專利名稱：一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)村生活污水的處理，具體地說(shuō)是一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地。
背景技術(shù)：
農(nóng)村的生活污水主要來(lái)自于三個(gè)方面，一是廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水；二是農(nóng)村養(yǎng)殖及畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿廢水；三是生活垃圾糞肥堆置滲濾而產(chǎn)生的污水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水超過(guò)80億m3，但大部分地區(qū)都沒(méi)有相應(yīng)完善的水處理系統(tǒng)。大量的生活污水直接排放，使農(nóng)村地區(qū)的河、湖等水體受到污染，居住環(huán)境愈加惡劣，并導(dǎo)致飲用水水質(zhì)的安全受到嚴(yán)重威脅，直接危害農(nóng)民的身體健康，嚴(yán)重影響農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生，極易導(dǎo)致一些流行性疾病的發(fā)生與傳播。我國(guó)農(nóng)村環(huán)境與生態(tài)狀況令人擔(dān)憂，因此研究一種可行性的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)變得至關(guān)重要。目前，用于農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)主要包括人工濕地處理技術(shù)、土壤滲濾技術(shù)、穩(wěn)定塘技術(shù)、生物膜技術(shù)等，其中人工濕地處理系統(tǒng)一般由人工基質(zhì)(多為碎石)和生長(zhǎng)在其上的沼生植物(蘆葦、香蒲、燈心草和大麻等)組成，是一種獨(dú)特的“土壤-植物-微生物”生態(tài)系統(tǒng)，利用各種植物、動(dòng)物、微生物和土壤的共同作用，逐級(jí)過(guò)濾和吸收污水中的污染物，達(dá)到凈化污水的目的。該技術(shù)在農(nóng)村生活污水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，且應(yīng)用形式也在不斷推陳出新，其中以厭氧-好氧-人工濕地為主體的聯(lián)合工藝比較常見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是利用人工濕地的內(nèi)部環(huán)境條件以及不同功能單元的濾料配置，將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當(dāng)中，開(kāi)發(fā)出一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地，從而解決或緩解農(nóng)村生活污水污染的方法，為新農(nóng)村的污水配套設(shè)施建設(shè)提供了新的思路，達(dá)到了污染治理與景觀協(xié)調(diào)的雙重功效。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地的特點(diǎn)在于所述人工濕地按照水流方向依次由初次過(guò)濾段O)、第一厭氧生化段(3)、第二厭氧生化段0)、第一缺氧生化段(5)、第二缺氧生化段(6)、第一過(guò)濾段(7)和第二過(guò)濾段(8)構(gòu)成，并在初次過(guò)濾段 (2)和第二過(guò)濾段(8)的上部分別設(shè)置進(jìn)水口(1)和出水口(9)；所述初次過(guò)濾段( 與第一厭氧生化段( 的底部連通，第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段(4)之間、第二厭氧生化段(4)和第一缺氧生化段( 之間以及第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)之間設(shè)置有布水墻(10)，第二缺氧生化段(6)的上部與第一過(guò)濾段(7)連通，第一過(guò)濾段(7) 的底部和第二過(guò)濾段(8)連通；所述初次過(guò)濾段O)中布有粒徑45_60mm的青石子；所述第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段的底部布有球形復(fù)合填料，中間層為粒徑10-30mm的青石子，上層為高度20-30cm的粘性土壤；所述第一缺氧生化段(5)和第二缺氧生化段(6)的底部布有火山巖生物填料，中間層為粒徑20-40mm的青石子，上層為高度10-15cm的砂質(zhì)土壤；所述第一過(guò)濾段(7)和第二過(guò)濾段(8)的底部鋪設(shè)粒徑2-8mm、厚度30cm的天然卵石墊料層，中間層鋪設(shè)水淬渣填料，上層為高度70-100mm的石英砂。本發(fā)明處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地的特點(diǎn)也在于所述第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段內(nèi)種植淺根散生型植物；所述第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)內(nèi)種植深根散生型植物；所述第一過(guò)濾段(7)和第二過(guò)濾段(8)內(nèi)種植蘆葦。本發(fā)明公開(kāi)了一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地，將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當(dāng)中，利用人工濕地的內(nèi)部環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能單元的有機(jī)結(jié)合。