CN105293841B - 一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水方法,步骤是:依次经过农村污水收集与前处理、人工湿地系统处理和渗滤系统处理。同时公开了农村污水处理的装置,污水经收集管网汇总到总进水管道,总进水管道与前处理单元格栅设备相连,格栅设备和调节池相连,调节池经布水管与第一级表面流人工湿地相连,通过溢流堰依次连接第一、第二、第三和第四级表面流人工湿地,后经过“∟”型溢流排水管与水平潜流渗滤系统相连,潜流渗滤系统经穿孔“Ш”型集水管后通过“─”型直流排水管把处理达标水排出,该方法操作与维护简便,具有景观效果和经济收益,结构简单、投资省,实现对农村分散式生活和养殖污水的高效处理,实现有效保护农村生态环境。

Description

一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水方法及装置
技术领域
[0001] 本发明属于农村污水处理技术领域,具体涉及一种人工湿地和渗滤系统组合深度 处理农村污水方法,同时还涉及一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水的装置, 适合于农村分散式生活和养殖污水处理,本污水处理工艺成本低、运行简单,系统内前后处 理单元依次设置高程差,实现整个处理装置零动力运行,能有效改善农村生态环境,适合农 村推广应用。
背景技术 _
[0002] 当前,我国农村污水排放量不断增加,正成为很多流域的主要氮磷污染来源,导致 了接纳水体以及下游河口和湖泊的水体污染和富营养化,严重破坏水生态环境。农村污水 中氮磷营养物含量高,水质和水量变化系数大,且由于人们居住分散,排水管网不健全,收 集困难,城市污水处理的技术手段工序复杂,运行管理成本高等原因不适于我国农村地区 推广应用。因此针对我国大部分农村地区的污水处理系统严重缺乏的严峻现状,研宄适合 农村污水特质且经济有效的污水处理技术迫在眉睫。人工湿地、人工渗漏处理工艺、氧化 塘、生物滤池等技术是构建污水生态处理模式中常用的处理工艺。根据水流方式,人工湿地 可分为表面流人工湿地和潜流人工湿地。现有研宄表明,人工湿地作为一种污水处理新技 术还存在一些问题:常见的湿地植物生长同化吸收的氮磷占污水总氮磷比例不高,同时,植 物泌氧不能满足湿地中微生物好氧需求。因此,人工湿地还可以进一步改良、发展。鉴于单 一的人工湿地进行污水的深度处理可能会存在用地面积需求大、出水水质变化大及不稳定 等问题。人工渗滤处理技术能去除有机污染物,同时能去除一定程度的氮、磷污染,能有效 解决传统生物处理工艺不能深度脱氮除磷的问题。因此,组合具有建设费用低、易管理等优 点的人工湿地和渗滤系统这两类处理工艺,能获得更好的污水处理效果,是实现农村污水 有效控制的重要方法。
发明内容
[0003] 本发明的目的是在于提供了一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水方 法,该方法针对当前农村分散式污水处理水平低下、农业面源污染日益严峻等环境问题,探 索利用管网集中、格栅池、调节池、人工湿地和渗滤系统形成农村分散式污水的生态组合处 理工艺,实现农村分散式生活和养殖污水的有效处理,达到污水净化及安全排放。
[0004]本发明的另一个目的是在于提供了一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村 污水的装置,该装置建设与运行费用低、操作与维护简便,同时在人工湿地中种植绿狐尾 藻,可作饲料和有机绿肥,实现污水中氮磷养分的资源化再利用。另外,在水质污染低的人 工湿地中可放养鱼、泥鳅、螺丝等,也可获取经济收益,提高本技术在农村地区的可推广性。 [0005]为了实现上述目的,本发明采用以下技术措施:
