CN112093900A - 湖泊外源污水净化系统 - Google Patents

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CN112093900A
CN112093900A CN202010889226.7A CN202010889226A CN112093900A CN 112093900 A CN112093900 A CN 112093900A CN 202010889226 A CN202010889226 A CN 202010889226A CN 112093900 A CN112093900 A CN 112093900A
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赵金
杨恒
路凯文
何文丽
王彦芳
聂宜文
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China Metallurgical Industry Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种湖泊外源污水净化系统，所述系统包括：第一截流部、截流管道、污水处理部和排放管道，其中，所述第一截流部的输入端与排污管道的输出端连通，所述第一截流部的输出端与所述截流管道的输入端连通，所述截流管道的输出端与所述污水处理部的输入端连通，所述污水处理部的输出端与所述排放管道的输入端连通。该系统能够通过对高负荷的生活污水进行高效地收集与净化，并将净化后的水再次循环利用，提高了污水净化过程中的有效性和效率，提升了排放流域内的水环境质量以及水污染治理效果。

Description

湖泊外源污水净化系统
技术领域
本申请涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种湖泊外源污水净化系统。
背景技术
目前，在临近农村地区水域的水污染治理中，通常存在农村生活污水直排、农田径流雨水直排以及通过溪流、沟渠间接排入湖泊的情况。此类外源水污染治理措施尚不完善。尤其，在湖泊岸带大范围濒临村庄的情况，采用有效的湖泊外源污水净化系统控制外部排放污染源，在现有的技术体系里较为匮乏。
发明内容
本申请旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提供一种湖泊外源污水净化系统，用于解决现有技术中存在的无法有效地对污水进行净化的技术问题。
为达到上述目的，本申请第一方面实施例提供了一种湖泊外源污水净化系统，包括：
第一截流部、截流管道、污水处理部和排放管道，其中，所述第一截流部的输入端与排污管道的输出端连通，所述第一截流部的输出端与所述截流管道的输入端连通，所述截流管道的输出端与所述污水处理部的输入端连通，所述污水处理部的输出端与所述排放管道的输入端连通。
根据本申请的一个实施例，所述污水处理部包括：污水处理站和污水生态处理区；所述污水处理站的输入端与所述截流管道的输出端连通，所述污水处理站的输出端与所述污水生态处理区的输入端连通，所述污水生态处理区的输出端与所述排放管道的输入端连通。
根据本申请的一个实施例，所述污水处理站的输出端还与所述排放管道的输入端连通。
根据本申请的一个实施例，所述排放管道的输出端与农田中的灌溉通道的输入端连通。
根据本申请的一个实施例，所述排放管道的输出端接入附近水域。
根据本申请的一个实施例，还包括：第二截流部和生态流通沟渠，其中，所述第二截流部的输入端与所述排污管道的输出端连通，所述第二截流部的输出端与所述生态流通沟渠的输入端连通，所述生态流通沟渠的输出端与所述污水处理部的输入端连通。
根据本申请的一个实施例，还包括：所述第二截流部的输入端还与农田中的灌溉通道的输出端连接。
根据本申请的一个实施例，所述生态流通沟渠的输出端与所述污水生态处理区的输入端连通。
根据本申请的一个实施例，所述污水生态处理区包括：护坡、由所述护坡围成的植物种植域以及防渗底层。
根据本申请的一个实施例，所述污水生态处理区还包括：所述植草种植域包括填充有生态填料的浮动湿地。
本申请实施例提供的湖泊外源污水净化系统，包括第一截流部、截流管道、污水处理部和排放管道，其中，所述第一截流部的输入端与排污管道的输出端连通，所述第一截流部的输出端与所述截流管道的输入端连通，所述截流管道的输出端与所述污水处理部的输入端连通，所述污水处理部的输出端与所述排放管道的输入端连通。该系统能够通过对高负荷的生活污水进行高效地收集与净化，并将净化后的水再次循环利用，提高了污水净化过程中的有效性和效率，提升了排放流域内的水环境质量以及水污染治理效果。
