量仅占TN的1/3-1/5，NO3-N的含量较大。采用实施例3中的工艺进行处理后，CODCr去除率>80％，NO3-N去除率>70％，NH3-N去除率>60％，TP去除率>50％，由于系统可依据地势设置，完全依靠自流进入各级处理单元，无需使用水泵提升，无能耗产生。
Claims (10)
1.一种农田废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将收集至调蓄池内的农田废水排入种植有常绿漂浮植物的植物强化沉淀塘；
(2)经过植物强化沉淀塘处理之后的农田废水进入上升流的多级渗滤系统；
(3)经过多级渗滤系统处理之后的农田废水进入生物稳定塘；
(4)经过生物稳定塘处理之后的农田废水进入多级表层流湿地。
2.如权利要求1所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述多级渗滤系统的填料为沸石分子筛。
3.如权利要求1所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述沸石分子筛的通式为(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O。
4.如权利要求1所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述多级渗滤系统的级数为≥2。
5.如权利要求1所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述的多级表层流湿地的水深小于0.5m。
6.如权利要求1所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述的多级表层流湿地的级数为≥2。
7.如权利要求1所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述多级表层流湿地之间设置有快速渗滤墙系统。
8.如权利要求7所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述快速渗滤墙系统的填料为沸石分子筛。
9.如权利要求7所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述快速渗滤墙系统的埂上种植挺水植物。
10.如权利要求9所述的农田废水的处理方法，其特征在于，所述挺水植物为芦苇、蒲草、荸荠、莲或水芹。
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