一种利用南方村落的排水沟渠净化村庄初期雨水的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用南方村落的排水沟渠净化村庄初期雨水的方法，属于生态环境治理领域。本发明专利技术以村庄内普遍存在的排水沟渠作为收集和处理载体，利用人工植物生态重构技术，对村庄初期雨水进行原位净化。在沟渠内安置人工浮岛，岸边搭配种植耐污水生植物，通过耐污植物的机械截流、表面生物膜和植物根系吸收作用对污染雨水进行原位处理；通过投加污水生物净化菌剂和螺、蚌、虾等水生动物，在菌—水生植物—水生动物复合生态系统作用下，协同净化村庄初期雨水地表径流的污染物，重构排水沟渠生态系统，实现村庄水环境的生态修复以及景观的美化。

A Method of Purifying the Initial Rainwater in Villages by Using Drainage Channels in Southern Villages

The invention discloses a method for purifying initial rainwater in villages by using drainage ditches of southern villages, which belongs to the field of ecological environment control. The invention uses drainage ditches commonly existing in villages as collection and treatment carriers, and uses artificial plant ecological reconstruction technology to purify the initial rainwater in villages in situ. Artificial floating islands are planted in ditches, sewage-tolerant plants are planted along the shore, and polluted rainwater is treated in situ by mechanical interception of polluted plants, surface biofilm and root absorption of plants; aquatic animals such as snails, mussels and shrimps are added to the sewage bio-purification fungi, aquatic plants and aquatic animals to cooperate in the early stage of village purification under the function of bacteria-aquatic plants-aquatic animals complex ecosystem. The pollutants of rainwater surface runoff, the reconstruction of drainage ditch ecosystem, the ecological restoration of village water environment and landscape beautification.