附图说明
图1是本申请公开的一个实施例的湖泊外源污水净化系统的结构示意图；
图2是本申请公开的另一个实施例的湖泊外源污水净化系统的结构示意图；
图3是本申请公开的又一个实施例的湖泊外源污水净化系统的结构示意图；
图4是本申请公开的再一个实施例的湖泊外源污水净化系统的结构示意图；
图5是本申请公开的一个实施例的净化网络的结构示意图。
图中：
100-湖泊外源污水净化系统；10-第一截流部；20-截流管道；30-污水处理部；40-排放管道；50-排污管道；60-灌溉通道；70-附近水域；80-第二截流部；90-生态流通沟渠。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的湖泊外源污水净化系统。
图1是本申请公开的一个实施例的湖泊外源污水净化系统的结构示意图。
如图1所示，本实施例中的湖泊外源污水净化系统100，包括：第一截流部10、截流管道20、污水处理部30和排放管道40。
第一截流部10，用于将从排污管道50(图中未示出)内流入的污水进行截流。其中，第一截流部10的输入端与排污管道50的输出端连通，输出端与截流管道20的输入端连通。
需要说明的是，生活污水可经由排污管道50流入第一截流部10。可选地，针对农村生活污水排放的应用场景，可直接通过排污管道50收集生活污水，并将通过排污管道50收集到的农村生活污水流入第一截流部10。由此，本申请提出的湖泊外源污水净化系统不仅利于高效地收集污水，还能够减少进入湖泊外源污水净化系统100中的管道数量，提高了污水净化过程中的有效性和效率。
需要说明的是，本申请中，对于第一截流部10的选型及截流倍数等不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。可选地，可以设置第一截流部10为截流倍数为1～3倍、采用预制一体化的塑料第一截流部10。
截流管道20，用于收集高负荷污水，例如生活污水等。其中，截流管道20的输入端与第一截流部10的输出端连通，输出端与污水处理部30的输入端连通。
举例而言，截流管道20可以将高负荷的生活污水进行收集，收集到的出水流往污水处理部30的输入端。
需要说明的是，本申请中，对于截流管道20的选型不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。可选地，可以设置截流管道20为采用高密度聚乙烯(High DensityPolyethylene，简称HDPE)双壁波纹管的截流管道20。
污水处理部30，用于对截流管道20收集到的高负荷污水进行净化处理。其中，污水处理部30的输入端与截流管道20的输出端连通，输出端与排放管道40的输入端连通。
举例而言，污水处理部30可以对截流管道20收集到的高负荷的生活污水进行净化处理，处理后的出水流往排放管道40的输入端。
需要说明的是，污水处理部的设置工艺可以选取厌氧/好氧(Anaerobic/Oxic，简称A/O)生物接触氧化工艺、以及在厌氧-缺氧/好氧(Anaerobic-Anoxic/Oxic，简称A2/O)工艺的基础上于前端加入水解酸化单元并结合移动床生物膜反应器的预脱硝-厌氧-缺氧/好氧-移动床生物膜反应器(A3/O Moving Bed Biofilm Reactor，简称A3/O-MBBR)工艺等。
排放管道40，用于排放污水处理部30处理后的出水。其中，排放管道40的输入端与污水处理部30的输出端连通，输出端与可利用净化处理后的出水的区域的输入端连通。
举例而言，排放管道40可以将排放污水处理部30处理后的出水排入附近湖泊。
需要说明的是，本申请中，对于排放管道40的选型不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。可选地，可以设置排放管道40为采用聚乙烯(Polyethylene，简称PE)管的排放管道40。
由此，本申请提出的湖泊外源污水净化系统，包括第一截流部、截流管道、污水处理部和排放管道。可选地，通过第一截流部将从排污管道内流入的高负荷污水进行截流，截流后的出水通过截流管道流入污水处理部，污水处理部对高负荷污水进行净化处理，并控制出水流经排放管道进行排放。由此，该系统能够通过对高负荷的生活污水进行高效地收集与净化，并将净化后的水再次循环利用，提高了污水净化过程中的有效性和效率，提升了排放流域内的水环境质量以及水污染治理效果。
