一种中部水网地区面源污染的拦控系统及其构建方法
【专利摘要】一种中部水网地区面源污染的拦控系统及其构建方法，其系统包括污水前端收集分流系统、污水中段拦截处理系统、污水末端处置回用系统和固形物无害资源化系统，所述污水中段拦截处理系统和污水末端处置回用系统共同构成面源污水复合拦控湿地群落。其优点是：将水网地区面源污染分步分级进行拦截和控制，处理效果稳定并实现了污染物最终处置；利用各处理单元耦合构建起一个面源污染复合拦控湿地群落，形成一个高级水网生态圈，不仅具有较高的生态景观价值，还能够调蓄水源气候，维护生态平衡；系统结构简单，建设容易，投资低廉，对村湾破坏性小，集耕植生产、排水灌溉、保水固土的功能于一体，构建了一个复合的、多元的、高端的村落生态生产体系。
【专利说明】一种中部水网地区面源污染的拦控系统及其构建方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及村镇污染综合控制和水土工程【技术领域】，具体的说是一种中部水网地区面源污染的拦控系统及其构建方法。
【背景技术】
[0002]面源污水污染是指农村生活和农业生产活动中，溶解的或固体的污染物从非特定的地域，在降水和径流冲刷作用下，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物进入受纳水体所引起的污染。近年来，随着我国点源污染控制的不断深化和完善，农村地区面源污染，尤其是面源污水造成的环境污染逐渐成为环境学界关注的重点。
[0003]我国中部水网地区包括湖北、河南、安徽等省区的大部区域，具有典型的低矮丘陵-水网平原地质特征。该地区漕运发达、耕地密布、地势复杂、易于发生洪涝灾害，因此治理该地区面源污染十分复杂，不仅需要对该地区空间布局、区域面积、功能定位、农耕灌溉、安全保障和环境目标、景观建设和文化保护等进行协调和安排，提出中部水网地区面源污染控制的整体解决方案，还必须综合考虑人口密度、群众素质、经济发展水平、下垫面条件、土地资源、水资源和当前环境污染状况等因素。
[0004]具体来说，中部水网区村镇面源污染着重分为污水污染、固体垃圾污染和人畜粪便污染。
[0005](I)污水污染包括农村生活和农业生产活动中直接产生的污水和受其污染的雨水，是水体的主要污染源之一，包括洗涤污水、养殖废水、农田尾水等。目前中部水网地区污水收集方式包括暗管、草沟、硬化沟渠等；面源污水处理工艺则包括生态塘、人工湿地、土地渗滤、生态滴滤和生态沟渠等；其中生态塘和生态沟渠造价低廉、处理效果良好、还兼具水利和生态景观价值，但处理效果不佳，且受到环境条件的严格制约；而人工湿地和土地渗滤技术处理能力较强，氮磷拦截效果出色且造价相对低廉。
[0006](2)固体垃圾污染包括生活垃圾和农业生产垃圾，后者又包括生物质垃圾(秸杆、禽畜废料)和不易降解垃圾，目前水网地区垃圾未实现有效收集控制，主要以就地丢弃堆放为主，容易通过雨水、淋溶进入地表、地下水，如果就地焚烧又会产生严重的空气污染。
[0007](3)人畜粪便污染近年来通过化粪池和新农村建设有了明显改善，但是化粪池无法做到粪便的最终无害化处理，也无法有效实现生物质循环回用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于设计一种耦合农田耕植、排水灌溉、农事生产、保水固土、调蓄气候功能于一体的中部水网地区面源污染的拦控系统及其构建方法。
[0009]一种中部水网地区面源污染的拦控系统，包括污水前端收集分流系统、污水中段拦截处理系统、污水末端处置回用系统和固形物无害资源化系统，所述污水中段拦截处理系统和污水末端处置回用系统共同构成面源污水复合拦控湿地群落；
