一種利用閑置的溝渠和農(nóng)田處理污水的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理環(huán)保裝置技術領域，特別是一種利用閑置的溝渠和農(nóng)田處理污水的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]隨著農(nóng)村經(jīng)濟的迅速發(fā)展，特別是我國東部、東南部經(jīng)濟較發(fā)達的農(nóng)村地區(qū)城鎮(zhèn)化進程日益加快，人民生活水平不斷提高，農(nóng)村用水量也逐漸加大，使得污水的排放量也隨之增多。其中大部分村莊污水未得到有效處理而直接排入農(nóng)村的渠道、水塘，最終進入湖泊、河流等受納水體，加重了水環(huán)境的富營養(yǎng)化。對農(nóng)村污水進行收集處理已經(jīng)迫在眉睫。
[0003]農(nóng)村污水的處理率仍然處于較低水平，農(nóng)村地區(qū)之間經(jīng)濟發(fā)展不平衡，技術和管理水平還比較落后，缺乏專業(yè)的污水治理人員，往往建成的污水處理設施不能正常發(fā)揮其功效。究其原因是未選擇真正適合農(nóng)村污水的處理技術和設施，因而，必須針對農(nóng)村污水的特點和來源，因地制宜研發(fā)適合農(nóng)村具體條件的污水處理技術和裝置。
[0004]同時，很多農(nóng)村因勞動力短缺閑置有一些邊角農(nóng)田和廢棄的溝渠，久而久之變成垃圾集散地和臭水溝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是:為了解決上述農(nóng)村污水的處理和邊角農(nóng)田與廢棄溝渠有效利用的問題，提供一種利用閑置的溝渠和農(nóng)田處理污水的裝置和方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種利用閑置的溝渠和農(nóng)田處理污水的裝置，包括溝渠式污水處理一體化裝置和強化濕地。
[0007]所述溝渠式污水處理一體化裝置包括折流式缺氧厭氧反應區(qū)、循環(huán)曝氣區(qū)、沉淀分離區(qū)、清水區(qū)、太陽能和風能發(fā)電系統(tǒng)和污泥濃縮系統(tǒng)。
[0008]所述折流式缺氧厭氧反應區(qū)位于溝渠式污水處理一體化裝置的上部，根據(jù)閑置的溝渠的自然形狀建造而成;所述折流式缺氧厭氧反應區(qū)包括通過擋水墻和折流墻分隔成的兼氧段、缺氧段和厭氧段，所述兼氧段首端設有用于供入污水的兼氧段進水口和污泥回流管，兼氧段末端與缺氧段首端連通，缺氧段末端與厭氧段首端連通，厭氧段末端設有厭氧段出水口；所述折流式缺氧厭氧反應區(qū)的兼氧段、缺氧段和厭氧段上都設有上蓋和甲烷氣集氣排放管;所述擋水墻和折流墻由無砂混凝土制成，與渠道垂直設置。
[0009]所述循環(huán)曝氣區(qū)位于溝渠式污水處理一體化裝置的中部，與厭氧段出水口連通，依據(jù)溝渠的自然形狀建造而成;所述循環(huán)曝氣區(qū)包括隔流墻、倒傘型表曝機、鼓風曝氣系統(tǒng)、懸浮填料、溢流墻、攔截柵網(wǎng)。
[0010]所述隔流墻位于循環(huán)曝氣區(qū)的中間，由無砂混凝土制成，與溝渠的溝渠岸平行;所述倒傘型表曝機位于隔流墻上游的一端;所述鼓風曝氣系統(tǒng)安裝在倒傘型表曝機的下游一側(cè)。
[0011]所述懸浮填料滿足以下要求:①比重小于水，在不曝氣時浮于水的表面;②掛膜以后，在正常的曝氣強度下能在水中呈流化狀態(tài);③老化的生物膜靠水力沖刷和曝氣攪動自動脫落，保證生物膜的活性;④可直接往水里投加;⑤靠倒傘型表曝機的曝氣和水流引導其流動;⑥采用聚乙烯、聚丙烯塑料或樹脂制成;⑦懸浮填料的形狀為球狀。
[0012]所述溢流墻位于循環(huán)曝氣區(qū)的尾部，由無砂混凝土制成，與渠道垂直設置。
[0013]所述攔截柵網(wǎng)位于溢流墻的上部或前端，與渠道垂直設置，由聚乙烯、聚丙烯塑料或金屬制成，其網(wǎng)眼的大小略小于懸浮填料的直徑。
[0014]所述沉淀分離區(qū)位于循環(huán)曝氣區(qū)的下游，與循環(huán)曝氣區(qū)的溢流墻相接，依據(jù)溝渠的自然形狀建造而成;所述沉淀分離區(qū)的尾部設有溢流堰，所述溢流堰由無砂混凝土制成，與渠道垂直設置。