【技术实现步骤摘要】
一种利用南方村落的排水沟渠净化村庄初期雨水的方法
本专利技术属于生态环境治理领域，具体涉及一种利用南方村落排水沟渠净化村庄初期雨水的方法。
技术介绍
在我国一些经济发达的地区，尤其是南方的长三角、珠三角地区，随着村镇工业园区的发展，村镇外来人口成倍增加，导致用水量相应增加，污水排放量骤增。南方许多村庄依河、浜(涌)而建，房屋绝大多数建于上世纪八、九十年代，多数没有室内卫浴设施及相应室内排水系统，室外基本没有污水收集管网，居民的生活污水、村庄生活垃圾、农业秸秆甚至少量散养畜禽、宠物粪便等污染物，直接或通过雨水浸出进入排水沟渠，进而污染受纳水体。根据2012年东南大学刘文涛硕士论文《利用湿地技术处理太湖流域村落初期地表径流的试验研究》所述，初期雨水地表径流的COD(化学需氧量)、TN(总氮)、TP(总磷)的EMC(次降雨径流平均浓度)范围分别为36.78mg/L～97.30mg/L、3.70mg/L～36.50mg/L、0.32mg/L～0.63mg/L，均超过了地表水V类标准。上述种种污染形成导致村庄原来清澈的河浜、池塘现如今变成了黑水沟、臭水塘，常年散发出恶臭，夏秋蚊蝇乱飞，严重影响了附近村落居民的正常生活，给村庄的水环境、大气环境造成了一定程度的污染，治理村庄初期雨水引起的污染迫在眉睫。地表径流的初期雨水属于非点源污染，其污染范围广，程度深，村庄沟渠的纳污和去污程度有限。对于此类污染的治理，最好的方法是垃圾回收、污水收集并集中处理，达标排放。但此方法对于分散式居住的村落投资较高，工程实施难度巨大，尤其是南方水网地区收集成本及工程投资更高，难以大规模推广实施。因此，寻找一种经济且因地制宜的新方法迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了有效改善农村村庄初期雨水地表径流的污染问题，以村庄内普遍存在的排水沟渠作为收集和处理载体，利用人工植物生态重构技术进行原位净化。通过在沟渠内安置人工浮岛，岸边搭配种植耐污水生植物，投加污水生物净化菌剂和螺、蚌、虾等水生动物，协同净化作用农村村庄初期雨水地表径流的污染物，重构排水沟渠生态系统，实现村庄水环境的生态修复以及景观的美化。本专利技术采用的技术方案：一种利用南方村落排水沟渠净化村庄初期雨水的方法，按照下述步骤进行：选取村庄的一段排水沟渠作为工程实施对象，在沟渠排水处设置砖石围堰，保证沟渠内最小水深不低于1.0m。将长度为L沟渠按2:1:3比例分为3个生态修复净化区。首先进入沉淀及生物净化区Ⅰ(长度为1/3L)，沿沟渠两侧种植密度为10-25芽/m2的耐污水生植物，具体包括芦苇、再力花、茭白、美人蕉、观赏荷花以及花叶芦苇；其次进入菌剂强化区Ⅱ(长度为1/6L)，按照2g/m2的密度投加污水生物净化菌剂(活菌数109/g)；然后进入生态恢复区Ⅲ(长度为1/2L)，按照0.1kg/m2的密度投放螺、蚌、鱼虾苗等水生动物进行协同净化。本专利技术所用的污水生物净化菌剂为反硝化聚磷菌B8(恶臭假单胞菌，Pseudomonasputida)，分离自安徽天长污水处理厂氧化沟外沟内活性污泥，该菌株现已2014年05月16日保藏在位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCCNO.9168，建议的分类命名为恶臭假单胞菌，Pseudomonasputida。其反硝化聚磷菌B8干粉菌剂投加量为2.0g/m2(活菌数109/g)，由本课题组筛选，其制备方法见申请号为CN201410472759.X、CN201410476644.8的专利和陈晶等2017年在期刊《环境化学》第36卷第5期第1148～1155页上发表的论文《反硝化聚磷菌B8干粉菌剂的制备及应用》。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用人工植物生态重构技术这种原位净化的方式，不需要采用大量资金建设农村雨水管网和处理设施。(2)本专利技术通过耐污植物的机械截流、表面生物膜和植物根系吸收作用对污染雨水进行原位处理；通过投加污水生物净化菌剂和螺、蚌、虾等水生动物，在菌—水生植物—水生动物复合生态系统作用下协同净化，实现村庄水环境的生态修复以及景观的美化。(3)本专利技术所用载体材料为人工浮岛，来源广泛，成本低，无污染且耐腐蚀，管理方便，维护成本和设备的运行费用低，这种生态处理方法将景观设计和初期雨水修复相结合，对村庄的水环境、大气环境和生态环境的改善具有明显效果。(4)本专利技术研究介质为生态沟渠，其利用村庄普遍存在的排水沟渠进行简单的改造即可，将污水处理与农田灌溉相结合，对水资源和氮、磷等植物元素进行充分利用。附图说明图1：村庄沟渠原位净化初期雨水平面布置图。图1中：B—村庄沟渠的宽度；L—村庄沟渠的长度；L1—净化浮岛的长度；L2—两个净化浮岛之前的间距；Ⅰ—沉淀及生物强化区；Ⅱ—菌剂强化区；Ⅲ—生态恢复区；1—排水沟渠；2—砖石围堰；3—耐污植物种植区；4—河岸线；5—村落；6—农田。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术以宽度为B，长度为L的村庄沟渠作为初期雨水的收集和处理载体，在沟渠排水处设置砖石围堰，以保证沟渠内最小水深不低于1.0m，将沟渠按照面积大小和长度L按2:1:3比例分为3个生态修复净化区。首先进入沉淀及生物净化区Ⅰ(长度为1/3L)，以耐污水生植物为主体，利用无土栽培技术原理，根据沟渠内初期雨水的污染程度，沿沟渠两侧在其人工浮岛框架上分别交叉种植品质较高的芦苇、再力花、茭白、美人蕉、观赏荷花以及花叶芦苇等耐污水生植物，密度为10-25芽/m2；其次进入菌剂强化区Ⅱ(长度为1/6L)，按照2g/m2的密度投加污水生物净化菌剂(活菌数109/g)，然后进入生态恢复区Ⅲ(长度为1/2L)，按照0.1kg/m2的密度投放螺、蚌、鱼虾苗等水生动物进行协同净化。根据上述村庄沟渠的宽度B，生态浮岛的面积可相应增大，根据污染程度，可调节L1、L2的长度，村庄初期雨水通过上述净化区净化，CODcr、TP、TN浓度显著降低，达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类标准。本专利技术所用的污水生物净化菌剂为反硝化聚磷菌B8(恶臭假单胞菌，Pseudomonasputida)，分离自安徽天长污水处理厂氧化沟外沟内活性污泥，该菌株现已2014年05月16日保藏在位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCCNO.9168，建议的分类命名为恶臭假单胞菌，Pseudomonasputida。其反硝化聚磷菌B8干粉菌剂投加量为2.0g/m2(活菌数109/g)，由本课题组筛选，其制备方法见申请号为CN201410472759.X、CN201410476644.8的专利和陈晶等2017年在期刊《环境化学》第36卷第5期第1148～1155页上发表的论文《反硝化聚磷菌B8干粉菌剂的制备及应用》。以下提供5个实施例进一步说明本专利技术。实施例1：村庄沟渠的宽度B＝2m，平均水深0.8m，沟渠长度L＝30m，在沟渠排水处设置砖石围堰，保证沟渠内水深不低于1.0m。将沟渠分为3个生态净化区，在沉淀及生物净化区(长度为10m)，沿着整个沟渠两侧，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用南方村落的排水沟渠净化村庄初期雨水的方法，其特征在于按照下述步骤进行：选取村庄的一段排水沟渠作为工程实施对象，在沟渠排水处设置砖石围堰，保证沟渠内最小水深不低于1.0m。将长度为L沟渠按2:1:3比例分为3个生态修复净化区。首先进入沉淀及生物净化区Ⅰ(长度为1/3L)，沿沟渠两侧种植密度为10‑25芽/m2的耐污水生植物，具体包括芦苇、再力花、茭白、美人蕉、观赏荷花以及花叶芦苇；其次进入菌剂强化区Ⅱ(长度为1/6L)，按照2g/m2的密度投加污水生物净化菌剂(活菌数109/g)；然后进入生态恢复区Ⅲ(长度为1/2L)，按照0.1kg/m2的密度投放螺、蚌、鱼虾苗等水生动物进行协同净化。

【技术特征摘要】
1.一种利用南方村落的排水沟渠净化村庄初期雨水的方法，其特征在于按照下述步骤进行：选取村庄的一段排水沟渠作为工程实施对象，在沟渠排水处设置砖石围堰，保证沟渠内最小水深不低于1.0m。将长度为L沟渠按2:1:3比例分为3个生态修复净化区。首先进入沉淀及生物净化区Ⅰ(长度为1/3L)，沿沟渠两侧种植密度为10-25芽/m2的耐污水生植物，具体包括芦苇、再力花、茭白、美人蕉、观赏荷花以及花叶芦苇；其次进入菌剂强化区Ⅱ(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维墉，张文艺，何敏，周新程，毛林强，胡林潮，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32