所述污水前端收集分流系统，包括拦截支渠系统，在不同拦截支渠的交汇点处构筑有雨污分流井；
所述污水中段拦截处理系统，包括生态干渠、厌氧水解预处理池、由土地渗滤和人工湿地组成的土地-湿地深度处理系统依次相连通，所述生态干渠、土地-湿地深度处理系统以及村落范围内的防洪灌溉渠的沿岸均设置植物缓冲篱，所述生态干渠、厌氧水解预处理池、土地-湿地深度处理系统分别和溢流跌水坝相连通；
所述污水末端处置回用系统，包括回用分流堰、废弃-回用水储存塘渠网和滨岸生态边坡，所述回用分流堰的出水口分别和废弃-回用水储存塘渠网、滨岸生态边坡相连；所述固形物无害资源化系统，包括村落垃圾收集系统、化粪池和高温堆肥釜及垃圾清理配套设施。
[0010]所述拦截支渠系统包括村落支渠网络和农田支渠网络，利用现有村落门前屋后的沟渠系统和农田菜地排灌沟渠，将土沟、草沟、暗管、涵洞、硬化沟渠连接成树状的拦截支渠系统，利用自然落差将洗涤用水、禽畜养殖废水、含化肥农田尾水和雨水引向地势较低的污水中段拦截处理系统的生态干渠。[0011]所述生态干渠为按照地势分为多段水平的沟渠阶梯式单元，每个单元内错杂布设内填钢渣的氮磷拦截箱。
[0012]所述废弃-回用水储存塘渠网，为村落中的废置塘渠和待修复污染塘渠改造而成，利用原有沟渠和水道将其连接成网并整体接入污水中段拦截处理系统。
[0013]所述滨岸生态边坡，包括多级碎石格笼，滨岸生态边坡表面还种植有边坡植物。
[0014]所述污水中段拦截处理系统和污水末端处置回用系统同防洪灌溉渠一同构成水网地区面源污水复合拦控湿地群落，即污水中段拦截处理系统的生态干渠、土地-湿地深度处理系统和污水末端处置回用系统的废弃-回用水储存塘渠网、防洪灌溉渠以及村落中其他水体共同构成连片的面源污水复合拦控湿地群落。
[0015]一种中部水网地区面源污染的拦控系统的构建方法，包含如下步骤:
(1)对村落现有沟渠塘池进行清整和疏通，在保留现有设施的基础上建设拦截支渠并将雨污分流井与防洪灌溉渠联通，构成前端收集分流系统；
(2)挑选村湾的低洼空地建设中段拦截处理系统，依次建设生态干渠、厌氧水解池和土地-湿地处理系统；
(3)在村湾污水汇流点修筑回用分流堰，并将村湾范围内现有塘渠进行连接和清整，与回用分流堰、农田菜地联通，沿受纳水体沿岸建设生态边坡，并将其分别与防洪灌溉渠、农田菜地、回用分流堰连接形成末端处置回用系统；
(4)将以上前端收集分流系统、中段拦截处理系统和末端处置回用系统的污水处理单元进行连接、强化并设置植物缓冲篱，经过一段时间的培植使中段拦截处理系统与末端处置回用系统和防洪灌溉渠、农田菜地共同构成复合拦控湿地群落；
(5)对村湾现有垃圾进行彻底清理，改造并新建化粪池和高温堆肥釜，设置垃圾堆肥-回田-转运-清理机制，建立固形物无害资源化系统。
[0016]本发明中部水网地区面源污染的拦控系统及其构建方法的优点是:
1、将水网地区面源污染分步分级进行拦截和控制，使处理系统成网连片，处理效果稳定，实现了污染物最终处置，各参数均可达到排放要求；
2、本发明在充分利用村落与现有硬件设施基础上改进而成，结构简单，建设容易，投资低廉，对村湾破坏性小；
3、本发明运行稳定，无需外部能源供给，故障率低，无需看护，同时通过禽畜养殖、垃圾堆肥、植物收割形成生态利润反哺农桑；
4、本发明充分耦合农田耕植、排水灌溉、农事生产、保水固土、调蓄气候的功能于一体，构建了一个耦合的、多元的、高端的村落生态生产体系；
5、本发明首次引入污水处理的湿地群落概念，利用各处理单元构建起一个面源污染复合拦控湿地群落，形成了一个高级水网生态圈，不仅具有较高的生态景观价值，还能够调蓄水源气候，维护生态平衡。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为中部水网地区面源污染的拦控系统的整体结构示意框图；
