專利名稱：一種利用河浜匯集并原位生態(tài)處理村鎮(zhèn)生活污水的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農村生活污水處理技術領域，具體涉及一種利用水網地區(qū)河浜匯集并原位生態(tài)處理村鎮(zhèn)生活污水的方法。
背景技術：
我國南方水網地區(qū)村鎮(zhèn)居民一般沿河浜兩岸分散而居，生活污水就近排入附近的河浜或直接在河浜中沖洗生活用品，造成河浜水質污染，水體富營養(yǎng)化嚴重。南方水網地區(qū)村鎮(zhèn)生活污水具有如下特點(I)污水量小，間歇排放，變化系數大；(2)成分復雜，有機物含量大，氮、磷含量高，并含有大量病原體；(3)污染程度低，水質波動大；(4)可生化性強。
目前，國內外應用于村鎮(zhèn)生活污水的處理技術比較多，大致可歸為二大類一類是利用活性污泥或生物膜等微生物載體的城鎮(zhèn)污水處理廠工藝，例如生物膜法、活性污泥法；一類是利用土地過濾、植物吸收和微生物分解等原理，以土壤或水體為載體的自然處理系統(tǒng)，例如土壤滲濾、生態(tài)塘和人工濕地技術；另外還有一些工程采用以上兩種工藝相結合的技術。但由于我國農村生活污染源分散，不易集中，村鎮(zhèn)居民環(huán)保意識差，再加上經濟發(fā)展水平不高，大部分農村地區(qū)仍沒有采取任何生活污水的收集和處理措施，村鎮(zhèn)生活污水仍是影響水體環(huán)境質量的重要污染源。因此，探尋一種以村鎮(zhèn)原有河浜作為生活污水處理載體、處理效果良好、管理維護簡單、造價低、能耗低的農村污水收集處理方式，對解決我國村鎮(zhèn)生活污水難收集處理這一難題意義重大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為解決南方水網地區(qū)村鎮(zhèn)污水收集與處理而提出的一種以原有河浜收集污水，利用河浜自身作為污水處理載體，并在河浜上依次構建原位生物柵凈化溝、間歇式原位增氧池、表面流人工濕地凈化水體的村鎮(zhèn)污水收集與生態(tài)法處理新方法。該處理模式在不建設村鎮(zhèn)污水收集管網和污水收集系統(tǒng)的前提下，采用生態(tài)技術、利用河浜匯集污水并原位處理村鎮(zhèn)生活污水，實現既收集、處理生活污水，又恢復村鎮(zhèn)水網生態(tài)環(huán)境，具有處理效果良好、運行費用低、不占用土地、維護方便、生態(tài)效益顯著等特點。本發(fā)明采用的技術方案是一種利用河浜匯集并原位生態(tài)處理村鎮(zhèn)生活污水的方法如圖I、圖2所示以寬度B的村鎮(zhèn)河浜為載體，沿河浜水流方向依次構建生態(tài)濕地，主要包括沿河浜兩岸構建生態(tài)護坡，沿河浜水流方向依次構建長度為LI的原位生物柵凈化溝段、長度為L2的砼溢流堰、長度為L3的間歇式原位增氧池段、長度為L4的表面流人工濕地系統(tǒng)段、長度為L5的土工布溢流堰依次作為污水處理單元。生活污水經原位生物柵凈化溝段兩側的生態(tài)護坡6引入河浜7中匯集后，依次流經長度LI的原位生物柵凈化溝段1，經寬度L2的砼溢流堰2自流至長度L3的間歇式原位增氧池段3進行曝氣充氧，之后自流進入長度L4的表面流人工濕地系統(tǒng)段4進行生態(tài)修復，最后經寬度L5的土工布溢流堰5溢流排入下游河浜。首先，河浜7兩岸搭配種植蘭花三七、再力花等護岸植被8及垂柳、紅葉石楠、紫薇等景觀樹9，構建生態(tài)護坡6 ;其次，原位生物柵凈化溝段I的河浜兩側交錯布置生態(tài)浮島10，生態(tài)浮島下部懸掛功能化人工水草11，上部交錯種植菖蒲、聚草、水蔥、再力花等水生植物12，原位生物柵凈化溝段I的底部種植水菜花、苦草等沉水植物13 ;最后，在下游河浜入口兩側用圓木樁14固定土工布構建土工布溢流堰5，并在土工布溢流堰5內側栽種美人蕉、蘆葦、千層蓮、狐尾藻等水生植物構建表面流人工濕地系統(tǒng)4。本發(fā)明的主要原理在于以下三個方面其一是，在污水收集方面本發(fā)明無需新建污水收集管網及污水處理構筑物，而是利用原有污水管道將污水排入就近河浜或池塘，并以接納污水的河浜或池塘作為污水收集處理的載體，實現分散式生活污水的匯集和原位生態(tài)治理。其二是，在污水處理機理方面通過原位生物柵凈化溝截留污水中的懸浮物及顆 粒物，去除無機物和部分有機物；通過間歇式原位增氧池向水體增氧，提高污水的可生化性；通過表面流人工濕地對水體進行生態(tài)修復，進一步凈化水質。