CN210215068U - 一种农村地区生活污水生态处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了农村地区生活污水生态处理系统，包括如下步骤：(1)生活污水收集并集中调节预处理；(2)营养物质处理；(3)沉水植物处理；(4)清水型水生态系统处理，经处理的污水达到地表水IV类，甚至III类标准后排入附近河湖中，有效降低河湖污染冲击负荷。本实用新型将传统污水处理技术与水生态系统修复技术相结合，对生活污水深度处理后再排入河湖中以保护地表水环境。本实用新型实施简单，成本低，效果好，不需要太多的管网工程和土地，一次性投入后，经过适当的调整与完善，系统将自动维护运行，降低人工管理成本。
Description
技术领域
本实用新型属于生活污水处理领域，具体涉及一种农村地区生活污水生态处理系统。
背景技术
随着国家《水污染防治行动计划》、《城市黑臭水体整治工作指南》等政策法规的颁布，我国加大了对河湖水环境污染的综合整治，在治理污染河湖时，首要任务是对河湖流域内各项污染源进行截污与处理，河湖城镇段污染源集中截污与处理相对易于实施，而农村等偏远地区，由于污染源较分散，长远距离铺设管网收集后集中处理工程造价及运行成本较高，不适合农村偏远地区的生活污水源处理。通过实践人们不断寻求适合农村地区的污水处理技术，如人工湿地、土地快速渗滤、一体化污水处理系统(好氧或厌氧生物处理工艺)等。但这些技术都有各自的优缺点，如人工湿地技术需要在前端建设预处理设施，土地快渗滤技术处理效率低，处理效果差，此外两者在运行后期均会出现堵塞问题，而一体化污水处理系统运维对工人的技术要求较高。这些处理工艺出水只能达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A或一级B标准，相对于国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)而言，该出水营养盐含量仍然较高，河流和湖泊等接受这些处理后的污水仍存在富营养化、黑臭化的风险。因此须对这部分生活污水进行深度处理后再排入河流、湖泊等自然环境。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种农村地区生活污水生态处理系统，能够因地制宜的进行建设和处理，并且生活污水依次经过该系统后达到地表水环境质量IV类，甚至III类标准。
为达到上述目的，本实用新型采用的如下的技术方案：
一种农村地区生活污水生态处理方法，包括如下步骤：(1)生活污水收集并集中调节预处理；(2)营养物质处理；(3)沉水植物处理；(4)清水型水生态系统处理。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理方法中，所述步骤(1)生活污水收集为采用明渠或管道把村民各家生活污水收集至收集池中，并使生活污水在收集池中停留2h以上以沉淀细小颗粒物，其中所述收集池前端先后设置粗细两道格栅以拦截垃圾杂物和大颗粒沉淀物。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理方法中，所述步骤(2)营养物质处理为采用凤眼莲和大薸或二者中任意一种植物快速吸收分解生活污水中的营养物质，所述凤眼莲或大薸的种植密度为3～5棵/m2。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理方法中，当采用凤眼莲或者凤眼莲和大薸均采用时，凤眼莲对水面的覆盖度应控制在50％以下。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理方法中，所述步骤(3)沉水植物处理为采用具有耐污能力的沉水植物吸收污染，然后通过对沉水植物的收割带走营养物质，其中所述沉水植物为黑藻、伊乐藻或金鱼藻中的一种或几种，种植密度为4～6丛/m2，8～12棵/丛。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理方法中，所述步骤(4)清水型水生态系统构建时包括如下步骤：
(4.1)底泥预处理：对河流、水库或湖泊底泥用生石灰进行病菌消毒处理；
(4.2)水生高等植物群落构建：注入底水30～50cm，一周后，泼洒用步骤(4.1)中底泥与水混合成的泥浆，使藻类产生絮凝沉降，待水体澄清后进行高等植物群落的构建：
(4.2.1)底部种植沉水植物，种植覆盖率为60％水面面积以上；
(4.2.2)岸边浅水区域片植或丛植挺水植物，待栽种植物成活后，分阶段增加水体深度，控制水体深度在1～2m；
(4.2.3)水面种植浮叶植物；
(4.3)底栖动物群落构建：植物群落成活后，在全水面范围内均匀投放底栖动物，包括螺和蚌；
(4.4)浮游动物群落构建：整个水面均匀投放培育好浮游动物；
(4.5)鱼类群落构建：投放肉食性鱼类、滤食性鱼类和杂食性鱼类；
