一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统，适用于农村各种雨污合流制排污沟渠或空地。该生态处理系统分一级与二级，一级生态处理系统由一级LID新型生态沟渠或生态园地和蓄水池组成，其出水水质为农田灌溉标准。二级生态处理系统由一级生态处理系统和二级LID新型生态沟渠或生态园地所组成，其出水水质为一级A。一级与二级LID新型生态沟渠或生态园地的垂向结构由上到下均包含蓄滞初期雨水径流的蓄水层、种植木本植物的复合滤料层、以及防渗层。本实用新型专利技术具有“渗、蓄、滞、净、排”多重功能，不仅可治理农村生活污水和雨水问题，还可美化环境，实现治污、治水以及生态环境建设三者的协调统一。

【技术实现步骤摘要】
一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统
本技术属于水利工程、市政工程、环境工程
，具体而言，是一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统。
技术介绍
农村生活污水通常经村中大大小小的排污沟渠直接排入受纳水体，传统的农村排污沟渠又称臭水沟，不仅又脏又臭，而且含有大量污染物的生活污水未经处理直接通过臭水沟排入受纳水体，还会极大地污染水环境。为了治理农村生活污水，目前越来越多的农村效仿城市雨污分流的做法，废弃农村现有的排污沟渠去新建管网进行污水收集。然而，在农村简单效仿城市雨污分流的做法其实会带来一些问题。具体而言，农村一些土沟渠本来平常排污水、遇雨天时即排污水又排雨水径流，沟渠因终年有水流动而能保持良好的输水功能。但随着农村新建排污管网进行污水整治，土沟渠成了排放雨水径流的专门渠道，由于土沟渠平日再无污水流动，草籽随风飘落土沟渠后极易落地生根，土沟渠慢慢变成长满荒草的荒废之地，遇汛期大雨时这些土沟渠难以排放雨水径流导致村庄内涝。再者，现有一些研究结果表明初期雨水径流其污染程度甚至比生活污水更为严重，如广东省东江上游某住宅商业区初期雨水径流的COD值最高达到了1136mg/L，天津典型居民区菜市场的初期雨水径流COD最高值达到了1450mg/L，是PVC管道排放的典型生活污水其COD值的5～7倍。虽然针对农村地区的初期雨水径流水质调查结果目前鲜见报道，但农村通常散养鸡鸭，堆放各种烂菜叶，其初期雨水径流污染程度预估比城市商业区与居民区菜市场的污染更为严重。雨污分流的旨意本在于保证设计处理吨数有限的污水处理设施能够抓大放小，即抓住污染最大的农村生活污水进行处理，忽视污染小的雨水径流进行直接排放。但实际上与农村生活污水相比，农村初期雨水径流才是更大的污染源此外，目前不少农村分散式污水处理设施简单套用城市污水处理厂常采用的AO、A2O、MBR等有动力处理工艺。这不仅带来日后的运行费用问题，更因设施分散农村各地，在广阔的农村地区巡查人员难以全天候进行运行监管而带来诸多问题。如农村常发生断电，管养单位采用间歇性的设施巡查方式无法及时恢复设施的供电，导致好氧池、兼氧池及MBR池等易发生停运，时间一长好氧菌与兼氧菌纷纷死亡，重新供电后菌群难以立即恢复正常生长。另一方面，2018年9月生态环境部、住房和城乡建设部联合印发了《关于加快制定地方农村生活污水处理排放标准的通知》，该通知鼓励采用生态处理工艺，要求加强生活污水源头减量和尾水回收利用。而农田灌溉就是一种十分适合于农村的污水回收利用方式。2019年7月水利部等九部门联合印发了《关于推进农村生活污水治理的指导意见》，意见要求按照因地制宜、利用为先、就地就近、生态循环等基本思路进行农村生活污水处理。因此，针对目前农村污水治理工作中普遍简单套用城市治污方法所存在的弊病，探讨符合上述通知与意见精神的治污新策略极为必要。在此背景下，我们研发了“一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统”。该技术专利将农村传统的臭水沟或荒地、空地改建成具有生态景观功能与“渗、蓄、净、用、排”功能相结合的LID新型生态沟渠/园地，使污水流入生态沟渠/园地后能够一边净化一边排放。采用LID新型生态沟渠/园地的农村生活污水生态处理系统，由一级LID新型生态沟渠/园地、蓄水池、二级LID新型生态沟渠/园地、扩散渗漏系统(非必需)所组成。农村生活污水流入一级LID新型生态沟渠/园地，经渗滤净化后达到农田灌溉标准，流入蓄水池，经农田灌溉系统回用于农田灌溉，余水经过蓄水池溢流口流入二级LID新型生态沟渠/园地，进一步渗滤净化后达到一级A排放标准后，或直接排入受纳水体，或借鉴美国农村生活污水分散式处理方式，经地埋式扩散渗漏系统渗入土壤，补给地下水，形成良好的生态循坏。该系统不仅能处理农村生活污水，还能处理雨水面源污染和减少暴雨径流量。此外，沟渠内种植耐水耐污木本植物，还可美化周围环境，从而将治污、治水以及生态景观建设三者高度协调统一起来，有力推进美丽乡村的建设。该技术专利核心技术之一在于采用耐湿耐污且净化能力良好的木本植物而非草本植物。草本植物不适合粗放管理，不适合应用于农村。