图2为中部水网地区面源污染的拦控系统的平面俯视图；
图3为雨污分流井的结构示意图；
图4为溢流跌水坝的结构示意图；
图5为植物缓冲篱的截面结构示意图。
[0018]图中，I为村落与禽畜笼舍、2为拦截支渠、3为雨污分流井、4为生态干渠、5为土地-湿地深度处理系统、6为植物缓冲篱、7为回用分流堰、8为废弃-回用水储存塘渠网、9为防洪灌溉渠、10为滨水生态 边坡、11为受纳水体、12为化粪池、13为高温堆肥釜，14为农田菜地；
21为初期暴雨来临时液面溢流高程、22为日常液面高程、23为防渗混凝土、24为格栅室、25为初期暴雨溢流堰、26为污水喉管、27为生态干渠、29为雨污分流井井体；
31为防渗混凝土、32为污水放空口、33为上阶处理设施、34为溢流跌水堰、35为下阶处理设施；
41为卵石垫层、42为防渗混凝土、43为草本挺水植物、44为湿地灌木、45为极限水位、46为污水处理单元、47为正常水位。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图，对本发明进行进一步说明:如图1-5所示，一种中部水网地区面源污染的拦控系统，包括污水前端收集分流系统、污水中段拦截处理系统、污水末端处置回用系统和固形物无害资源化系统，所述污水中段拦截处理系统和污水末端处置回用系统共同构成面源污水复合拦控湿地群落；
所述污水前端收集分流系统，包括拦截支渠系统，在不同拦截支渠的交汇点处构筑有雨污分流井；所述雨污分流井包括井体、喉管和溢流堰，通过喉管的流量限制和溢流堰的引流作用实现初期暴雨的有效分离；
所述污水中段拦截处理系统，包括生态干渠、厌氧水解预处理池、由土地渗滤和人工湿地组成的土地-湿地深度处理系统依次相连通，所述生态干渠、土地-湿地深度处理系统以及村落范围内的防洪灌溉渠的沿岸均设置植物缓冲篱，所述生态干渠、厌氧水解预处理池、土地-湿地深度处理系统分别和溢流跌水坝相连通；
所述污水末端处置回用系统，包括回用分流堰、废弃-回用水储存塘渠网和滨岸生态边坡，所述回用分流堰的出水口分别和废弃-回用水储存塘渠网、滨岸生态边坡相连；所述固形物无害资源化系统，包括村落垃圾收集系统、化粪池和高温堆肥釜及垃圾清理配套设施。
[0020]所述拦截支渠包括村落支渠网络和农田支渠网络，利用现有村落门前屋后的沟渠系统和农田菜地排灌沟渠，将土沟、草沟、暗管、涵洞、硬化沟渠连接成树状的拦截支渠系统，利用自然落差将洗涤用水、禽畜养殖废水、含化肥农田尾水和雨水引向地势较低的污水中段拦截处理系统的生态干渠。
[0021]所述生态干渠为按照地势分为多段水平的沟渠阶梯式单元，每个单元内错杂布设内填钢渣的氮磷拦截箱。
[0022]所述废弃-回用水储存塘渠网，为村落中的废置塘渠和待修复污染塘渠改造而成，利用原有沟渠和水道将其连接成网并整体接入污水中段拦截处理系统。
[0023]所述滨岸生态边坡，包括多级碎石格笼，滨岸生态边坡表面还种植有边坡植物。
[0024]所述污水中段拦截处理系统和污水末端处置回用系统同防洪灌溉渠一同构成水网地区面源污水复合拦控湿地群落，即污水中段拦截处理系统的生态干渠、土地-湿地深度处理系统和污水末端处置回用系统的废弃-回用水储存塘渠网、防洪灌溉渠以及村落中其他水体共同构成连片的面源污水复合拦控湿地群落。
[0025]具体的组成系统如下:
(I)污水前端收集分流系统包括拦截支渠和雨污分流井系统。
[0026]拦截支渠系统建设在村落内及农田菜地沿线，尽量利用村落地势条件，将已有的暗管、硬化沟渠、草沟等作为 拦截支渠的一部分并加以连接。新建支渠在村落内采用混凝土硬化沟渠，其截面为倒梯形，按照汇水面积和污水水量，深度取20-40cm，宽度取20-30cm，坡度为45°-60° ；
