CN112591995A - 一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统。属于污水处理技术领域。该处理系统包括前处理系统，以及与所述前处理系统依次连通的生态养殖区和人工生态塘；其中，所述前处理系统包括调节池和沉淀池；所述生活污水依次通过调节池和沉淀池处理后进入生态养殖区，并经人工生态塘流入地表排放；所述生态养殖区包括水生动物、微生物和蔬菜；所述人工生态塘包括水生植物、水生动物和微生物。与现有技术相比，本发明的有益效果：该处理系统可解决农村污水处理投资高、工艺复杂、成本高、效率低下等问题，通过前处理系统、生态养殖区和人工生态塘，使生活污水有效被植物吸收，在净化水体的同时，实现蔬菜无土栽培，为农村致富提供一条途径。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说是涉及一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统。
背景技术
农村生活污水指居民生活过程中洗浴、洗衣服，厕所排放的污水和厨房废水等。因农村生活管线建设不完善，生活污水排放具有不确定性和流量随意性的特点，导致传统的污水处理工艺在农村短时间内不能得到有效的应用。
综上，如何提供一种可循环的经济有效的农村生活污水综合利用和资源化处理系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
因农村整体生活水平无法满足经济快速发展的脚步，导致现有的技术无法在农村生活治理中得到有效应用，农村生活污水的治理效果不稳定。有鉴于此，本发明提供了一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统。通过设置前处理系统、生态养殖区和人工生态塘，使时令蔬菜生长在设置于生态养殖区内的漂浮装置上，通过供氧装置为水体提供溶解氧，使生活污水有效被植物吸收，在净化水体的同时，实现蔬菜的无土栽培，为农村致富提供一条有效途径。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，包括：前处理系统，以及与所述前处理系统依次连通的生态养殖区和人工生态塘；
其中，
所述前处理系统包括：调节池和沉淀池；
所述生活污水依次通过调节池和沉淀池处理后进入生态养殖区，并经人工生态塘处理达到地表水环境质量标准Ⅴ类水排放标准后，流入地表排放；
所述生态养殖区包括水生动物、微生物和蔬菜；
所述人工生态塘包括水生植物、水生动物和微生物。
有益效果：通过设置前处理系统、生态养殖区和人工生态塘，使生活污水有效被植物吸收，在净化水体的同时，实现蔬菜的无土栽培，为农村致富提供一条有效途径。
优选的，所述生态养殖区为密封式结构；且所述生态养殖区内含有水生动物、微生物及水上种植的蔬菜，所述蔬菜优选为时令蔬菜，更优选为生菜、水芹菜、油菜、空心菜、香椿苗或其他品种的蔬菜。
蔬菜可以吸收农村生活污水中的水分和养料，使自身的养分增加，蔬菜在农村生活污水中生根多，根量增加，根系伸长，生长周期缩短。同时实现了蔬菜的无土栽培。
进一步，所述密封式结构的选材可以根据实际建设需求选择；优选为透明材质，可以为玻璃、亚克力或者透明材质。
优选的，所述人工生态塘为人工搭建的，且为水生植物、水生动物及微生物的多元系统。
生态养殖区与人工生态塘的处理农村生活污水的原理如下：
生态养殖区与人工生态塘中的鱼类、底栖生物、土著微生物与水生植物等相互之间在物种与数量上都存在一个相对的良性平衡，生态系统的物质循环和能量流动也存在动态平衡，因此，为使得生态系统向自然状态的水生生态系统不断靠近，必须保持系统的多样性复杂性，通过人为构建水层－底栖平衡、刮食功能群－沉水植物、鱼类－沉水植被、滤食功能群－浮游植物等良性的动态平衡，使得整体生态向自然状态的平衡态不断靠近，最终达到水体生态系统的良性循环，恢复水体自净能力，并实现对污染物的定向去除的生态修复技术。恢复和强化水体生态系统的净污能力和抗污能力，使水体最终达到清澈、透明、无异味的水质要求，呈现水清岸绿的美丽生态水景。
水生动物系统在水生态食物链中主要扮演的角色是消费者，鱼类对藻类的摄食控制藻类数量，螺贝类有群落调控作用，水中放养一定数量和性比的虾类可以摄食岸边落叶、河湖中水草等形成的有机碎屑，水生动物对营养物质的转移及富集达到水质净化目的。因此，合理放养水生动物物种的配置结构(时空结构和营养结构)，科学合理地设计水生动物的放养模式(种类、数量、个体大小、食性、生活习性、放养季节、放养顺序等)，可以通过人为干预实现水生食物链的完善，恢复水生态系统，并提高水生生态系统的稳定性。