经过查新，目前尚未发现有研究针对木本植物同时开展耐湿、耐污的研究、更未见有针对木本植物的耐湿、耐污与净化能力三种同时开展研究。我们经过3年的植物试验研究，遴选出了若干种等适合种植在LID型生态沟渠/园地的若干种南方木本植物。该技术专利的核心技术之二在于根据一级与二级LID新型排污沟渠/园地出水水质标准的不同，选用合适的滤料。一级LID新型排污沟渠/园地的出水水质标准是农田灌溉标准，而氮磷等营养物质是植物所需要的，因此一级LID新型排污沟渠/园地所选用的滤料与二级LID新型排污沟渠的滤料全然不同，一级的滤料特性是对有机污染物具有高去除率，而对氮磷营养物质的去除率越低越好。二级的滤料则需对有机污染物与氮磷营养物质同时具备良好的去除率。经过3年试验研究，我们所研发出的由若干种基质所组成的二级复合滤料，查新结果表明，目前尚未见有相关报道。虽然现有的人工快渗系统、土壤渗滤系统、垂直潜流人工湿地等一系列生态处理技术设施可以处理农村生活污水。但这些设施存在如下弊病：1)未能将技术措施直接建设在农村的臭水沟上，需要另外占地建设。2)所采用的植物均为草本植物，不适合粗放管理，难以应用于农村。很多采用草本植物的这类生态处理设施在农村运行一段时间后因维护成本高而荒废。其次，草本植物若种植在生态沟渠中，遇到雨天，沟渠中茂密的草本植物将极大影响沟渠的行洪。2)这些传统设施的滤料层通常采用沸石、铁粒、火山岩、贝岩、石灰石、活性炭、麦秆、炉渣、活性陶粒等各种基质组合成滤料，缺少结合农田灌溉回用的需求，基于分级净化的理念来进行滤料遴选，所采用的由若干基质组合起来的滤料通常连农作物所需的氮磷也一并大量去除，即浪费了滤料费用更浪费了污水中的营养资源。3)这些传统设施的构造普遍采用了如下分层结构：一般分成种植土壤层，土壤层下面铺设布水层、布水层下面再铺设滤料层。这种层结构带来如下问题：种植土壤层中的植物通常是草皮、美人蕉、菖蒲，香蒲等水陆两栖植物，这些植物的根系分布较浅，主要分布在土壤层内难以越过布水层进入滤料层，特别是难以深入到滤料层的中下部。也因此植物无法吸收走被滤料层特别是滤料层中下部所吸附的氮、磷等营养物质，无法将这些营养物质及时转至外界，即转化成植物的茎叶花。如此一来，污水中的氮磷等营养物质不断进入，而转移到外界的途径有限，仅靠一些土壤微生物的作用，特别是磷更是缺少途径转移到外界，因此，设施运行一段时间后，滤料的吸附作用就会达到饱和，带来需要定时更换滤料、运行维护管理不易的问题。4)现有的采用最上层为种植土壤层结构的人工快渗系统、土壤渗滤系统、垂直潜流人工湿地等处理设施，由于土壤层的下渗能力有限，遇到暴雨天气，大量流入该设施的雨水径流也难以快速下渗进入滤料层进行净化，含有大量污染物的初期雨水径流无法得到处理而绝大部分直接流走。因此只能用于生活污水处理的用途，无法发挥双重作用，即平日里处理生活污水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统，其特征在于：当出水水质要求为农田灌溉标准时，该生态处理系统由一级LID新型生态沟渠/园地和蓄水池所组成，称为一级生态处理系统；其中，一级LID新型生态沟渠/园地的垂向结构自上而下由蓄水层、种植了耐湿耐污木本植物的火山岩滤料层、以及防渗层组成；滤料层厚度为30～60cm；蓄水池设有取水口和溢流口，农田灌溉系统连接蓄水池取水口；一级LID新型生态沟渠/园地的纵向结构为沿程存在坡降，即生态沟渠/园地进水这一侧的底部高程高于出水那一侧的底部高程。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统，其特征在于：当出水水质要求为农田灌溉标准时，该生态处理系统由一级LID新型生态沟渠/园地和蓄水池所组成，称为一级生态处理系统；其中，一级LID新型生态沟渠/园地的垂向结构自上而下由蓄水层、种植了耐湿耐污木本植物的火山岩滤料层、以及防渗层组成；滤料层厚度为30～60cm；蓄水池设有取水口和溢流口，农田灌溉系统连接蓄水池取水口；一级LID新型生态沟渠/园地的纵向结构为沿程存在坡降，即生态沟渠/园地进水这一侧的底部高程高于出水那一侧的底部高程。


2.根据权利要求1所述的一种处理农村生活污水与雨污的分级生态处理系统，其特征在于：当出水水质要求为一级A排放标准时，该生态处理系统在一级生态处理系统的基础上，还包括二级LID新型生态沟渠/园地，形成二级生态处理系统；一级LID新型沟渠/园地的出水进入蓄水池后通过农田灌溉系统回用于农田灌溉，灌溉用剩的余水通过蓄水池的溢流口进入二级LID新型生态沟渠/园地进一步渗滤净化，出水水质达一级A排放标准；二级LID新型生态沟渠/园地的垂向结构自上而下由蓄水层、种植耐湿耐污木本植物的复合滤料层和防渗层组成；复合滤料层的层厚为30～60cm；二级LID新型生态沟渠/...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱木兰，黄永福，
申请(专利权)人：厦门理工学院，福建省水利水电勘测设计研究院，
类型：新型
国别省市：福建;35