特别的，拦截支渠系统设置时尽量避开公路、天然水体等环境敏感点，如需穿越公路则需铺设暗管，选用管径为30-60cm的混凝土管或同等管径的缸瓦管；
特别的，拦截支渠系统在收集农田污水时，如沿途长度较大则可考虑采用生态草沟以降低造价，但需要在沟基铺设土工防渗膜并沿沟渠构建简易植物缓冲篱；
雨污分流井结构如附图3所示。初期雨水通过拦截支渠2进入格栅室24，格栅滤除漂浮物及垃圾，出水跌水进入雨污分流井井体29，正常状况下通过污水喉管26进入生态干渠27。当初期暴雨来临时，喉管26流量有限无法及时排空污水，分流井井体29水位上涨并在30min时达到溢流高程。此时污水通过溢流堰25进入溢流槽，溢流槽将30min后的较清洁雨水就近排放土地或者引入防洪灌溉渠。
[0027]尤其是，雨污分流井由方形防渗混凝土构建，深度依照地势落差取2_4m，喉管管径为15-20cm，分流井截面积计算方法为:
S井=(0.5Q雨*S-V排)/ (h高-h低)
其中:0.5——初期暴雨划分时间(按照地区不同可取0.5-1小时)；
Q雨-村落所在地区最大暴雨雨量，m/m2.h ；
S—拦截干渠汇流面积，Hl2 ;
Vft——0.5小时内喉管排水量，m3 ； hK-初期暴雨来临时液面溢流高程；h低—日常液面高程；
(2)污水中段拦截处理系统包括生态干渠、厌氧水解池、由土地渗滤和人工湿地组成的土地-湿地深度处理段、植物缓冲篱、溢流跌水坝等。
[0028]生态干渠的修建工程标准按照灌溉与排水工程设计规范(GB 50288-1999)、渠道防渗工程技术规范(SL 18-2004)进行。
[0029]生态干渠采用防渗混凝土构筑，其截面为倒梯形，按照汇水面积和污水水量，深度取30-60cm，宽度取40-80cm，坡度为45°_60°，生态沟渠边壁铺设环保花砖或土工格网，沟渠底部使用碎石、砾石铺设填料层，平均粒径为20mm，填料层厚度5cm，并错杂设置氮磷拦截箱；
尤其是，在生态沟渠边壁土壤和填料、底泥中人工种植湿生植物。沟壁植物以自然演替为主，人工辅助种植如狗牙根、空心菜、茭白(夏季)，其比例为2:2:1，黑麦草、水芹(冬季)，其比例为1:2 ;全年在水底种植菹草、马来眼子菜、金鱼藻等沉水植物，其比例为2:1:1。
[0030]尤其是，氮磷拦截箱尺寸为0.5mX0.5mX0.3m的长方体结构，间隔1-3m左右错杂放置，表面为塑料或金属土工格网，内部可填充钢渣或改性钢渣150kg。按照生态沟渠系统日处理水量50m3，水中含磷量20mg/L，钢渣吸附饱和量为2.5mg/L来计算，每只拦截箱使用
1.5年达到吸附饱和。
[0031]特别的，在达到饱和之后可以立即更换拦截箱，亦可使其沉滞水中作为生态填料作为微生物营养基使用。
[0032]厌氧水解池为方形防渗混凝土池，池壁以及池底均铺设土工防渗膜防止酸化液渗漏。厌氧水解池深度取2-4m，沿水流方向保持3%的坡度。污水在厌氧水解池内停留时间超过ld，池体有效体积Vft需要大于日最大水量Qmax，可取Vft=L 2Qmax。
[0033]特别的，厌氧水解池内可根据需要设置若干横向的折流挡板，用以均布水流，延缓流速并强化SS去除效果。
[0034]土地-湿地深度处理段设计工程标准按照农村生活污水土地处理系统技术规范(DG/TJ 08-2066-2009)和人工湿地污水处理工程技术规范(HJ 2005-2010)进行。该处理段可选用包括地表坡地渗滤系统、地下土地渗滤系统、表流式人工湿地、垂直复合流人工湿地等多种工艺，应根据当地条件合理搭配协调。