其三是，在水環(huán)境生態(tài)修復方面綜合運用生物柵強化凈化技術與人工濕地處理技術。通過生物柵強化凈化技術將生物膜技術與水生植物技術加以結合以擴大生物(主要是微生物)附著表面積，從而構建了一個在縱向、橫向相互關聯的復合生態(tài)系統(tǒng)，提高污染物去除率。通過人工濕地技術充分利用濕地基質、水生植物和微生物的物理、化學和生物的協同作用去除有機物凈化水質的同時可以恢復被污染河浜的生物多樣性，美化景觀。本發(fā)明具有以下優(yōu)勢I、本發(fā)明針對村鎮(zhèn)生活污水分散、難以收集的特點，將河浜變成污水收集處理一體設施，節(jié)約了土地資源，解決了村鎮(zhèn)分散式生活污水收集困難的問題。2、原位生物柵凈化溝具有過濾、截留、吸附、生物降解等多種功能；砼溢流堰可調節(jié)原位生物柵凈化溝水位，保證旱季沿河農業(yè)灌溉，汛期防洪排澇。3、本發(fā)明主要針對村鎮(zhèn)生活污水及其它嚴重污染的河浜，CODra能夠降至8. 82 16. 29mg/L,氨氮能夠降至O. 42 I. 72mg/L,總氮能夠降至10. 42 14. 6mg/L,總磷能夠降至O. 12"O. 3mg/L,水體透明度可達50cm以上,溶解氧可達6. Omg/L以上,河浜的水質得到明顯改善；河浜水質達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002) IV - V類水質標準。4、表面流人工濕地系統(tǒng)、原位生物柵凈化溝和河浜兩岸種植的水生植物可增加河浜水生環(huán)境的生物多樣性，促進河浜的生態(tài)修復；可凈化水質、美化河流，營造出良好的自然生態(tài)氛圍。表面流人工濕地、原位生物柵凈化溝和河浜兩岸可成為當地居民垂釣、觀賞、游玩的良好場所。


圖I :一種利用河浜匯集并原位生態(tài)處理村鎮(zhèn)生活污水的方法的平面布置圖。圖2 :河浜生態(tài)護坡剖面圖。其中1-原位生物柵凈化溝；2_砼溢流堰；3_間歇式原位增氧池；4_表面流人工濕地；5_ 土工布溢流堰；6_生態(tài)護坡；7_河浜；8_護岸植被；9_景觀樹；10_生態(tài)浮島；11-功能化人工水草；12_水生植物；13_沉水植物；14_圓木樁；LI-原位生物柵凈化溝段的長度；L2_砼溢流堰的寬度；L3_間歇式原位增氧池段的長度；L4-表面流人工濕地系統(tǒng)的長度；L5-土工布溢流堰的寬度；B-河浜的寬度。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。如圖I示，本發(fā)明以寬度B=4_10m的村鎮(zhèn)河浜作為分散式生活污水的收集及處理載體，將其分隔成5個連續(xù)的污水生態(tài)處理修復單元，5個連續(xù)的污水生態(tài)處理修復單元分別為原位生物柵凈化溝段I、砼溢流堰2、間歇式原位增氧池段3、表面流人工濕地系統(tǒng)段4、土工布溢流堰5。河浜兩岸栽種蘭花三七、再力花等護岸植被8和紅葉石楠、紫薇、垂柳等景觀樹9構建生態(tài)護坡6。污水經生態(tài)護坡6進入河浜7中匯集后，依次流經長度Ll=140-260m的原位生物柵凈化溝段1，經寬度L2=0. 2m的砼溢流堰2自流至長度L3=18_25m的間歇式原位增氧池段3進行曝氣充氧，之后自流進入長度L4=40-56m的表面流人工濕地系統(tǒng)段4進行生態(tài)修復，最后經寬度L5=0. 15m的土工布溢流堰5溢流排入下游河浜。上述5個連續(xù)不同區(qū)段的主要功能分述如下原位生物柵凈化溝段I是分散式生活污水的收集及原位生態(tài)處理段，該段綜合利 用水生植物修復技術與生物膜修復技術對水中污染物進行強化處理。生物柵凈化溝沿河浜兩側交錯布置生態(tài)浮島，生態(tài)浮島上部一般種植菖蒲、聚草、水蔥、再力花等水生植物，主要利用水生植物生長繁殖速度快，生長過程大量吸收水中有機物，通過收割轉移水中的氮磷；生態(tài)浮島下部懸掛功能化人工水草。本發(fā)明所用功能化人工水草，是一種由聚丙烯合成的織物型填料，仿水草枝葉，長50cm、寬3cm,將其一端固定后,另一端能浮在水中并能自由飄動，且能在水中形成上中下立體結構，用于固定不同污水深度處的好氧、厭氧和兼容性微生物，從而在河道中人工固定能降解污水中污染物的微生物菌落，并使微生物菌落得以繁衍、增殖，實現降解污水中污染物的目的。