一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统。该系统包括复合生物净化床，其沿水平方向依次分为厌氧段、缺氧段和好氧段，三段之间均由设有通水孔的第一隔板隔开，每一段的进水口和出水口之间有高度差；厌氧段和好氧段内填充挂生物膜的填料；缺氧段被n个设有通水孔的导流板分为n+1段，缺氧段内每段的进水口和出水口之间存在高度差；好氧段内还设有曝气管；其达到了以下效果：净化过程连续化；生物处理时间可调整；无需泵送污水，节能降耗。该复合生物净化床与其它单元结合形成了更佳的生态修复系统，即由植草沟、沉砂池、仿生态沟渠、生物滞留池、复合生物净化床和生态系统塘依次连接而成。该优选系统处理过程更全面，净化效率更高。

An ecological restoration system for agricultural non-point source polluted agricultural tail water

The utility model provides an ecological restoration system for agricultural non-point source polluted farmland tail water. The system includes a composite biological purification bed, which in turn along the horizontal direction for the anaerobic, anoxic and aerobic stage, separated from the first partition between the three sections are provided with vent holes, between the inlet and outlet of each section of the height difference; anaerobic and aerobic zone filled with hanging biofilm packing; anoxic n is a guide plate is provided with a through hole is divided into n+1 segment, the height difference between the inlet and outlet of each section of the hypoxia period exist; aerobic zone is also equipped with an aeration pipe; it can achieve the following effects: the purification process of continuous time can be adjusted; biological treatment; no need to send the sewage pump, energy saving. The composite biological purification bed and other units combine to form a better ecological restoration system, namely Caogou and sand basin, eco ditches, bioretention pool, composite biological purification bed and ecological pond which are connected in turn. The processing process of the system is more comprehensive and the purification efficiency is higher.

【技术实现步骤摘要】
一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统
本技术涉及农业污水处理
，尤其是涉及一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统。
技术介绍