[0035]特别的，在选择工艺时当村落现有天然湿地或湿地草甸则可以考虑将其就地改造为强化人工湿地，并通过改良植物群落获得最佳处理效果；
特别的，如果村落有大量闲置土地，则可新建复合人工湿地，将表流型、垂直复合流人工湿地串联使用；
特别的，如果该村落土地紧张则应采用地下渗滤系统；
特别的，如果该村落有较多闲置坡地则可考虑建设地表漫流渗滤系统；
尤其是，有条件的区域还可以考虑将两种以上工艺串联使用，实现对污水的高效处理。
[0036]溢流跌水坝结构如附图4。
[0037]污水正常情况下由跌水堰漫流进入下阶处理设施，同时完成复氧；在暴雨来临和检修时，打开污水放空口使上阶处理设施放空。
[0038]尤其是，本系统中溢流跌水坝被大量应用于生态干渠、土地-湿地深度处理系统中。一方面通过溢流跌水强化复氧效果，增加系统好氧降解能力进而防止滤料堵塞，同时上下阶处理设施坡度减小水流缓慢，停留时间延长；另一方面，溢流跌水坝本身增大了水气接触面积，对调蓄环境气候有明显作用，同时其作为生态景观，与湿地系统和动植物群落共同组成绿地丛林、瀑布流水的环境景观。
[0039]植物缓冲篱结构如附图5。
[0040]卵石垫层宽度0.5-lm,使用粒径2-6cm卵石铺设，并保持3%_10%的坡度。由包括卵石带向外的2-4m范围内密植草本挺水植物和湿地灌木，共同构成植物缓冲篱。
[0041]尤其是，植物缓冲篱中草本挺水植物尽量选用当地优势物种:白茅、狗牙根、芦苇、野慈姑，其栽植比例为1:2:2:1 ;湿地灌木选用紫藤、榔榆、蒲葵，栽植比例为1:3:1。草本挺水植物和湿地灌木栽植比例为3:1~6:1，栽植时湿地灌木位于缓冲篱外延并适当考虑景观视觉效果。
[0042]改处理段出水质量可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B排放标准。
[0043](3)污水末端处置回用系统包括回用分流堰、村落废弃(待修复)塘渠、回用水储存塘和滨岸生态边坡等部分。
[0044]回用分流堰为方形防渗混凝土构筑物，深度取2_4m，边长2_3m。污水中段出水通过一边的溢流堰进入回用分流堰内，分流井另外两面设置两个出水闸阀分别连通滨水生态边坡和废弃-回用水储存塘渠网，通过人工或自动切换闸阀开闭可实现尾水的回用与排放切换。
[0045]尤其是，暴雨季节来临和洪水过境时，将尾水引入滨水生态边坡，使其排放受纳水体；而在雨梅雨季节和旱季来临前将尾水引入废弃-回用水储存塘渠网进行储存。
[0046]该段回用水质标准参照《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)中的城市中水回用标准执行。
[0047]废弃-回用水储存塘渠网包括村落现有的生态塘、水塘、干涸塘渠和污染塘渠等。利用村落地势落差将可以连入网络的塘渠通过草沟、硬化沟渠进行连接，利用村落生态塘、水塘储水，同时向干涸塘渠注水，向污染塘渠引入清洁水源，使之形成村落微型水网并通过地势落差推动水体缓慢流动。
[0048]特别的，对于污染塘渠，可布设生态浮岛、太阳能曝气机，通过水生植物根系吸收和水体强制充氧对水体中氮磷污染物和有机物进行吸附和去除。
[0049]尤其是，在废弃-回用水储存塘渠网中放养家禽(鸡、鸭、鹅)和鱼苗(鲢鱼、鳙鱼)，形成污染处理-生态养殖复合塘渠系统，通过生物活动构建完整的生物链系统，强化污水处理效果并产生经济效益。
[0050]尤其是，废弃-回用水储存塘渠网产生的富氮磷底泥每年就地清捞运往村落的高温堆肥釜，进行无害化、资源化处理。
[0051]滨水生态护坡设置在天然水体穿过村落部分的沿线，或选取污水进入收纳水体的冲刷区设置。将原有坡岸整护后，将填充级配碎石的土工格网箱错杂堆叠，沿滨水岸线形成阶梯状护坡，护坡水平宽度不应小于3m。护坡上人工撒种根系发达且具有一定耐湿能力的植物。