(4.6)微生物群落构建：在水体中间悬挂若干微生物附着网，并在岸边浅水区域放置石块作为附着基，附着网上端用浮球使其漂浮于水面，下端采用石龙使附着网垂直于水中，并做好固定工作；
(4.7)简单地系统维护：定期采用消毒剂对清水型水生态系统塘中的水体进行消毒处理；定期清理水岸杂物及动植物残体，尤其是沉水植物断枝，防止其无序扩散繁殖；对生长较快的凤眼莲、大薸及沉水植物进行刈割，控制其生物量并带走营养盐；当底栖动物和鱼类的密度及个体增加到一定程度的时候，于冬季鱼类固定效率低的时候适当捕捞移出成熟个体，再投放相同比例的幼体；定期将微生物附着网膜拿出冲洗干净，提高微生物的附着与处理效率。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理方法中，所述步骤(4.1)中底泥预处理时生石灰用量为每667m2用50～75kg；所述步骤(4.2.1)中沉水植物为苦草，种植密度20丛/m2，5～8棵/丛，挺水植物为香蒲、再力花、鸢尾、水葱和菖蒲中的一种或几种，种植间距控制为10～20cm，浮叶植物为睡莲、菱和田字萍中的一种或几种；所述步骤(4.3)中螺为环棱螺，蚌为无齿蚌、三角帆蚌和褶纹冠蚌中的一种或几种，螺的投放密度控制在10～50个/m2，规格1g/个，蚌的投放密度控制在0.5个/m2，1～2龄；所述步骤(4.4)中浮游动物为轮虫、枝角类浮游动物，枝角类包括蚤状溞、大型溞、隆线溞、哲水溞、方形网纹溞、透明溞和盔形溞中的一种或几种，轮虫包括晶囊轮虫、异尾轮虫和臂尾轮虫中的一种或几种；所述步骤(4.5)中肉食性鱼类为鳜鱼、乌鳢和青鱼中的一种或几种，滤食性鱼类为鲢和/或鳙鱼，杂食性鱼类为鲴鱼，所有鱼类规格均为5～10cm，肉食性和杂食性鱼类投放密度0.01尾/m3，滤食性鱼类投放密度0.05尾/m3；所述步骤(4.6)中微生物附着网长宽规格为5～10m×1m；所述步骤(4.7)中消毒剂为生石灰、漂白粉或二氧化氯，控制消毒浓度为3～5ppm。
实施前述的农村地区生活污水生态处理方法的处理系统，包括前后相连的收集池与处理池，其中收集池的包含前端过滤段和后端沉淀段，前端过滤段中先后设置有粗细两道格栅，处理池采用筛绢网分割为营养物质处理段、沉水植物段和清水型水生态系统段。实际使用时，可直接充分利用农村地区闲置的水塘，第一部分为划分为收集池以沉降进水大颗粒物。再将水塘通过筛绢网划分为三部分。粗细两道格栅的选择按照《CJ/T 443-2014给水排水用格栅除污机通用技术条件》进行选择。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理系统中，所述筛绢网为60～80目。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理系统中，所述营养物质处理段面积为处理池面积的1/5，沉水植物段面积为处理池面积的1/5，清水型水生态系统段面积为处理池面积的3/5。
优选的，前述的农村地区生活污水生态处理系统中，所述前端过滤段、后端沉淀段、营养物质处理段和沉水植物段的出水口均位于收集池和处理池的侧面，且交错设置。
具体来说，本实用新型根据实际地势需要采用明渠和管道(优选使用PVC管)把村民各家化粪池出水、散排水、地表径流或洗漱废水等生活污水收集。为保证进入营养物质处理段的污水水量与水质的稳定，需在收集池前端过滤段先后设置粗细两道格栅以拦截垃圾杂物，并在收集池后端沉淀段进行停留、沉降，可沉淀细小颗粒物，故需定期打捞集水池底部淤泥。收集池污水自流进入营养物质处理段，在抗污能力极强的凤眼莲和大薸作用下，快速吸收分解营养物质，使进入下一系统的污染冲击负荷降低，为下一系统继续净化水质提供保障。为进一步削弱对清水型水生态系统的冲击，需进一步净化处理降低污染负荷，采用具有耐污能力的沉水植物，种植黑藻、伊乐藻、金鱼藻等，该类沉水植物生长迅速，吸收污染物能力较强，通过对该类沉水植物的收割带走较多的营养物质，减弱对下一系统的冲击，最后利用池塘剩余水域构建以苦草为主体的完整水生态系统，利用水生态系统中各生物的共同作用去深度净化污水，将淡水生态学中经典的“上、下行效应”理论应用到实践中，“上行效应”通过对底泥的改善，控制底泥营养盐的释放，降低水体营养盐含量，从而达到控制藻类数量的目的。“下行效应”则通过食物链的改变，增加以藻类为食的浮游动物或滤食性鱼类的数量，达到控制藻类的目的。其中，高等水生植物生长过程中吸收营养盐的同时，在营养盐和光照等方面与藻类形成竞争关系，并通过化感作用抑制藻类的生长，使水体清澈见底。选择肉食性鱼类和滤食性鱼类都是为了增加对藻类的捕食压力，肉食性鱼类能降低水体中小鱼苗和杂鱼的数量，这类鱼主要以浮游动物为食，而浮游动物又多以藻类为食，这样通过食物链的优化，使吃藻类的浮游动物数量增加，从而降低藻类密度。水生高等植物的构建也为浮游动物躲避被捕食提供了藏身之所，间接保护了浮游动物的数量。