與此同時(shí)，內(nèi)部水流采用折流方式，從而有效提升了復(fù)合式人工濕地的治理功能和處理效果。本發(fā)明利用人工濕地的內(nèi)部環(huán)境條件，通過(guò)人為改造，使其內(nèi)部不同階段分別實(shí)現(xiàn)厭氧、缺氧、好氧的環(huán)境條件。與此同時(shí)，內(nèi)部水流采用折流方式，同時(shí)依據(jù)各單元的功能需求配置不同材質(zhì)的濾料，從而有效提升復(fù)合式人工濕地的治理功能和處理效果。(1)厭氧生化段包括第一厭氧生化段3和第二厭氧生化段4，底部濾料采用具有較大比表面積的球形復(fù)合填料，上部覆有20-30cm的粘性土壤，以隔絕空氣的進(jìn)入。中間采用粒徑為10-30cm的青石子，一方面可以防止粘性土壤進(jìn)入球形復(fù)合填料中，降低生物膜覆蓋的比表面積；另一方面青石子中的Ca2+可與水中的含磷離子結(jié)合沉淀，從而降低了水中磷的含量。粘性土壤內(nèi)種植美人蕉、蘆葦、荸薺、慈姑、蓮藕等淺根散生型植物，其根系分布一般都在5-20cm之間。(2)缺氧生化段包括第一缺氧生化段5和第二缺氧生化段6，底部濾料采用火山巖生物填料，該填料表面粗糙多微孔，特別適合微生物在其表面生長(zhǎng)、繁殖，形成生物膜。此外，火山巖生物濾料表面帶有正電荷，有利于微生物固著生長(zhǎng)，親水性強(qiáng)，附著的生物膜量多且速度快。作為生物膜載體，火山巖生物濾料對(duì)所固定的微生物無(wú)抑制性作用，不影響微生物的活性。缺氧段上部覆有10-15cm的砂質(zhì)土壤，一方面便于利用土壤中的微生物降解水中污染物，另一方面可使少量空氣流通進(jìn)入內(nèi)部，供兼性厭氧微生物使用。中間采用粒徑為20-40cm的青石子，作用同(1)中所述。砂質(zhì)土壤內(nèi)種植香蒲、菖蒲、水蔥、薦草、水莎草、 野山姜等深根散生型植物，根系一般分布于20-30cm之間，植株分散。(3)過(guò)濾段包括第一過(guò)濾段7和第二過(guò)濾段8，底部鋪設(shè)粒度為2_8mm、厚度為 30cm的天然卵石墊料層，以防止濾料流失和提高配水的均勻性。上部鋪設(shè)水淬渣填料，電解質(zhì)的化學(xué)吸附和顆料的物理吸附特性使水淬渣具有良好的水性過(guò)濾效果。水淬渣是高爐熔煉生鐵過(guò)程中所產(chǎn)生的浮在鐵水表面的熔融物經(jīng)過(guò)水淬冷處理后形成的一種具有高度潛在活性的玻璃體結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)硅酸鹽材料，該材料對(duì)水中雜質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附性能。由于水淬渣中所富含的電解質(zhì)元素可水解形成多種多核的絡(luò)合物，這些絡(luò)合物在連續(xù)不斷的縮聚作用下逐漸形成高分子聚合物，并隨著縮聚反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，縮聚作用形成的聚合物所附帶的電荷不斷升高，這有利于吸附水中懸浮物膠體雜質(zhì)。水淬渣上部覆有70-100mm厚石英砂，一方面能阻止水淬渣的流失，另一方面還能起到二次過(guò)濾的效果。由于蘆葦根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)量大，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并存，對(duì)N和P、K的吸收都比較豐富，所以此段種植蘆葦，其根系位于天然卵石墊料層。(4)人工濕地內(nèi)部利用布水墻10形成折流，既使得布水均勻，又增加了水力停留時(shí)間。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明利用人工濕地的內(nèi)部環(huán)境條件，依據(jù)各單元的功能需求配置不同材質(zhì)的濾料，將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當(dāng)中。2、本發(fā)明厭氧生化段和缺氧生化段的生物填料分別采用球形復(fù)合填料和火山巖生物濾料，利于生物膜的生長(zhǎng)和附著。3、本發(fā)明厭氧生化段上部覆粘性土壤，利于厭氧環(huán)境的形成。4、本發(fā)明缺氧生化段上部覆砂質(zhì)土壤，利于缺氧環(huán)境的形成。5、本發(fā)明過(guò)濾段采用水淬渣為濾料，利用電解質(zhì)的化學(xué)吸附和顆料的物理吸附特性，具有良好的水性過(guò)濾效果。6、本發(fā)明人工濕地內(nèi)部利用布水墻形成折流，既使得布水均勻，又增加了水力停留時(shí)間。
四

圖1是本發(fā)明復(fù)合花園式人工濕地設(shè)置為圓形時(shí)的平面示意圖。圖2是本發(fā)明的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1進(jìn)水口，2初次過(guò)濾段，3第一厭氧生化段，4第二厭氧生化段，5第一缺氧生化段，6第二缺氧生化段，7第一過(guò)濾段，8第二過(guò)濾段，9出水口；圖中虛線剪頭表示水流方向。