水生植物在生长过程中需要吸收大量的N、P等营养元素。当水生植物被运移出水生态系统时，被吸收的营养盐随之从水体中移出，从而达到净化水体的作用；水生植物群落的存在，为微生物和水生生物提供附着基质和栖息场所。这些生物能大大加速根系周围的有机胶或悬浮物降解，提高透明度；浮水植物发达的根系与水体接触面积很大，能形成一道密集的过滤层，当水流经过时，不溶性胶体会被根系粘附、吸附、过滤而沉降下来。同时水生植物和浮游藻类在营养物质和光能的利用上是竞争者，水生植物个体大、生命周期长，吸收和储存营养盐的能力强，能很好的抑制藻类的生长。
值得说明的是，所述的微生物为根据当地流域水体中的微生物群落结构分析获得，通过对流域水体中的微生物种类、结构和数量的大数据模拟分析，有针对性的对微生物驯化扩培，按当地流域水体中的微生物种类、结构和数量比例回投入生态塘系统中，在保证生态塘降解效果的同时，确保原生态系统的稳定。
进一步，所述生态养殖区中的微生物为光合细菌、硝化细菌、氨化菌、硝化菌、反硝化菌、磷细菌，水生动物为鲶鱼、鳜鱼、鲤鱼、草鱼、溞、螺。
所述人工生态塘中的水生动物为鲶鱼、鳜鱼、鲤鱼、草鱼、螺、贝、虾、蚬、轮虫、枝角类、溞、鸭、鹅；微生物为光合细菌、硝化细菌、氨化菌、硝化菌、反硝化菌、磷细菌；水生植物为低矮苦草、伊乐藻、黑藻、睡莲、菱角、荇菜、香菇草、和旱伞草、美人蕉、黄菖蒲、再力花。
优选的，还包括：过滤装置，所述过滤装置安装在所述沉淀池的出口端。
进一步，所述过滤装置选自格栅、砂滤，或其他能够实现水相和固相有效分离的装置。
优选的，还包括：槽体，所述槽体设置在所述生态养殖区内，且所述槽体为双U结构，其底部互通；所述双U结构可以保证充分的种植面积和水体停留时间。
进一步，所述双U结构内环为空置区域，可以为水生动物、水生植物和微生物提供充分的光照以及与空气足够的接触面积。
优选的，还包括：漂浮装置；且所述漂浮装置位于所述槽体的外环。
进一步，所述漂浮装置优选为浮板，或者具有漂浮功能的其他形式的装置。
更进一步，所述浮板选自木质材料或高分子材料；且所述浮板根据建设需要设定大小和形状。
其中所述木质材料为板材、型材、线材、片材或竹制品；
高分子材料为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚酯中的一种或几种的混合。
采用上述材料制成的漂浮装置具有质轻、漂浮性的特点。
优选的，所述漂浮装置上设置有种植孔，蔬菜移植至所述种植孔内。
更进一步，若蔬菜种子种植在所述种植孔内，则需要控制种植孔的规格尺寸，其需要保证蔬菜种植搭载在所述漂浮装置上而不下沉至水底。
优选的，还包括：水流搅拌装置，所述水流搅拌装置位于所述槽体入水口的上游；所述水流搅拌装置能够使水流按照预设的方向和流速流动，保证水体流动性和充分的混合。
优选的，还包括：供氧装置、照明装置和太阳能电池板；且所述太阳能电池板为所述供氧装置和所述照明装置提供电能；
所述供氧装置和所述照明装置均设置在所述生态养殖区内；
所述太阳能电池板安装在所述生态养殖区顶部。
进一步，所述照明装置优选为节能型照明装置，其具体布置和选择是根据植物生长所需的光照和温度决定的。
更进一步，所述供氧装置选自空气压缩机、鼓风机或曝气泵，优选为微纳米气泡发生装置，其气泡大小<100μm，具体安装方式及具体安装位置根据实际需要决定，优先考虑在岸边固定。
优选的，还包括：曝气装置，所述曝气装置与所述供养装置连接。
进一步，所述曝气装置选自曝气头、曝气管、曝气盘等；
且所述曝气装置与池底底泥有一定间距，间距优选为30-80cm，保证所述曝气装置的曝气孔不被底泥堵塞。
优选的，还包括：厌氧/好氧发酵池，所述厌氧/好氧发酵池与所述调节池连通。
所述厌氧/好氧发酵池主要是针对餐厨垃圾和油污等方面的生活污水通过预设的厌氧/好氧发酵池处理后再进入所述调节池充分混合，再经过所述沉淀池和所述过滤装置后进入所述生态养殖区，经过所述生态养殖区内的植物及微生物的吸收代谢后进入人工生态塘，最后排入地表水。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：该处理系统可以有效解决农村污水处理投资高、工艺复杂、运行成本大、处理效率低下等问题，通过设置前处理系统、生态养殖区和人工生态塘，使生活污水有效被植物吸收，在净化水体的同时，实现蔬菜的无土栽培，为农村致富提供一条有效途径。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明农村生活污水综合利用和资源化处理系统图；