在一些实施例中，该湖泊外源污水净化系统100中，第一截流部10包括多个第一截流井。举例而言，如图2所示，该湖泊外源污水净化系统100中，第一截流部10包括第一截流井11和第一截流井12，共两个第一截流井，用于将从排污管道50内流入的污水进行截流。
在一些实施例中，如图2所示，该湖泊外源污水净化系统100中，污水处理部30包括污水处理站31和污水生态处理区32。
污水处理站31，用于对截流管道20收集到的高负荷污水进行初级净化处理，其中，污水处理站31的输入端与截流管道20的输出端连通，输出端与污水生态处理区32的输入端连通。可选地，污水处理站31可以对截流管道20收集到的高负荷污水进行生化反应净化。
需要说明的是，本申请中，对于污水处理站31的选型不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。可选地，可以设置污水处理站31为采用一般的农村生活污水处理工艺的污水处理站31，以使净化处理后的出水的水质能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。例如，可以采用A/O生物接触氧化工艺的污水处理站31。
污水生态处理区32，用于对低负荷污水(即微污染水体)进行二级净化处理，例如经过污水处理站31处理得到的低负荷污水等。其中，污水生态处理区32的输入端与污水处理站31的输出端连通，输出端与排放管道40的输入端连通。可选地，污水生态处理区32可以对污水处理站31初级净化处理后的低负荷污水通过植物与微生物的作用进行生物净化。
需要说明的是，污水生态处理区32，可以为以沉水植物、微生物为主，挺水及浮叶植物为辅的污水生态处理区32，出水水质可实现农用灌溉标准或《地表水环境质量》(GB383-2002)V类标准。其中，污水生态处理区32，包括：护坡、由护坡围成的植物种植域以及防渗底层等。其中，植草种植域包括填充有生态填料的浮动湿地。本申请中，对于护坡、由护坡围成的植物种植域以及防渗底层的选型不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。
可选地，污水生态处理区32可以设置护坡采用数排直径15～20cm、长1.5m以上的直立木桩构成护岸骨架，木桩外露0.5m，插入边坡1m。木桩空隙处抛填块石，块石粒径小于20cm，由底至岸依次铺设不等粒径石块；抛石回填区域可扦插易成活的当地水生植物品种；以及底部采用碎石粒径20～40cm作为基础，上覆砾石层、砂砾层和土壤，并种植矮生水草。
本申请中，对于护坡、塘底和塘体的选型不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。可选地，可以设置护坡为采用生态石笼上覆入水草坪的护坡；塘底为采用土工布做防渗层，100mm厚的碎石垫层做基础，上覆级配砾石与土壤的塘底，且可以设置塘底深度小于2m；塘体分为水上部分和水下部分，其中塘体的水上部分布置以水上种植芦苇等挺水植物为主，水下部分设置生态填料的浮动湿地区。
在一些实施例中，如图2所示，该湖泊外源污水净化系统100中，排放管道40包括两个排放管，例如排放管41和排放管42，用于排放污水处理部30处理后的出水。
作为一种可能的实现方式，可以将排放管41的输入端与污水处理部30的输出端连通，输出端与农田中的灌溉通道60(图中未示出)的输入端连通，用于将污水处理部30净化处理后的出水排入灌溉渠，用以灌溉农田，实现生活污水的循环利用；并将排放管42的输入端与污水处理部30的输出端连通，输出端接入附近水域，将处理后水质达标的出水排入附近水域，避免排放区域内水质的污染，其中，附近水域可以包括附近的溪流、湖泊等。
由此，本申请提出的湖泊外源污水净化系统，污水处理部通过污水处理站和污水生态处理区将高负荷生活污水经过净化处理后，以得到水质达标的出水。进一步地，净化处理后的出水流入排放管道，并通过排放管道流入农田和附近水域，实现生活污水的循环利用，不仅无须对大面积的湖泊进行全护坡改造，降低了成本，还能够将处理后水质达标的出水排入附近水域，避免排放区域内水质的污染，保证了水域的水环境质量，进一步提升了附近水域内的水环境质量以及水污染治理效果。
需要说明的是，针对农村地区及类似地区，农田中的地表径流通常采用直排方式排入附近水域，由于地表径流未经过净化处理，势必会导致附近水域的水质下降，造成水污染。由此，本申请提出的湖泊外源污水净化系统中，通过增设第二截流部和生态流通沟渠，以将截流管道和生态流通沟渠进行耦合，并分级截流进入系统的高负荷和低负荷污水，实现污水的分级收集和针对性净化。