[0006]农村分散式生活和养猪污水通过管网系统集中,在低地势处依次布设格栅池、调 节池,然后重点构建人工湿地和渗滤系统等处理单元。上述处理单元有机结合,形成一套完 整的分散式农村污水深度处理工艺。
[0007] 一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水方法,其步骤是:
[0008] 1、农村污水收集与前处理:根据处理区内农村分散式生活和养殖污水的排放量, 采用不同规格的PVC管连接,建立污水收集管网。污水汇集后通过总进水管道集中引入格栅 池。格栅池用于过滤、截留大于2cm的悬浮物或漂浮物。通过栅格设备出水进入调节池,调节 池用于沉降污水中固体颗粒、厌氧降解污水中部分有机物。调节池出水通过3mm孔径的网 筛。
[0009] 2、人工湿地处理:网筛出水经“丄”型开孔的布水管道进入第一级表面流人工湿 地,湿地植物是绿狐尾藻。绿狐尾藻具有耐污染、生物量大、生长期长等特点。第一级表面流 人工湿地水深〇.8m,有利于进一步沉淀污水中悬浮颗粒物,种植绿狐尾藻完全覆盖第一级 表面流人工湿地的水表面(即植物覆盖度为100%),绿狐尾藻生长的茎根交错,形成网状结 构,能有效拦截悬浮物质,降低污水的浊度,同时,绿狐尾藻生长同化吸收能去除污水中相 当部分的氮、磷污染;特别地是,绿狐尾藻的根有很强的泌氧能力,在第一级人工湿地系统 根区微环境形成好氧、厌氧条件,有利于污水中氮去除。第二级表面流人工湿地水深0.3-0.4m,绿狐尾藻全覆盖湿地的表面,由于绿狐尾藻的根系可以到达第二级表面流人工湿地 的底泥层,同时绿狐尾藻根系有很强的泌氧作用,因此,第二级绿狐尾藻湿地系统是有较强 的好氧环境,有利于促进好氧微生物分解有机污染物,同时强化微生物硝化-反硝化作用脱 氮,绿狐尾藻生长的根、茎网络能机械性拦截悬浮物质,进一步增加水体的清澈度。第三级 表面流人工湿地水深在〇 • 8-1.0m,在该级湿地种植绿狐尾藻覆盖度为100%,第三级表面流 人工湿地能对水体氮磷污染进行进一步净化处理,从第三级人工湿地排出的净化水体中含 氮磷物质为第四级表面流人工湿地发展水产养殖提供养分。第四级表面流人工湿地水深 1.2-1.5m,通过固定浮框种植绿狐尾藻,种植绿狐尾藻覆盖度为30%-50%,通过种植绿狐 尾藻可以增加水体中含氧量,便于发展水产养殖,同时也有利于进一步净化水质。第一、二、 三、四级人工湿地都设为表面流湿地,分两层,上层是水,下层为底泥层(材料是泥土)。第 一、二、三、四级人工湿地之间分别通过第一、第二、第三溢流堰(宽1.0-1.5m)连接,各级溢 流堰高度差0.1-0.3m。溢流堰能增加水体中溶解氧含量,提高水体中COD和氮去除效果。人 工湿地中绿狐尾藻能快速生长,通过收割绿狐尾藻带走其吸收的氮磷营养元素,同时避免 水体二次污染。
[0010] 3、渗滤系统处理:第四级人工湿地出水通过型溢流排水管进入渗滤系统,渗 滤系统水流方式为水平潜流,沿水流方向分别设置前段为防堵塞的进水布水鹅卵石段(内 设进水和布水管),中段为混合填料渗滤吸附段,后段为防堵塞的集水排水鹅卵石段(内设 集水、出水管)。前段进水处鹅卵石中安装进水和布水管道系统,布水管设计为“n”型并排 穿孔(孔径为3mm) PVC管。中段混合填料渗滤吸附段从下往上由河沙层、混合滤料层和土壤 层构成。底部河沙层的厚度为0.2m。中间的混合滤料层厚度为0.8-1.0m,选用红壤、膨润土、 活性炭、炉渣混合而成的混合滤料,四者质量干重比为6:1:1:2,最上面的土壤层厚度为 0.2-0.3tn。后段集水排水鹅卵石段中安装集水、出水管道系统,设计为“HI”型并排穿孔(孔 径为4.5mm) PVC管,集水管汇总后出口与PVC排水管连接。渗滤系统的出水口比进水口低 0.4m,保证系统中处理后的水能自流排出。渗滤系统中填料具有较好的孔隙度和透水能力, 同时红壤、膨润土、活性炭、炉渣等填料具有大表面积,能有效吸附水中色素、有机碳、氮、磷 等污染物,进一步深度处理污水,经渗滤系统处理后出水达到国豕城镇污水处理排放一级B 类标准。渗滤系统出水达到安全排放水质要求,通过“一”型直流排水管直接排到周边自然 水体。