[0052]尤其是，土工格网内级配碎石粒径由表及里逐渐降低，由30_50mm降低至10-20mm。土工格网采用镀锌钢丝或工程塑料，碎石尽量从当地取用，必要时可用砾石、沸石、煤渣等替代。
[0053]尤其是，生态护坡植物选取黑麦草、狗牙根、百喜草、紫穗槐、紫藤等，形成灌草结合的护坡形势，灌木和草本植物栽植比例为1:3。
[0054]特别的，在投运一段时间后，中段拦截处理系统和末端处置回用系统的生态处理单元通过自然演替和人工播撒均形成成熟稳定的湿地结构形态并连城网片，该区域构成水网复合拦控湿地群落。
[0055]尤其是，在湿地群落内个单元种植土著湿地植物，草本植物包括白茅、黄菖蒲、芦苇、泽泻等，种植比例为1:2:3:1 ;乔灌木包括池杉、榔榆、红千层、桑等，种植比例为1:2:2:2.并使湿地植物群落逐渐与当地原有植物群落融合共生，形成多高等复合湿地群落。
[0056]尤其是，每年冬天应当将水网复合拦控湿地群落中的草本植物进行收割。泽泻、芦荟等经济作物可以售卖；秸杆枯草等可以投入高温堆肥釜；其他植物可以作为禽畜饲料。
[0057](4)固形物无害资源化系统包括村落垃圾收集系统、化粪池、高温堆肥釜及垃圾清理配套设施等。
[0058]现有村落化粪池无需进行改动，新建化粪池按照《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)进行设计施工。统一推广三格式化粪池，有条件的地区可使用玻璃钢化粪池。
[0059]特别的，化粪池6-9个月清掏一次。上层粪液可以直接回田，固形物则投入高温堆肥釜进行发酵，实现无害化、资源化。
[0060]尤其是，对村民开展垃圾基本分类的普及、教育工作，将不易降解垃圾和生物质垃圾分别丢弃，并对表现优秀者采取奖励手段。
[0061]垃圾收集系统包括每3户共用的半封闭分类式可移动垃圾箱若干。每周由垃圾清运车将不易降解垃圾清空并就近运往填埋场。生物质垃圾则投入高温堆肥釜进行发酵。
[0062]高温堆肥釜采用好氧堆肥，设备选用按照《畜禽养殖粪便堆肥处理与利用设备》(GB/T 28740-2012)进行。将秸杆、栽培植株残体、鱼虾蟹壳、动物内脏、农林废物、塘渠底泥发酵并产出腐殖农肥回田。
[0063]尤其是，对当地居民开展关于面源污染控制的相关教育宣传工作，阐述控制面源污染的益处并鼓励村民积极保护相关处理设施；通过水产养殖、经济作物收割调动村民积极性，使其成为面源污染控制的主要参与者。
[0064]一种中部水网地区面源污染的拦控系统的构建方法，包含如下步骤:
(1)对村落现有沟渠塘池进行清整和疏通，在保留现有设施的基础上建设拦截支渠并将雨污分流井与防洪灌溉渠联通，构成前端收集分流系统；
(2)挑选村湾的低洼空地建设中段拦截处理系统，依次建设生态干渠、厌氧水解池和土地-湿地处理系统；
(3)在村湾污水汇流点修筑回用分流堰，并将村湾范围内现有塘渠进行连接和清整，与回用分流堰、农田菜地联通，沿受纳水体沿岸建设生态边坡，并将其分别与防洪灌溉渠、农田菜地、回用分流堰连接形成末端处置回用系统；
(4)将以上前端收集分流系统、中段拦截处理系统和末端处置回用系统的污水处理单元进行连接、强化并设置植物缓冲篱，经过一段时间的培植使中段拦截处理系统与末端处置回用系统和防洪灌溉渠、农田菜地共同构成复合拦控湿地群落；(5)对村湾现有垃圾进行彻底清理，改造并新建化粪池和高温堆肥釜，设置垃圾堆肥-回田-转运-清理机制，建立固形物 无害资源化系统。
【权利要求】