农业面源污染主要是指农田生产活动中的各种污染物如沉淀物、营养物、农药、病菌等，通过径流、淋溶和农田排水等途径，以低浓度、大范围的形式从土壤圈向人圈扩散的污染过程。农业面源污染的形成是一个综合而复杂的过程，包括降雨径流过程、土壤侵蚀过程、地表溶质溶出过程和土壤溶质渗漏过程，这四个过程是相互联系、相互作用的，其发生过程受到土壤、地形、降雨、土地覆盖、人类活动等诸多因素的影响。农田生产中往往投入大量化肥、农药和农膜，但农药利用率只有10％～20％；氮、磷、钾肥利用率分别只有33％、24％、42％，土壤中盈余的养分在灌溉和降雨时，上述污染物广泛而隐蔽地分布在地表土壤中，表现出极强的潜伏性；灌溉或降雨时，大量的污染物随水迁移，但污染物来源分散性强，其地理边界和空间位置也不易识别，并随雨强、雨量和农田管理措施的变化而出现空间和时间上的异质性。此外，受到土地利用、地形地貌、气相水文等诸多因素的影响，农业面源污染的排放过程随机而不确定。总之，各种污染物交互影响，导致农业面源污染治理难度极大。我国农业面源污染问题严重，呈逐年增长的趋势。目前，我国农业面源污染已全面超过工业污染和城市污染，成为全国最大的环境污染源；全国氮、磷污染负荷中农业面源污染的贡献率超过50％、化学需氧量(COD)污染负荷中农业面源污染贡献率接近40％。面对农业面源污染日益加剧的严重局面，政府不断加大投入，从颁布相关法律法规、标准规范来约束行业废水量和污染物排放，到不断更新污水处理工艺技术，水污染治理已经成为保护环境工作的重点之一。以往对于农业面源污染农田尾水处理的技术一般采用稳定塘处理系统、土地处理系统和湿地处理系统，这些技术仅仅是采用植物或动物对尾水中富含的化肥等营养成分简单二次利用，处理程度低，最终出水不能达到国家《农田灌溉水质标准》。也有一些新技术借鉴了工业污水处理所用的生物净化设备，例如专利申请CN102392433A、CN101195502A、CN105254137A，这些技术虽然利用厌氧和好氧微生物对增强净化程度，但厌氧分解过程与好氧分解过程并没有有机结合起来，是独立的两个处理步骤，导致处理效率低下，因此，有必要进行改进和创新。有鉴于此，特提出本技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统，所述的生态修复系统厌氧处理和好氧处理无法有效结合导致污水处理效率低的问题。为了实现以上目的，本技术提供了以下技术方案：一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统，包括复合生物净化床；所述复合生物净化床沿水平方向依次分为厌氧段、缺氧段和好氧段，所述厌氧段与所述缺氧段之间、以及所述缺氧段与所述好氧段之间均由第一隔板隔开，并且所述第一隔板的顶部设有使相邻两段相通的通水孔；所述复合生物净化床的首端设有进水口，末端设有出水口；所述进水口低于所述厌氧段与所述缺氧段之间的所述通水孔；所述厌氧段内填充挂生物膜的填料；所述缺氧段被n个导流板分为水平分布的n+1段，所有所述导流板均设有出水口，所有所述导流板上的出水口的设置位置呈底部、顶部依次交错，并且与所述厌氧段相邻的所述导流板的出水口设置在底部；所述n为≥1的正整数；所述好氧段内设有挂生物膜的填料和曝气管。本技术所述的填料用于挂膜，可采用各种类型适宜微生物繁殖的材料，优选比表面积大的填料。现有技术的生物净化系统只设厌氧生化反应池或只设好氧反应池，或者将两者通过泵送管道连接，前两者很难达到净化排放标准，第三者则无法实现连续化处理，即厌氧处理完全后再泵送进入好氧反应池，中间的运输过程并没有发生生物净化反应，反而增加处理时间，并且泵送也消耗额外的能源，导致净化成本提高。而本技术的上述生态修复系统将复合生物净化床设计成空间上有机结合且结构特定的厌氧段、缺氧段和好氧段，达到了以下三个技术效果：首先，实现净化过程连续化；其次，厌氧和好氧反应时间是可调整的；第三，待处理的污水在整个生物净化过程为自流状态，无需泵送，实现了节能目的。具体地，本技术生态修复系统的处理过程如下:上游待处理的农田尾水通过复合生物净化床首端上的进水口进入净化床，首先在厌氧段中，尾水中的复杂有机物被分解，随着尾水的涌入，水位不断升高，直至达到第一隔板顶部的通水孔，此时水自流至缺氧段。然后在缺氧段中，由于处于低氧环境，因此尾水中所携带的污泥及微生物继续发生厌氧和好氧繁殖，深入降解有机物，去除氨氮、磷和农药残留，随着尾水的涌入，水位不断升高，直至达到第一隔板顶部的通水孔，此时水自流至好氧段；在这期间，缺氧段的反应时间是通过导流板控制，即在导流板隔开的每个单元内，只有水位达到导流板的出水口时才能流入下一单元。导流板数量越多，缺氧段内的反应时间越长。最后在好氧段中进行好氧生物处理，继续降解残留的有机物，去除氨氮、磷和农药残留，随着尾水的涌入，水位不断升高，直至达到复合生物净化床的末端的出水口，尾水自流入下游以继续处理或回收利用。综上可知，本技术的三个反应阶段之间并没有间歇段，为连续化处理，因此处理效率大大提高。其次，在以上过程中，尾水在每段的停留时间与池子每段的尺寸、出水口/通水孔的高度相关，因此，针对不同污染情况的农田尾水，可以通过调整池子每段的尺寸、出水口/通水孔的高度来控制厌氧、缺氧和好氧的反应时间，最终达到同样的排放标准。