[0011] 一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水的装置,包括总进水管、格栅池、 调节池、“丄,’型开孔的布水管道、第一级表面流人工湿地、第二级表面流人工湿地、第三级 表面流人工湿地、第四级表面流人工湿地和水平潜流渗滤系统,分散式村民生活和养殖污 水通过管网集中用总进水管道依次与栅格池和调节池相连,调节池通过“丄”型开孔的布水 管道与第一级表面流人工湿地连接,第一级表面流人工湿地通过第一溢流堰与第二级表面 流人工湿地连接,第一、第二级表面流人工湿地表面种植覆盖率为100%的绿狐尾藻,第二 级表面流人工湿地通过第二溢流堰与第三级表面流人工湿地连接,第三级表面流人工湿地 表面种植覆盖率为1〇〇 %的绿狐尾藻,第三级表面流人工湿地通过第三溢流堰与第四级表 面流人工湿地连接,第四级表面流人工湿地表面采用固定浮框种植覆盖率为3〇%-50%的 绿狐尾藻,第一、第二和第三溢流堰之间依次设置高度差〇 • 1-〇 • 3m,第四级表面流人工湿地 通过“1_”型溢流排水管与水平潜流渗滤系统连接,渗滤系统中部为混合填料渗滤吸附段, 混合填料渗滤吸附段从下往上由河沙层、混合滤料层和土壤层构成,底部河沙层的厚度为 0.2tn,中间的混合滤料层厚度为0.8-1.0m,选用红壤、膨润土、活性炭、炉渣混合而成的混合 滤料,最上面的土壤层厚度为〇.2-〇.3m,渗滤系统的进水段和出水段分别设置防堵塞的进 水布水鹅卵石段和集水排水鹅卵石段,进水布水鹅卵石段内铺设“n”型并排穿孔PVC布水 管,集水排水鹅卵石段内铺设“UI”型并排穿孔PVC集水管,集水管汇总后出口与“一”型直流 排水管连接,渗滤系统的出水口比进水口低〇. 4m。
[0012] 所述的调节池出水设置3mm孔径的网筛。
[0013]所述的进水布水鹅卵石段和集水排水鹅卵石段内的鹅卵石粒径为0.5-3cm。
[0014] 所述的红壤和膨润土粒径为过0.2-2mm筛,活性炭为粒径为3mm颗粒状,炉渣粒径 为0.5-5mm,选用土壤为过10mm筛南方红壤。
[0015] 所述的“丄”型开孔的布水管道孔径为3mm,“n”型并排穿孔PVC布水管孔径为3mm, “HI”型并排穿孔PVC集水管孔径为4.5mm,“一”型直流排水管管径为1 lOmra。
[0016] 各处理单元的尺寸和面积设计:格栅池、调节池、第一至四级人工湿地和渗滤系统 的长宽比都为1-3:1。栅格池和调节池面积比按1:20设计,调节池和第一级表面流人工湿地 面积比为1:2.5;第一、二、三、四级表面流人工湿地面积比为1:2:4:10;渗滤系统的长宽比 为1 •5:1,按容积2〇m3设计。具体尺寸根据需要处理的农村污水总量和地形特点稍做调整。 [0017]本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:
[0018]本发明方法工艺流程的设计参考水利工程、生态工程、污水处理工程的相关理论 与技术,有利于服务农村,改善农村生态环境,可结合新农村建设发展整体规划,同时,适应 农村污水成分复杂多变的特点,实现农村分散式生活和养殖污水低投入高效净化和深度处 理。