图2附图为本发明生态养殖区结构示意图，其中1为U型结构的槽体的外环，2为U型结构的槽体的内环，3为水流搅拌装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中所需药剂为常规实验药剂，采购自市售渠道；实施例中未提及的实验方法为常规实验方法，在此不再一一赘述。
实施例1
一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，包括：前处理系统，以及与前处理系统依次连通的生态养殖区和人工生态塘；
其中，
前处理系统包括：调节池和沉淀池；
生活污水依次通过调节池和沉淀池处理后进入生态养殖区，并经人工生态塘，达到地表水环境质量标准Ⅴ类水排放标准后，流入地表排放；
生态养殖区包括水生动物、微生物和蔬菜；
人工生态塘包括水生植物、水生动物和微生物。
优选的，生态养殖区为密封式结构；且生态养殖区内含有水生动物、微生物及水上种植的蔬菜，蔬菜优选为时令蔬菜，更优选为生菜、水芹菜、油菜、空心菜、香椿苗或其他品种的蔬菜。
进一步，密封式结构的选材可以根据实际建设需求选择；优选为透明材质，可以为玻璃、亚克力或者透明材质。
优选的，人工生态塘为人工搭建的，且为水生植物、水生动物及微生物的多元系统。
优选的，还包括：过滤装置，过滤装置安装在沉淀池的出口端；
进一步，过滤装置选自格栅、砂滤，或者其他形式的具备过滤功能的装置均可。
优选的，还包括：槽体，槽体设置在生态养殖区内，且槽体为双U结构，其底部互通；双U结构可以保证充分的种植面积和水体停留时间。
进一步，双U结构内环为空置区域，可以为水生动物、水生植物和微生物提供充分的光照以及与空气足够的接触面积。
优选的，还包括：漂浮装置；且漂浮装置位于槽体的外环；
进一步，漂浮装置优选为浮板，或者具有漂浮功能的其他形式的装置。
更进一步，浮板选自木质材料或高分子材料；且浮板根据建设需要设定大小和形状。
其中木质材料为板材、型材、线材、片材或竹制品；
高分子材料为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚酯中的一种或几种的混合。
优选的，漂浮装置上设置有种植孔，蔬菜移植至种植孔内；
更进一步，若蔬菜种子种植在种植孔内，则需要控制种植孔的规格尺寸，其需要保证蔬菜种植搭载在漂浮装置上而不下沉至水底。
优选的，还包括：水流搅拌装置，水流搅拌装置位于槽体入水口的上游；水流搅拌装置能够使水流按照预设的方向和流速流动，保证水体流动性和充分的混合。
优选的，还包括：供氧装置、照明装置和太阳能电池板；且太阳能电池板为供氧装置和照明装置提供电能；
供氧装置和照明装置均设置在生态养殖区内；
太阳能电池板安装在生态养殖区顶部。
进一步，照明装置优选为节能型照明装置，其具体布置和选择是根据植物生长所需的光照和温度决定的。
更进一步，供氧装置选自空气压缩机、鼓风机或曝气泵，优选为微纳米气泡发生装置，其气泡大小<100μm，具体安装方式及具体安装位置根据实际需要决定，优先考虑在岸边固定。
优选的，还包括：曝气装置，曝气装置与供养装置连接。
进一步，曝气装置选自曝气头、曝气管、曝气盘等；
且曝气装置与池底底泥有一定间距，间距优选为30-80cm，保证曝气装置的曝气孔不被底泥堵塞。
优选的，还包括：厌氧/好氧发酵池，厌氧/好氧发酵池与调节池连通。
实施例2
采用一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统处理某村庄生活污水，进水水质指标为:COD约为300mg/L、NH3约为30mg/L、TN约为60mg/L、 TP约为4mg/L。
进水经过调节池和沉淀池处理后，沉淀池出水经格栅过滤后进入生态养殖区，在搅拌叶轮的作用下，水流按一定的方向流动，生态养殖区采用亚克力材质材料搭建的棚体保温，内设有10个100kw节能灯照明装置，棚顶设有太阳能电池板；生态养殖区采用空气压缩机为曝气盘供氧，曝气盘与生态养殖区的池底底泥有预设距离，预设距离为50cm。生态养殖区含有光合细菌、硝化细菌、氨化菌、硝化菌、反硝化菌、磷细菌，采用泡沫板种植上海青，种植面积为水域面积的三分之一，水生动物投放为鲶鱼、鳜鱼、鲤鱼、草鱼、溞、螺。农村生活污水在生态养殖区的停留时间为3天。
生态养殖区出水进入人工生态塘，人工生态塘为含有鲶鱼、鳜鱼、鲤鱼、草鱼、螺、贝、虾、蚬、轮虫、枝角类、溞、光合细菌、硝化细菌、氨化菌、硝化菌、反硝化菌、磷细菌、低矮苦草、伊乐藻、黑藻、睡莲、菱角、荇菜、香菇草、和旱伞草、美人蕉、黄菖蒲、再力花及鸭鹅等多元系统。农村生活污水在人工生态塘的停留时间为5天。