在一些实施例中，如图3所示，该湖泊外源污水净化系统100还包括：第二截流部80和生态流通沟渠90。
第二截流部80，用于对低负荷污水(即微污染水体)进行截流，例如雨水等。其中，第二截流部80的输入端与排污管道50的输出端连通，输出端与生态流通沟渠90的输入端连通。
可选地，第二截流部80包括两个第二截流井，例如第二截流井81和第二截流井82，用以分别截流不同区域内流入的低负荷污水，例如排污管道50的出水、农田中的灌溉通道的出水等。
作为一种可能的实现方式，可以将第二截流井81的输入端与排污管道50的输出端连通，输出端与生态流通沟渠90的输入端连通，用以将低负荷的污水流入生态流通沟渠90进行净化；将第二截流井82的输入端与农田中的灌溉通道60的输出端连接，用以将降雨落到农田中形成的地表径流流入生态流通沟渠90进行净化。
需要说明的是，本申请中，对于第二截流部80中的至少一个第二截流井的选型及截流倍数等不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。可选地，可以设置第二截流部80为截流倍数为1～3倍、采用砖砌的第二截流井81和第二截流井82。
生态流通沟渠90，用于收集低负荷污水。其中，生态流通沟渠90的输入端与第二截流部80的输出端连通，输出端与污水处理部30的输入端连通。
需要说明的是，生态流通沟渠90采用碎石、砾石、卵石、沸石、砂砾、土壤等铺设，可选择种植水草。可选地，生态流通沟渠90的输出端与污水处理部30中污水生态处理区32的输入端连通，用以将通过污水处理部30处理后的出水再次进行净化，并对大气降水落到农田中形成的地表径流进行净化。
需要说明的是，本申请中，对于生态流通管道90的选型不作限定，可以根据实际情况预先进行设定。
可选地，生态流通管道90可以设置护坡采用数排直径15～20cm、长1.5m以上的直立木桩构成护岸骨架，木桩外露0.5m，插入边坡1m。木桩空隙处抛填块石，块石粒径小于20cm，由底至岸依次铺设不等粒径石块；抛石回填区域可扦插易成活的当地水生植物品种；以及底部采用碎石粒径20～40cm作为基础，上覆砾石层、砂砾层和土壤，并种植矮生水草。
由此，本申请提出的湖泊外源污水净化系统，通过针对高负荷和低负荷污水进行分级收集与处理，使高负荷的污水进入污水处理站进行生化净化，使低负荷的污水进入污水生态处理区进行生态净化。同时污水处理站与污水生态处理区耦合运行，污水处理站尾水排入污水生态处理区进一步深度净化，确保系统出水水质达标，并可用于农田回灌实现水资源的循环利用，也可直接排放进入附近水域，提高流域整体水环境质量以及水污染治理效果。
需要说明的是，不同的季节常常会导致需要净化的污水的负荷存在很大区别，特别地，针对农村地区及类似地区，旱季时，污水往往仅为高负荷生活污水，雨季时，污水包括高负荷生活污水及雨水等低负荷污水。因此，本申请提出的湖泊外源污水净化系统，能够针对不同季节对污水进行高效地收集及净化，以确保污水净化效果。
图4为本申请另一个实施例公开的湖泊外源污水净化系统的结构示意图。
下面分别针对旱季和雨季两个不同应用场景，对本申请提出的湖泊外源污水净化系统100进行解释说明。
针对旱季应用场景，村庄居民的高负荷生活污水通过排污管道50经由第一截流井11和第一截流井12进入截流管道20，截流后收集到的高负荷污水进入污水处理部30，并分别通过污水处理站31进行生化反应净化，尾水进入污水生态处理区32进行生物净化，进而分别通过排放管41进入附近农田中的灌溉通道60用于农田灌溉，通过和排放管42附近水域。
需要说明的是，本申请中，还可以对村庄居民的高负荷生活污水量进行检测，并将检测到的污水量与预设阈值进行比较，并在识别污水量小于预设阈值后从附近水域中进行抽水，以补充农田灌溉用水量。
针对雨季应用场景，村庄居民的高负荷生活污水合并农田的低负荷地表径流经由第一截流井11和第一截流井12进入截流管道20，截流后收集到的高负荷污水和低负荷污水进入污水处理部30，并分别通过污水处理站31进行生化反应净化，尾水进入污水生态处理区32通过植物与微生物的作用进行生物净化；同时，由于地表径流的汇入，尤其初期雨水水质较差，排污管道50经过第二截流井81进一步收集低负荷污水，收集进入生态流通沟渠90，处理后的出水排入污水生态处理区32。此时，附近农田中的灌溉通道60打开闸门作为行洪排涝通道，农田地表径流经过第二截留井82收集进入生态流通沟渠90，处理后的出水排入污水生态处理区32进行生态净化，净化后的尾水经过排放管42排入附近水域。