[0019] 1 •处理效率高、运行效果稳定:本发明方法通过格栅物理拦截污水中大的杂物后, 在调节池$用物理沉降和微生物作用对污水中悬浮物和有机污染物进行初步降解去除;利 用绿狐尾藻的生长快、耐污能力强、根际泌氧能力强的特性,构建第一、二、三级表面流人工 湿地,作为污水强化处理单元,对污水进行强化处理,去除大部分有机物、氮、磷污染;第四 级人工湿地和渗滤系统作为深度处理单元,实现出水达标排放。该处理工艺避免了单一处 理类型只能处理某些污染物质或某个浓度范围的污染物质的污水处理模式,处理出水透 明、清澈,无异味。排水中(^00、总隣、总氮和氨氮分别低于6〇11^几、111^几、2〇11^凡和811^凡,出 水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002) —级B标准,出水水质 稳定,本发明方法对农村污水C0D、氮、磷达到深度处理效果。
[0020] 2•运行时间长,冬季也能有效处理污水:本发明设计的工艺运行期间主要是维护 好绿狐尾藻的生长,在保证适度收割绿狐尾藻后(避免二次污染),就能有效稳定系统的运 行状况,同时绿狐尾藻的生长周期长(在南方有10-11个月/年)及配套渗滤系统一起使用, 整个系统在冬季也能满足当地的污水处理要求。
[0021] 3.改善生态环境:本发明农村污水处理系统可以做到让处理农村区域地表不见污 水,农村污水处理后达标排放进入下游河道,能有效控制农业面源污染;同时表面流人工湿 地种植绿狐尾藻,具有很好的观赏价值。
[0022] 4•建设运行费用低、管理简单:根据工艺流程中不同处理单元的特点,使用多为农 村易获取的材料如河沙、鹅卵石、炉渣、红壤等,建设成本低。整个系统管理工作主要是人工 湿地的绿狐尾藻收割、除虫等,管理简单。以构建一个日处理能力40t/d的本发明处理工艺 系统来说,需要利用土地面积约2000m2 (60-70%的面积可用于水产养殖),前期投资费用约 6-7万元。工程运行开始后,人工费和维护修缮费主要包括需日常维护人员负责植物防虫、 收割管理等,月工资500-800元/月),整个组合工艺一年运行总成本较低。处理污水在构建 的处理工艺系统实现自流、达到“零动力”运行要求,动力费为0元/年。
[0023] 5.良好的经济效益:本发明能有效处理农村分散式生活和养殖污水,有效控制农 业面源污染;各级湿地收割的绿狐尾藻在满足饲料安全生产的条件下,制作禽畜(鸡、鸭、鹅 和猪)饲料,也可作有机肥;另外,在养殖废水处理达标的情况下,第四级表面流人工湿地可 养殖鱼、泥鳅、螺丝等水产动物,创造经济效益,便于该发明技术在农村推广应用。
附图说明
[0024]图1为一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水方法的净化流程示意图。 [0025]图2为一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水装置的结构示意图。
[0026] 其中:1 •总进水管,2•格栅池,3.调节池,4.“丄”型开孔的布水管道,5.第一级表面 流人工湿地,6 •绿狐尾藻,7 •底泥,8a.第一溢流堰,8b.第二溢流堰,8c.第三溢流堰,9 •第二 级表面流人工湿地,10.第三级表面流人工湿地,11.第四级表面流人工湿地,12 •固定浮框, 13 • “L”型溢流排水管,14.渗滤系统,15.进水布水鹅卵石段,16 • “II”型并排穿孔PVC布水 管(孔径为3mm),17.混合填料渗滤吸附段,18.集水排水鹅卵石段,19. “III”型并排穿孔PVC 集水管(孔径为4.5mm),20. “一”型直流排水管。
具体实施方式