1.一种中部水网地区面源污染的拦控系统，其特征在于:包括污水前端收集分流系统、污水中段拦截处理系统、污水末端处置回用系统和固形物无害资源化系统，所述污水中段拦截处理系统和污水末端处置回用系统共同构成面源污水复合拦控湿地群落； 所述污水前端收集分流系统，包括拦截支渠系统，在不同拦截支渠的交汇点处构筑有雨污分流井；所述雨污分流井包括井体、喉管和溢流堰，通过喉管的流量限制和溢流堰的引流作用实现初期暴雨的有效分离； 所述污水中段拦截处理系统，包括生态干渠、厌氧水解预处理池、由土地渗滤和人工湿地组成的土地-湿地深度处理系统依次相连通，所述生态干渠、土地-湿地深度处理系统以及村落范围内的防洪灌溉渠的沿岸均设置植物缓冲篱，所述生态干渠、厌氧水解预处理池、土地-湿地深度处理系统分别和溢流跌水坝相连通； 所述污水末端处置回用系统，包括回用分流堰、废弃-回用水储存塘渠网和滨岸生态边坡，所述回用分流堰的出水口分别和废弃-回用水储存塘渠网、滨岸生态边坡相连； 所述固形物无害资源化系统，包括村落垃圾收集系统、化粪池和高温堆肥釜及垃圾清理配套设施。
2.如权利要求1所述的中部水网地区面源污染的拦控系统，其特征在于:所述拦截支渠系统包括村落支渠网络和农田支渠网络，利用现有村落门前屋后的沟渠系统和农田菜地排灌沟渠，将土沟、草沟、暗管、涵洞、硬化沟渠连接成树状的拦截支渠系统，利用自然落差将洗涤用水、禽畜养殖废水、含化肥农田尾水和雨水引向地势较低的污水中段拦截处理系统的生态干渠。
3.如权利要求1所述的中部水网地区面源污染的拦控系统，其特征在于:所述生态干渠为按照地势分为多段水平的沟渠阶梯式单元，每个单元内错杂布设内填钢渣的氮磷拦截箱。
4.如权利要求1所述的中部水网地区面源污染的拦控系统，其特征在于:所述废弃-回用水储存塘渠网，为村落中的废置塘渠和待修复污染塘渠改造而成，利用原有沟渠和水道将其连接成网并整体接入污水中段拦截处理系统。
5.如权利要求1所述的中部水网地区面源污染的拦控系统，其特征在于:所述滨岸生态边坡，包括多级碎石格笼，滨岸生态边坡表面还种植有边坡植物。
6.如权利要求1所述的中部水网地区面源污染的拦控系统，其特征在于:所述污水中段拦截处理系统和污水末端处置回用系统同防洪灌溉渠一同构成水网地区面源污水复合拦控湿地群落，即污水中段拦截处理系统的生态干渠、土地-湿地深度处理系统和污水末端处置回用系统的废弃-回用水储存塘渠网、防洪灌溉渠以及村落中其他水体共同构成连片的面源污水复合拦控湿地群落。
7.如权利要求1-6任一项所述的中部水网地区面源污染的拦控系统的构建方法，其特征在于包含如下步骤: (1)对村落现有沟渠塘池进行清整和疏通，在保留现有设施的基础上建设拦截支渠并将雨污分流井与防洪灌溉渠联通，构成前端收集分流系统； (2)挑选村湾的低洼空地建设中段拦截处理系统，依次建设生态干渠、厌氧水解池和土地-湿地处理系统； (3)在村湾污水汇流点修筑回用分流堰，并将村湾范围内现有塘渠进行连接和清整，与回用分流堰、农田菜地联通，沿受纳水体沿岸建设生态边坡，并将其分别与防洪灌溉渠、农田菜地、回用分流堰连接形成末端处置回用系统； (4)将以上前端收集分流系统、中段拦截处理系统和末端处置回用系统的污水处理单元进行连接、强化并设置植物缓冲篱，经过一段时间的培植使中段拦截处理系统与末端处置回用系统和防洪灌溉渠、农田菜地共同构成复合拦控湿地群落； (5)对村湾现有垃圾进行彻底清理，改造并新建化粪池和高温堆肥釜，设置垃圾堆肥-回田-转运 -清理机制，建立固形物无害资源化系统。
【文档编号】C05F9/02GK103466899SQ201310457438
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】胡将军, 余芃飞, 霍子平 申请人:武汉大学