而且由于好氧处理对有机物浓度的上限有要求，因此针对不同有机物含量的污水，可以调整缺氧段的反应时间以使有机物的浓度利于好氧微生物的繁殖，提高好氧处理效果。缺氧段的反应时间是通过导流板控制，即在导流板隔开的每个单元内，只有水位达到导流板的出水口时才能流入下一单元。导流板数量越多，缺氧段内的反应时间越长。第三，本技术各个反应段之间仿照自然生态流水模式，利用进水口和出水口之间的高度差实现自流效果，相比现有技术更节能降耗。此外，本技术厌氧和好氧处理之间有缺氧过渡，这样利于细菌繁殖的自我调整和驯化，提高净化效果。除此外，本技术还可以从以下方面进行改进，以达到更好的技术效果：优选地，所述复合生物净化床中的所述导流板设置弯折部，夹角为135°。优选地，所述复合生物净化床还包括设置在所述好氧段下游的过滤段，所述厌氧段、所述缺氧段、所述好氧段和所述过滤段沿水平方向分布，所述过滤段与所述好氧段通过顶部设有通水孔的隔板隔开；所述过滤段内沿垂直方向由上至下依次设有一个或多个滤料层，所述过滤段中在所述多个滤料层的下方设有排水口。经过生物膜处理的尾水会携带部分污泥、沙土等沉淀杂质，通过设置过滤段可以解决以上问题，以便处理后的水可以直接回收利用。过滤段除了具有过滤作用外，还可以作为水携带的活性污泥的载体，使水与微生物能在此载体上继续反应消化污染物，提高净化效果。其中，滤料层的数量及选材根据实际情况而定，为避免引入外源污染物，采用天然石材或土壤。滤料层的粒径分布依据水的流向而定，由于在过滤段内水由上至下流，因此，滤料的粒径由上至下为递减。例如，由上至下依次为石英砂层和沸石滤料层，石英砂可以选用2～4mm的尺寸，沸石可以选用0.95～1.35mm的尺寸。在沸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统，其特征在于，包括复合生物净化床；所述复合生物净化床沿水平方向依次分为厌氧段、缺氧段和好氧段，所述厌氧段与所述缺氧段之间、以及所述缺氧段与所述好氧段之间均由第一隔板隔开，并且所述第一隔板的顶部设有使相邻两段相通的通水孔；所述复合生物净化床的首端设有进水口，末端设有出水口；所述进水口低于所述厌氧段与所述缺氧段之间的所述通水孔；所述厌氧段内填充挂生物膜的填料；所述缺氧段被n个导流板分为水平分布的n+1段，所有所述导流板均设有出水口，所有所述导流板上的出水口的设置位置呈底部、顶部依次交错，并且与所述厌氧段相邻的所述导流板的出水口设置在底部；所述n为≥1的正整数；所述好氧段内设有挂生物膜的填料和曝气管。

【技术特征摘要】
1.一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统，其特征在于，包括复合生物净化床；所述复合生物净化床沿水平方向依次分为厌氧段、缺氧段和好氧段，所述厌氧段与所述缺氧段之间、以及所述缺氧段与所述好氧段之间均由第一隔板隔开，并且所述第一隔板的顶部设有使相邻两段相通的通水孔；所述复合生物净化床的首端设有进水口，末端设有出水口；所述进水口低于所述厌氧段与所述缺氧段之间的所述通水孔；所述厌氧段内填充挂生物膜的填料；所述缺氧段被n个导流板分为水平分布的n+1段，所有所述导流板均设有出水口，所有所述导流板上的出水口的设置位置呈底部、顶部依次交错，并且与所述厌氧段相邻的所述导流板的出水口设置在底部；所述n为≥1的正整数；所述好氧段内设有挂生物膜的填料和曝气管。2.根据权利要求1所述的农业面源污染农田尾水的生态修复系统，其特征在于，所述导流板设置弯折部，夹角为135°。3.根据权利要求1所述的农业面源污染农田尾水的生态修复系统，其特征在于，所述复合生物净化床还包括设置在所述好氧段下游的过滤段，所述厌氧段、所述缺氧段、所述好氧段和所述过滤段沿水平方向分布，所述过滤段与所述好氧段通过顶部设有通水孔的隔板隔开；所述过滤段内沿垂直方向由上至下依次设有一个或多个滤料层，所述过滤段中在所述多个滤料层的下方设有排水口；所述多个滤料层由上至下依次为石英砂层和沸石滤料层。4.根据权利要求3所述的农业面源污染农田尾水的生态修复系统，其特征在于，所述复合生物净化床还包括设置在所述过滤段下游的出水复氧段；所述出水复氧段与所述过滤段水平相邻或者位于所述过滤段的下方；所述出水复氧段通过所述排水口与所述过滤段相通；所述出水复氧段内设有单级或多级跌水充氧板。5.根据权利要求4所述的农业面源污染农田尾水的生态修复系统，还包括设置在所述复合生物净化床上游的生物滞留池；所述生物滞留池从底部至顶部依次设有砾石层、炉渣层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：游建军，曾睿，谭竹，张新兵，胡志鑫，
申请(专利权)人：湖南艾布鲁环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43