[0027]实施例1(如图1所示):
[0028] 一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水的装置,包括总进水管1、格栅池 2、调节池3、“丄”型开孔的布水管道4、第一级表面流人工湿地5、第二级表面流人工湿地9、 第三级表面流人工湿地10、第四级表面流人工湿地11和渗滤系统14,分散式村民生活和养 殖污水通过管网集中用总进水管1依次与栅格池2和调节池3相连,调节池3通过“丄”型开孔 的布水管道4 (孔径为3mm)与第一级表面流人工湿地5连接,第一级表面流人工湿地5通过第 一溢流堰8a与第二级表面流人工湿地9连接,第一、第二级表面流人工湿地表面种植覆盖率 为100%的绿狐尾藻6,第二级表面流人工湿地9通过第二溢流堰8b与第三级表面流人工湿 地10连接,第三级表面流人工湿地10表面种植覆盖率为100 %的绿狐尾藻6,第三级表面流 人工湿10地通过第三溢流8c堰与第四级表面流人工湿地11连接,第四级表面流人工湿地11 表面采用固定浮框12种植覆盖率为30%_50%的绿狐尾藻6,第一、第二和第三溢流堰之间 依次设置高度差o.l-o.3m,第四级表面流人工湿地11通过“匕”型溢流排水管13与水平潜流 渗滤系统14连接,渗滤系统14中部为混合填料渗滤吸附段17,混合填料渗滤吸附段17从下 往上由河沙层、混合滤料层和土壤层构成,底部河沙层的厚度为0.2m,中间的混合滤料层厚 度为0.8-1.0m,选用红壤、膨润土、活性炭、炉渣混合而成的混合滤料,最上面的土壤层厚度 为0.2-0.3m,渗滤系统14的进水段和出水段分别设置防堵塞的进水布水鹅卵石段15和集水 排水鹅卵石段18,进水布水鹅卵石段15内铺设“n”型并排穿孔PVC布水管16 (孔径为3mm), 集水排水鹅卵石段18内铺设“HI”型并排穿孔PVC集水管19 (孔径为4.5_),集水管汇总后出 口与“一”型直流排水管20 (管径为110mm)连接,渗滤系统14的出水口比进水口低0 • 4m。
[0029] 所述的调节池3出水设置3mm孔径的网筛。
[0030] 所述的进水布水鹅卵石段15和集水排水鹅卵石段18内的鹅卵石粒径为0.5-3cm。 [0031] 所述的红壤和膨润土粒径为过0.2-2mm筛,活性炭为粒径为3mm颗粒状,炉渣粒径 为0.5-5mm,选用土壤为过10mm筛南方红壤。
[0032]所述的第一、二、三、四级人工湿地都设为表面流湿地,分两层,上层是水,下层为 底泥层(材料是泥土)。
[0033] 实施例2
[0034]选取我国南方某农村一集水片区的分散式农民生活和养殖污水为处理对象,该片 区有45户人家,常住人口 158人,15户生猪养殖户,生猪养殖头数1000头左右,片区中生活和 养殖污水分别有化粪池和沼气池进行初级处理,但污水处理后还不能达标排放。根据本发 明将人工湿地和渗滤系统组合深度处理工程建立在地势较低的农田附近,可实现农村生活 和养殖污水沼气池处理排水管网集中、自流输送(不需要提供动力)。本设计处理工程接受 水力总负荷约40t/d,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918--2002) — 级B标准。
[0035] —种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水方法,其步骤是:
[0036] 1、研宄的农村片区污水收集与前处理:
[GG37]根据研究区污水排放量选择合适尺寸的管道(《给水排水设计手册第5册》)连接各 家各户的污水出口,材料选择根据相关标准执行,管材选用PVC管(按GB/T13663规定执行)。 研究区污水通过管网集中到一个总进水管(管直径250mm)被送入处理工程的格栅池(长2m X宽0 • 5m X深〇. 6m,面积2m2)。格栅池对进入污水进行初沉淀去除大颗粒杂物和栅格截留 去除大的悬浮物或漂浮物。格栅池连着调节池,从栅格池溢流出水中颗粒态悬浮物及泥沙 在调节池(长8m X宽5m X深0.8m,面积40m2)进一步发生物理沉淀截留,调节池蓄水可调节 深度0.4m。有特殊情况如进水连续多日偏少,可引入清水、补充第一级表面流人工湿地的水 量,保证系统各处理单元的水位。
[0038] 2、人工湿地处理:
[0039] 采用“丄”型布水管道(在横管上均匀打上2mm孔)把调节池出水分散输入第一级表 面流人工湿地(长12m X宽8 • 5m X深0 • 8m,面积1 〇2m2)。增加水深有利于缓冲调节池出水流 速,增加污水中悬浮颗粒物沉淀效果。种植的绿狐尾藻耐污能力强、生物量大、生长周期长, 能有效吸收去除污水中较高的N、P、⑶D。第一级表面流人工湿地处理后出水通过第一溢流 堰(宽lm)自流至第二级表面流人工湿地(长l5mX宽l3mX深0.3m,面积19¾2)。第二级表面 流人工湿地处理后出水通过第二溢流堰(宽lm)自流至第三级表面流人工湿地(长2〇mX宽 20mX深0.8m,面积400m2)。第三级表面流人工湿地处理后出水通过第三溢流堰(宽lm)自流 至第四级表面流人工湿地(长48mX宽20mX深1.5m,面积960m2)。第一、二、三级表面流人工 湿地种植绿狐尾藻密度都为覆盖度1〇〇 %。经过前三级人工湿地处理后,第四级表面流人工 湿地中水质适合放养水产动物(鱼、泥鳅、螺丝),为便于发展水产养殖以及稳定养殖水质, 该级湿地种植绿狐尾藻密度为覆盖度30 %或40 %或50 %。人工湿地的边界用水泥硬化,防 止水侧渗。第四级人工湿地出水通过“1-”型溢流排水管进入渗滤系统。
[0040] 3、渗滤系统处理:
[0041] 第四级表面流人工湿地出水经由“L”型PVC溢流管连接至渗滤系统的进水口。渗 滤系统中水流方式为水平潜流,滤料选用鹅卵石、河沙、红壤、膨润土、活性炭和炉渣。沿水 流方向分为三段:前段进水布水鹅卵石段(鶴卵石粒径为〇. 5-3cm),防止堵塞,同时在鹅卵 石中安装“II”型并排穿孔(孔径为3mm) PVC管作为布水管道系统;中间是混合填料渗滤吸附 段,起到渗滤、吸附作用,从下往上由河沙层(厚度〇.2m)、混合滤料层(厚度1.0m)和土壤层 (厚度〇.3m)构成。其中混合滤料层选用红壤、膨润土、活性炭、炉渣混合而成,四者质量干重 比为6:1:1:2。滤料填充前,进行过筛和筛选,红壤和膨润土过2mm筛,活性炭选用3mm粒径, 炉渣粒径为〇.5-5mm,上层土壤层为过10mm筛红壤;后段为集水排水鹅卵石段,同样铺设鹅 卵石(粒径为0.5-3cm)并在其中安装“UI”型并排穿孔(孔径为4.5mm) PVC管作为集水和出水 管道系统。渗滤系统的进水比出水口高0.4m,出水经“一”型直流排水管(管径1 l〇mm)直排进 入自然水体。
[0042] 4、运行效果:
[0043]中国科学院亚热带农业生态研宄所按照本发明方法,以“十三五”国家科技支撑计 划项目为支撑,于2014年3月设计建设了“人工湿地和渗滤系统组合处理农村污水”的试验 示范工程,该工程位于长沙市下属乡镇,2014年5月开始运行使用。示范工程处理该村一片 区农户的分散式养殖及生活污水。运行期间,进水水质C0D、总氮、氨氮和总磷各指标月平均 浓度分别为462.3、274 • 9、IS 1 •5、15 • 4mg/L,四级人工湿地处理后,C0D、总氮、氨氮和总磷的 去除率在60 %〜80 %,经过渗滤系统进一步的深度处理后,最终出水COD、总氮、氨氮和总磷 的平均浓度分别为43_0、15_5、8_04、1.30!1^凡,各水质指标的平均去除率达到90.7%、 94 •3 %、95 • 6 %、91.6 %,污水处理效果稳定达标。整个工程对污水处理效果好,运行管理方 便,且投资少有收益,适合在经济社会条件发展受限制的农村地区推广,有利于改善农村生 态环境,促进社会和谐发展。