[0015]所述清水區(qū)位于沉淀分離區(qū)的下游，與沉淀分離區(qū)的溢流堰相接，依據(jù)溝渠的自然形狀建造而成。
[0016]所述太陽能和風能發(fā)電系統(tǒng)設置在折流式缺氧厭氧反應區(qū)的上蓋上部，太陽能和風能發(fā)電系統(tǒng)通過電纜連接倒傘型表曝機、鼓風曝氣系統(tǒng)和污泥栗。
[0017]所述污泥濃縮系統(tǒng)包括污泥濃縮池、污泥栗、排泥管和污泥回流管;所述污泥濃縮池設置在溝渠岸上，為長方體結(jié)構(gòu)，與河道平行;所述污泥栗和排泥管設置在沉淀分離區(qū)的底部;具體地，所述污泥濃縮池的建造按如下步驟實施:
[0018](I)測量、計算溝渠岸斜坡的長度、坡度，確定污泥濃縮池的長度和寬度；
[0019](2)剝離施工區(qū)的表層土，剝離深度為0.5?1.0米;對剝離后的污泥濃縮池底部的素土進行夯實防滲；
[0020](3)沿著污泥濃縮池靠近河水的一側(cè)充填卵石或碎石，卵石或碎石作為過濾層；
[0021](4)在過濾層中安置塑料或混凝土材質(zhì)的濃縮池排水管，濃縮池排水管的出水排入折流式缺氧厭氧反應區(qū)。
[0022]所述強化濕地為梯形池狀結(jié)構(gòu)，從下往上依次為防滲層、礫石墊層、濾料層、土壤層。強化濕地的一端的高度高于另一端的高度，強化濕地的較高的一端設有強化濕地進水管，強化濕地的較低的一端設有強化濕地出水管；強化濕地的底部設有1-3 %的坡度，便于水的流動。
[0023]所述防滲層采用高密度聚乙烯薄膜。
[0024]所述礫石墊層厚度300-600毫米，礫石粒徑40-80毫米。
[0025]所述濾料層厚度150-300毫米，采用活性陶粒濾料，活性陶粒粒徑20-40毫米。所述濾料層里設有強化濕地布水管，強化濕地布水管連接強化濕地進水管。
[0026]所述土壤層厚度600-1000毫米，采用高爐渣、生物炭、動物糞便、耕種熟土混合制成。
[0027]所述土壤層上選種植物，選種的植物應滿足以下幾點要求:①耐污染能力強;②采用鄉(xiāng)土物種，因土種植，因地制宜;③抗病能力強;④易于收獲、便于處置;⑤耐澇能力強;⑥根系發(fā)達，莖葉茂密;常用的植物有李氏禾、蘆葦、狗牙根、灰綠藜、牛筋草。
[0028]采用所述的一種利用閑置的溝渠和農(nóng)田處理污水的裝置進行污水處理的方法，其步驟為:
[0029]①污水由兼氧段進水口進入折流式缺氧厭氧反應區(qū)，與排泥管和污泥回流管回流的污泥混合后沿折流墻往復前進，依次通過兼氧段、缺氧段和厭氧段，折流式缺氧厭氧反應區(qū)中的污泥隨著污水的左右流動和沼氣上升的作用而運動，折流墻的阻擋作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在折流式缺氧厭氧反應區(qū)中，折流式缺氧厭氧反應區(qū)中的微生物與污水中的有機物充分接觸，兼氧段的兼性菌、缺氧段和厭氧段的異養(yǎng)菌將污水中的大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物;污水然后進入循環(huán)曝氣區(qū)，倒傘型表曝機一方面對污水進行曝氣，一方面推動水流加速流動，鼓風曝氣系統(tǒng)對污水進行強化曝氣，懸浮填料成為活性污泥的載體，污水沿著隔流墻循環(huán)流動，產(chǎn)生氧化溝工藝的處理效應，攔截柵網(wǎng)阻止懸浮填料流入下游;循環(huán)曝氣區(qū)處理后的水由溢流墻進入沉淀分離區(qū)，沉淀后的水由溢流堰進入清水區(qū)，清水區(qū)中的水被栗入強化濕地進水管，沉淀后的污泥一部分通過污泥栗、排泥管和污泥回流管回流到折流式缺氧厭氧反應區(qū)中，一部分進入污泥濃縮池，污泥濃縮池中的濃縮液經(jīng)過濾層過濾后排入折流式缺氧厭氧反應區(qū)，干化后的污泥作為有機肥料施用到強化濕地中。
[0030]②清水區(qū)中的水通過強化濕地進水管和強化濕地布水管進入強化濕地，污水在濾料層里均勻分布，土壤層上種植的植物通過根系吸收污水的污染物，污水被進一步凈化，強化濕地處理后的水通過強化濕地出水管收集，達標排放。
【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0032]圖1是本發(fā)明的溝渠式污水處理一體化裝置的結(jié)構(gòu)