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地按照水流方向依次由初次過(guò)濾段2、第一厭氧生化段3、第二厭氧生化段4、第一缺氧生化段5、第二缺氧生化段6、第一過(guò)濾段7和第二過(guò)濾段8構(gòu)成，并在初次過(guò)濾段2和第二過(guò)濾段8的上部分別設(shè)置進(jìn)水口 1和出水口 9 ；初次過(guò)濾段2與第一厭氧生化段3的底部連通，第一厭氧生化段3和第二厭氧生化段4之間、第二厭氧生化段4和第一缺氧生化段5之間以及第一缺氧生化段5和第二缺氧生化段6之間設(shè)置有布水墻10，第二缺氧生化段6的上部與第一過(guò)濾段7連通，第一過(guò)濾段7的底部和第二過(guò)濾段8連通；初次過(guò)濾段2中布有粒徑45_60mm的青石子；第一厭氧生化段3和第二厭氧生化段4的底部布有球形復(fù)合填料，中間層為粒徑 10-30mm的青石子，上層為高度20-30cm的粘性土壤，粘性土壤內(nèi)種植淺根散生型植物，如美人蕉、蘆葦、荸薺、慈姑、蓮藕等，其根系分布一般都在5-20cm之間。第一缺氧生化段5和第二缺氧生化段6的底部布有火山巖生物填料，中間層為粒徑20-40mm的青石子，上層為高度10-15cm的砂質(zhì)土壤；砂質(zhì)土壤內(nèi)種植香蒲、菖蒲、水蔥、 薦草、水莎草、野山姜等深根散生型植物，根系一般分布于20-30cm之間，植株分散。第一過(guò)濾段7和第二過(guò)濾段8的底部鋪設(shè)粒徑2_8mm、厚度30cm的天然卵石墊料層，中間層鋪設(shè)水淬渣填料，上層為高度70-100mm的石英砂；第一過(guò)濾段7和第二過(guò)濾段8 內(nèi)種植蘆葦。工作過(guò)程如圖1和圖2所示，農(nóng)村生活污水經(jīng)進(jìn)水口 1進(jìn)入初次過(guò)濾段2去除水體中較粗大的懸浮物及雜質(zhì)，然后出水在底部進(jìn)入第一厭氧生化段3，繼而經(jīng)布水墻10均勻布水后進(jìn)入第二厭氧生化段4，厭氧生化段微生物可以生化降解去除一部分COD及N、P等；厭氧生化段出水依次經(jīng)布水墻10進(jìn)入第一缺氧生化段5、第二缺氧生化段6，在此繼續(xù)生化降解水中污染物，進(jìn)水初期，污水與生物填料相互接觸，水中的微生物逐漸富集在填料上，并以水中的污染物為食進(jìn)行繁殖繼而形成具有較大表面積的生物膜，此時(shí)生物膜具有較強(qiáng)的生化降解能力，可大幅度降低污水中的COD、N、P等污染物；厭氧生化段出水從上部進(jìn)入第一過(guò)濾段7，并由第一過(guò)濾段7的底部進(jìn)入第二過(guò)濾段8，經(jīng)水淬渣填料中電解質(zhì)的化學(xué)吸附和顆料的物理吸附作用，以及石英砂的二次過(guò)濾作用進(jìn)一步除去水中的污染物后從出水口 9 排出。
權(quán)利要求
1.一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地，其特征在于所述人工濕地按照水流方向依次由初次過(guò)濾段O)、第一厭氧生化段(3)、第二厭氧生化段G)、第一缺氧生化段 (5)、第二缺氧生化段(6)、第一過(guò)濾段(7)和第二過(guò)濾段⑶構(gòu)成，并在初次過(guò)濾段(2)和第二過(guò)濾段(8)的上部分別設(shè)置進(jìn)水口(1)和出水口(9)；所述初次過(guò)濾段O)與第一厭氧生化段( 的底部連通，第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段(4)之間、第二厭氧生化段(4)和第一缺氧生化段( 之間以及第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)之間設(shè)置有布水墻(10)，第二缺氧生化段(6)的上部與第一過(guò)濾段(7)連通，第一過(guò)濾段(7)的底部和第二過(guò)濾段(8)連通；所述初次過(guò)濾段O)中布有粒徑45-60mm的青石子；所述第一厭氧生化段C3)和第二厭氧生化段(4)的底部布有球形復(fù)合填料，中間層為粒徑10-30mm的青石子，上層為高度20-30cm的粘性土壤；所述第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)的底部布有火山巖生物填料，中間層為粒徑20-40mm的青石子，上層為高度10-15cm的砂質(zhì)土壤；所述第一過(guò)濾段(7)和第二過(guò)濾段(8)的底部鋪設(shè)粒徑2-8mm、厚度30cm的天然卵石墊料層，中間層鋪設(shè)水淬渣填料，上層為高度70-100mm的石英砂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地，其特征在于所述第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段內(nèi)種植淺根散生型植物；所述第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)內(nèi)種植深根散生型植物；所述第一過(guò)濾段(7)和第二過(guò)濾段 (8)內(nèi)種植蘆葦。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種處理農(nóng)村生活污水的復(fù)合花園式人工濕地，是按照水流方向依次由初次過(guò)濾段、第一厭氧生化段、第二厭氧生化段、第一缺氧生化段、第二缺氧生化段、第一過(guò)濾段和第二過(guò)濾段構(gòu)成。本發(fā)明將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當(dāng)中，利用人工濕地的內(nèi)部環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能單元的有機(jī)結(jié)合。與此同時(shí)，內(nèi)部水流采用折流方式，同時(shí)依據(jù)各單元的功能需求配置不同材質(zhì)的濾料，從而有效提升了復(fù)合式人工濕地的治理功能和處理效果。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102249488SQ20111015619
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者徐躍武, 楊海鋒 申請(qǐng)人:安徽匯澤通環(huán)境技術(shù)有限公司