[0044] 5、运行费用:
[0045] (1)动力费为0元/年;(2)人工费和维护修缮费:人工费约0.6万元/年(需日常维护 人员1名,负责杂物清除、植物补种、收割管理等,月工资500元/月),湿地植物除虫药剂费和 运输成本费等约〇. 3万元,整个组合工艺一年运行总成本为0.9万元左右。

Claims (6)

1. 一种人工湿地和渗滤系统组合深度处理农村污水的方法,其步骤是: A、 农村污水收集与前处理:根据处理区内农村分散式生活和零散养殖污水的排放特 征,建立污水收集管网,污水汇集后通过总进水管道引入格栅池,格栅池用于过滤大于2cm 的漂浮物,格栅池出水进入用于沉降污水中悬浮颗粒物同时厌氧降解部分有机污染物的调 节池,调节池出水通过3_孔径的网筛; B、 人工湿地处理:网筛出水经丄型开孔的布水管道进入第一级表面流人工湿地,湿地 种植覆盖度为1〇〇%的绿狐尾藻,第一级表面流人工湿地水深〇.8m,绿狐尾藻生长的茎根交 错,形成网状结构,第一级表面流人工湿地出水经第一溢流堰进入第二级表面流人工湿地, 第二级表面流人工湿地水深0 • 3-0 • 4m,种植覆盖度为100%的绿狐尾藻,绿狐尾藻的根系到 达第二级表面流人工湿地的基质层,第二级表面流人工湿地出水经第二溢流堰进入第三级 表面流人工湿地,第三级表面流人工湿地水深〇 • 8-1. 〇m,种植绿狐尾藻覆盖度为100%,第三 级表面流人工湿地出水经第三溢流堰进入第四级表面流人工湿地,第四级表面流人工湿地 水深1 • 2-1 • 5m,通过固定浮框种植绿狐尾藻,种植绿狐尾藻覆盖度为30-50%,第一、二、三溢 流堰宽1 • 0-1.5m,第一、二、三溢流堰间依次设置高度差〇 • 1-0 • 3m,第一、二、三、四级表面流 人工湿地的基质都为泥土,人工湿地中绿狐尾藻能快速生长,通过收割绿狐尾藻带走其吸 收的氮磷营养元素,同时避免水体二次污染; C、 渗滤系统处理:第四级人工湿地出水通过I-型溢流排水管进入渗滤系统,渗滤系统 水流方式为水平潜流,沿水流方向前、中、后段分别设置进水布水鹅卵石段、混合填料渗滤 吸附段、集水排水鹅卵石段,前段进水布水处鹅卵石中安装进水和布水管道系统,布水管设 计为n型并排穿孔PVC,中段混合填料渗滤吸附段从下往上布设河沙层、混合滤料层和土壤 层,河沙层的厚度为〇 • 2m,混合滤料层厚度为0 • S-1 • 〇m,选用红壤、膨润土、活性炭、炉渣按 质量干重比为6:1:1:2混合而成的混合滤料,土壤层厚度为〇.2_〇.3m,后段集水排水鹅卵石 段中安装集水、出水管道系统,设计为型并排穿孔PVC管,渗滤系统的出口与PVC排水管连 接,渗滤系统的出水口比进水口低0.4 m,渗滤系统进一步深度处理污水,经渗滤系统处理 后出水达到国家城镇污水处理排放一级B类标准。
2. —种采用权利要求1所述方法处理农村污水的装置,包括总进水管(1)、格栅池(2)、 调节池(3)、丄型开孔的布水管道(4)、第一级表面流人工湿地(5)、第二级表面流人工湿地 (9)、第三级表面流人工湿地(1〇)、第四级表面流人工湿地(11)和水平潜流渗滤系统(14), 其特征在于:分散式村民生活和养殖污水通过管网集中用总进水管(1)依次与栅格池(2)和 调节池(3)相连,调节池(3)通过丄型开孔的布水管道(4)与第一级表面流人工湿地(5)连 接,第一级表面流人工湿地(5)通过第一溢流堰(8a)与第二级表面流人工湿地(9)连接,第 