滤食性鱼类则本身主要以浮游生物为食，可大量消耗藻类。选择浮游动物枝角类的溞属是因为该属是浮游动物中滤食性最强的种类，且个体较大，能更好地降低藻类的数量。此外还有轮虫类的异尾轮虫和臂尾轮虫，它们不但个体较大而且是富营养化水体中的优势种，能直接以藻类为食，从而一定程度控制藻类的数量。选择底栖动物是因为作为分解者它们能分解水体中一定的有机质，净化水质的同时，它们的活动使底泥表层处于氧化状态，有利于营养盐固定，较少释放。此外有的底栖动物以沉水植物叶片附着藻为食，能够提高沉水植物的光合作用效率，提高水体含氧量改善水体环境。选择微生物是因为使它们充当了分解者的角色，水体中动植物的残体、有机碎屑等如不分解，会释放营养盐而影响水质和水体美观。定期采用消毒剂对清水型水生态系统塘中的水体进行消毒处理，杀灭有害致病细菌等。
本实用新型有益效果在于：本实用新型实施简单，成本低，效果好；将传统污水处理技术与水生态系统修复技术相结合，对生活污水深度处理后再排入河湖中以保护地表水环境。不需要太多的管网工程和土地，一次性投入后，经过适当的调整与完善，系统将自动维护运行，降低人工管理成本。同时，本实用新型的处理系统具有自净能力，当进入的污水量小于系统耐受阈值时，系统将深度净化污水。且能持续运行下去，同时能保持水塘很好的景观性。水生植物生长能大量吸收水体营养盐，水生动物的生长也会固定一部分营养盐，通过对两者的收获，将水中营养盐带出，不产生任何污染物，生态环保。生活污水依次经过本实用新型处理系统后可达到地表水环境质量IV类，甚至III类标准，工程施工不使用大型机械，全生态方法，系统自我运行，运维简单，不需要高技术要求，非常适合土地面积广阔的沿河、沿江农村地区开展生活污水深度处理，改造后的水塘景观优美，水清鱼游，改善村民人居环境。广大农村地区，土地资源丰富，闲置水塘也多，可充分利用这些水塘来进行生活污水深度处理，在水塘中构建水生态系统，利用水生态系统去深度处理生活污水，可很好地削弱进入河湖的污染负荷，保护水环境。
附图说明
图1为本实用新型一种处理系统的剖面示意图；
图2为本实用新型一种处理系统的俯视示意图。
附图标记：1-收集池，2-处理池，101-前端过滤段，102-后端沉淀段，201-营养物质处理段，202-沉水植物段，203-清水型水生态系统段。
具体实施方式
实施例1
一种农村地区生活污水生态处理系统，包括前后相连的收集池1与处理池2，其中收集池1的包含前端过滤段101和后端沉淀段102，前端过滤段101中先后设置有粗细两道格栅，处理池2采用筛绢网分割为营养物质处理段201、沉水植物段202和清水型水生态系统段203。
实施例2
一种农村地区生活污水生态处理系统，包括前后相连的收集池1与处理池2，其中收集池1的包含前端过滤段101和后端沉淀段102，前端过滤段101中先后设置有粗细两道格栅，处理池2采用筛绢网分割为营养物质处理段201、沉水植物段202和清水型水生态系统段203。其中，所述筛绢网为60目。
实施例3
一种农村地区生活污水生态处理系统，包括前后相连的收集池1与处理池2，其中收集池1的包含前端过滤段101和后端沉淀段102，前端过滤段101中先后设置有粗细两道格栅，处理池2采用筛绢网分割为营养物质处理段201、沉水植物段202和清水型水生态系统段203。其中，所述筛绢网为80目；所述营养物质处理段201面积为处理池2面积的1/5，沉水植物段202面积为处理池2面积的1/5，清水型水生态系统理段203面积为处理池2面积的3/5，并且所述前端过滤段101、后端沉淀段102、营养物质处理段201和沉水植物段202的出水口均位于收集池1和处理池2的侧面，且交错设置。
本实用新型农村地区生活污水生态处理系统的工作原理为：使用时按照本实用新型的方法先将收集池1与处理池2及其中各段的设备设施以及动植物设置完成，然后按照前述的要求进行系统维护即可。
Claims (3)
1.一种农村地区生活污水生态处理系统，其特征在于，包括前后相连的收集池(1)与处理池(2)，其中收集池(1)的包含前端过滤段(101)和后端沉淀段(102)，前端过滤段(101)中先后设置有粗细两道格栅，处理池(2)采用筛绢网分割为营养物质处理段(201)、沉水植物段(202)和清水型水生态系统段(203)。
2.根据权利要求1所述的农村地区生活污水生态处理系统，其特征在于，所述筛绢网为60～80目。
3.根据权利要求1所述的农村地区生活污水生态处理系统，其特征在于，所述营养物质处理段(201)面积为处理池(2)面积的1/5，沉水植物段(202)面积为处理池(2)面积的1/5，清水型水生态系统段(203)面积为处理池(2)面积的3/5，并且所述前端过滤段(101)、后端沉淀段(102)、营养物质处理段(201)和沉水植物段(202)的出水口均位于收集池(1)和处理池(2)的侧面，且交错设置。
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