砼溢流堰2可調節(jié)原位生物柵凈化溝水位，保證旱季沿河農業(yè)灌溉，汛期防洪排澇；同時對流經的污水進行充氧，提高水體溶解氧含量，加快有機物的降解速度。間歇式原位增氧池段3是污水的可生化段，針對污水中含有的難降解有機物可生化性小的特點，沿河浜水流方向建造原位增氧池。原位增氧池采用推流式曝氣機(TYBQJ-4推流式曝氣機，2臺，交替運行)對流入的污水進行間歇式曝氣，增加水中溶解氧含量，強化污水在河道內的流動性。表面流人工濕地系統(tǒng)段4是污水的原位生態(tài)修復段，該段充分利用濕地基質、水生植物和微生物的物理、化學和生物的協同作用對流入的污水進行生態(tài)修復。濕地中搭配種植的美人蕉、蘆葦、千層蓮、狐尾藻等水生植物在去除有機物凈化水質的同時可以修復被污染河浜的生物多樣性，美化景觀。土工布溢流堰5是采用圓木樁固定長紡土工布于下游河浜入口處構建而成,利用土工布的過濾、隔離、加筋、防護、平面排水功能，對排入表面流人工濕地的出水進行過濾、隔離懸浮物；汛期時，該溢流堰可以阻擋下游水體倒流進入表面流人工濕地，維持水位穩(wěn)定。以下提供5個實施例進一步說明本發(fā)明。實施例I河浜寬度B=4_4. 5m,沿水流方向，將河段分隔為長度Ll=140m的原位生物柵凈化溝段I、寬度L2=0. 2m的砼溢流堰2、長度L3=18m的間歇式原位增氧池段3、長度L4=40m的表面流人工濕地系統(tǒng)段4、寬度L5=0. 15m的土工布溢流堰5。河浜兩岸栽種蘭花三七、再力花等護岸植被8和紅葉石楠、紫薇、垂柳等景觀樹9構建生態(tài)護坡6。污水經生態(tài)護坡6進入河浜7后，依次流經上述各處理區(qū)域，最后經土工布溢流堰5溢流排入下游河浜。原位生物柵凈化溝段中的底泥可為綠色生態(tài)肥料，每年春季清淤一次。砼溢流堰2主要用于調節(jié)生物柵凈化溝段水位，保證旱季沿河農業(yè)灌溉，汛期防洪排澇。表I河浜內各處理單元及水質狀況
權利要求
1.一種利用河浜匯集并原位生態(tài)處理村鎮(zhèn)生活污水的方法，其特征在于，將寬度B=4-10m的村鎮(zhèn)河浜分隔成5個連續(xù)的污水生態(tài)處理修復單元分別為原位生物柵凈化溝段(I)、砼溢流堰(2)、間歇式原位增氧池段(3)、表面流人工濕地系統(tǒng)段(4)、土工布溢流堰(5);河浜兩岸構建生態(tài)護坡(6);污水經原位生物柵凈化溝段兩側的生態(tài)護坡進入河浜(7)中匯集后，依次流經長度Ll=140-260m的原位生物柵凈化溝段(I)，經寬度L2=0. 2m的砼溢流堰(2)自流至長度L3=18-25m的間歇式原位增氧池段(3)進行曝氣充氧，之后自流進入長度L4=40-56m的表面流人工濕地系統(tǒng)段(4)進行生態(tài)修復，最后經寬度L5=0. 15m的土工布溢流堰(5)溢流排入下游河浜。
2.根據權利要求I所述一種利用河浜匯集并原位生態(tài)處理村鎮(zhèn)生活污水的方法，其特征在于所述原位生物柵凈化溝段(I)的河浜兩側交錯布置生態(tài)浮島(10)，生態(tài)浮島下部懸掛功能化人工水草(11)，上部交錯種植水生植物(12)，原位生物柵凈化溝段(I)的底部種植沉水植物(13);最后,在下游河浜入口兩側用圓木樁(14)固定土工布構建土工布溢流堰(5 )，并在土工布溢流堰(5 )內側栽種水生植物構建表面流人工濕地系統(tǒng)(4 )。
全文摘要
本發(fā)明屬于農村生活污水處理技術領域，具體涉及一種利用水網地區(qū)河浜匯集并原位生態(tài)處理村鎮(zhèn)生活污水的方法。該方法是村鎮(zhèn)河浜為載體，沿河浜兩岸構建生態(tài)護坡，沿河浜水流方向依次構建長度為L1的原位生物柵凈化溝段、長度為L2的砼溢流堰、長度為L3的間歇式原位增氧池段、長度為L4的表面流人工濕地系統(tǒng)段、長度為L5的土工布溢流堰依次作為污水處理單元。生活污水經原位生物柵凈化溝段兩側的生態(tài)護坡引入河浜中匯集后，依次流經污水處理單元。本發(fā)明以村鎮(zhèn)原有河浜作為生活污水處理載體、處理效果良好、管理維護簡單、造價低、能耗低的農村污水收集處理方式，對解決我國村鎮(zhèn)生活污水難收集處理這一難題意義重大。
文檔編號C02F9/14GK102897976SQ20121038566
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權日2012年10月12日
發(fā)明者張文藝, 張采芹, 占明飛, 李仁霞, 鄭澤鑫, 戴如娟 申請人:常州大學