一、第二级表面流人工湿地表面种植覆盖率为100%的绿狐尾藻(6),第二级表面流人工湿地 (9)通过第二溢流堰(8b)与第三级表面流人工湿地(10)连接,第三级表面流人工湿地(1〇) 表面种植覆盖率为100%的绿狐尾藻(6),第三级表面流人工湿地(10)通过第三溢流堰(8c) 与第四级表面流人工湿地(11)连接,第四级表面流人工湿地(11)表面采用固定浮框(12)种 植覆盖率为30%_50%的绿狐尾藻¢),第一、第二和第三溢流堰之间依次设置高度差〇 • 1-〇 •3 m,第四级表面流人工湿地(11)通过匕型溢流排水管(13)与水平潜流渗滤系统(14)连接,水 平潜流渗滤系统(14)中部为混合填料渗滤吸附段(I7),混合填料渗滤吸附段(17)从下往上 由河沙层、混合滤料层和土壤层构成,底部河沙层的厚度为〇 • 2m,中间的混合滤料层厚度为
0. 8-1 • Om,选用红壤、膨润土、活性炭、炉渣混合而成的混合滤料,最上面的土壤层厚度为 0.2-0.3m,水平潜流渗滤系统(14)的进水段和出水段分别设置防堵塞的进水布水鹤卵^段 (15) 和集水排水鹅卵石段(18),进水布水鹅卵石段(15)内铺设n型并排穿孔PVC布水管 (16) ,集水排水鹅卵石段(18)内铺设UI型并排穿孔PVC集水管(⑼,集水管汇总后出口与— 型直流排水管(20)连接,水平潜流渗滤系统(14)的出水口比进水口低〇. 4 m。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述的调节池(¾出水设置3 mm孔径的网 筛。
4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述的进水布水鹅卵石段(15)和集水排水 鹅卵石段(18)内的鹅卵石粒径为0.5-3cm。
5.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述的红壤和膨润土粒径为过〇. 2-2mm筛, 活性炭为粒径为3mm颗粒状,炉渣粒径为0.5-5mm,选用土壤为过1〇 mm筛南方红壤。
6.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述的丄型开孔的布水管道(4)孔径为 3mm,II型并排穿孔PVC布水管(I6)孔径为型并排穿孔pvc集水管(19)孔径为4.5mm, 一型直流排水管(20)管径为11 Omm。
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Assignee: GUANGDONG ZIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION Co.,Ltd.

Assignor: INSTITUTE OF SUBTROPICAL AGRICULTURE, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

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Denomination of invention: Constructed wetland and infiltration system-combined rural sewage deep processing method and apparatus

Granted publication date: 20180202

License type: Common License

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