人工生态塘出水水质COD约为35mg/L、NH3约为1.5mg/L、TN约为 2mg/L、TP约为0.2mg/L，水质达到地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅴ类水标准，出水流入地表河道。
实施例3
采用一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统处理某饭店餐厨垃圾渗滤液，餐厨垃圾渗滤液进入厌氧发酵池发酵处理5d，出水垃圾渗滤液指标为：pH约为4、COD约为140g/L、NH3约为16g/L、TP约为53mg/L、TN 约为258g/L，发酵后垃圾渗滤液经过调节池和沉淀池处理后，沉淀池出水经格栅过滤后进入生态养殖区，在搅拌叶轮的作用下，水流按一定的方向流动，生态养殖区采用亚克力材质材料搭建的棚体保温，内设有10个100kw节能灯照明装置，电能采用市接电源；生态养殖区采用纳米曝气装置为曝气盘供氧，曝气盘与生态养殖区的池底有预设距离，预设距离为80cm，纳米曝气装置置于岸边。生态养殖区含有光合细菌、硝化细菌、氨化菌、硝化菌、反硝化菌、磷细菌，采用泡沫板种植上海青，种植面积为水域面积的二分之一，水生动物投放为鲶鱼、鳜鱼、鲤鱼、草鱼、溞、螺。农村生活污水在生态养殖区的停留时间为2天。
生态养殖区出水进入人工生态塘，人工生态塘为含有鲶鱼、鳜鱼、鲤鱼、草鱼、螺、贝、虾、蚬、轮虫、枝角类、溞、光合细菌、硝化细菌、氨化菌、硝化菌、反硝化菌、磷细菌、低矮苦草、伊乐藻、黑藻、睡莲、菱角、荇菜、香菇草、和旱伞草、美人蕉、黄菖蒲、再力花及鸭鹅等多元系统。农村生活污水在人工生态塘的停留时间为4天。
人工生态塘出水水质COD约为25mg/L、NH3-N约为1.5mg/L、TN约为1.5mg/L、TP约为0.2mg/L，水质达到地表水环境质量标准(GB 3838-2002) Ⅳ类水标准，出水流入地表河道。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，包括：前处理系统，以及与所述前处理系统依次连通的生态养殖区和人工生态塘；
其中，
所述前处理系统包括：调节池和沉淀池；
所述生活污水依次通过调节池和沉淀池处理后进入生态养殖区，并经人工生态塘，达到地表水环境质量标准Ⅴ类水排放标准后，流入地表排放；
所述生态养殖区包括水生动物、微生物和蔬菜；
所述人工生态塘包括水生植物、水生动物和微生物。
2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，所述生态养殖区为密封式结构。
3.根据权利要求1所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，还包括：过滤装置，所述过滤装置安装在所述沉淀池的出口端。
4.根据权利要求2所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，还包括：槽体，所述槽体设置在所述生态养殖区内，且所述槽体为双U结构，其底部互通。
5.根据权利要求4所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，还包括：漂浮装置；且所述漂浮装置位于所述槽体的外环。
6.根据权利要求5所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，所述漂浮装置上设置有种植孔，蔬菜移植至所述种植孔内。
7.根据权利要求4所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，还包括：水流搅拌装置，所述水流搅拌装置位于所述槽体入水口的上游。
8.根据权利要求1所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，还包括：供氧装置、照明装置和太阳能电池板；且所述太阳能电池板为所述供氧装置和所述照明装置提供电能；
所述供氧装置和所述照明装置均设置在所述生态养殖区内；
所述太阳能电池板安装在所述生态养殖区顶部。
9.根据权利要求8所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，还包括：曝气装置，所述曝气装置与所述供养装置连接。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种农村生活污水综合利用和资源化处理系统，其特征在于，还包括：厌氧/好氧发酵池，所述厌氧/好氧发酵池与所述调节池连通。
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