需要说明的是，第二截流部中第二截流井的数量可以根据实际情况进行调整。举例而言，可以增设第二截流井81和第二截流井82共同收集低负荷污水，收集进入生态流通沟渠90；并增设第二截流井83和第二截流井84共同收集农田地表径流，收集进入生态流通沟渠90。
由此，本申请能够针对农村地区等类似地区的附近水域外源水污染排放特点，采用截流管道与生态流通沟渠并行运行的方式，提高点源与面源污水收集效率，减少进入附近水域内的污水排放量；采用生态流通沟渠收集低负荷污水的方式，减少污水处理部的污水净化负荷，提高水质净化能力；并采用污水生态处理区对低负荷污水进行生物净化处理，提高出水水质质量与稳定性，能够实现水资源的循环利用与水环境质量的进一步提高。
需要说明的是，在实际应用中，通过本申请提出的湖泊外源污水净化系统，能够搭建如图5所示的净化网络。其中，1个湖泊外源污水净化系统与至少1个净化区域相对应，至少1个湖泊外源污水净化系统与所在净化区域内的基站形成局域网，至少1个基站通过电信网络与电信服务商的云平台形成链路，并最终连接到至少1个终端。
其中，终端可以为移动设备，也可以为计算机。终端可以监控污水的处理情况，便于工作人员，以及身处异地的相关用户均能够及时了解到污水净化进度。
其中，湖泊外源污水净化系统中设置有通信组件，通过通信组件能够使湖泊外源污水净化系统接入基站。可选地，通信组件可以设置在污水处理部30内，并通过污水处理部30内的图像采集和水质检测器件，获取污水的处理情况。进一步地，可以通过通信组件，将污水的处理情况反馈给终端。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种湖泊外源污水净化系统，其特征在于，包括：
第一截流部、截流管道、污水处理部和排放管道，其中，所述第一截流部的输入端与排污管道的输出端连通，所述第一截流部的输出端与所述截流管道的输入端连通，所述截流管道的输出端与所述污水处理部的输入端连通，所述污水处理部的输出端与所述排放管道的输入端连通。
2.根据权利要求1所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，所述污水处理部包括：污水处理站和污水生态处理区；
所述污水处理站的输入端与所述截流管道的输出端连通，所述污水处理站的输出端与所述污水生态处理区的输入端连通，所述污水生态处理区的输出端与所述排放管道的输入端连通。
3.根据权利要求2所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，所述污水处理站的输出端还与所述排放管道的输入端连通。
4.根据权利要求1所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，所述排放管道的输出端与农田中的灌溉通道的输入端连通。
5.根据权利要求1所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，所述排放管道的输出端接入附近水域。
6.根据权利要求1-5任一项所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，还包括：
第二截流部和生态流通沟渠，其中，所述第二截流部的输入端与所述排污管道的输出端连通，所述第二截流部的输出端与所述生态流通沟渠的输入端连通，所述生态流通沟渠的输出端与所述污水处理部的输入端连通。
7.根据权利要求6所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，还包括：
所述第二截流部的输入端还与农田中的灌溉通道的输出端连接。
8.根据权利要求6所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，所述生态流通沟渠的输出端与所述污水生态处理区的输入端连通。
9.根据权利要求6所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，所述污水生态处理区包括：护坡、由所述护坡围成的植物种植域以及防渗底层。
10.根据权利要求9所述的湖泊外源污水净化系统，其特征在于，所述污水生态处理区还包括：所述植草种植域包括填充有生态填料的浮动湿地。
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