一种用于农田灌溉的人工湿地污水处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于农田灌溉的人工湿地污水处理系统。
【背景技术】
[0002]中国水资源总量居世界第六位，但作为一个人口大国，人均拥有量仅为世界人均水平的1/4。农业是中国之本，而农业生产是用水的大户。因而在水资源总量不足与时空分布不均的情况下，农业生产缺水问题尤为突出。
[0003]随着城市化进程的加快和工农业的迅速发展，大量未经处理的城市垃圾、工业废水和生活污水以及大气沉降物不断排入水体中，使水体中的有机物和重金属含量急剧升高。现阶段全国废水的年总排放量达524.5亿吨，其中工业废水排放量为243亿吨，生活污水的排放量为281.4亿吨。因此，若将此部分废水处理后进行灌溉，将在一定程度上解决我国农业生产用水的问题。此外，随着人们对农产品的需求日益增长，为了提高农产品产量，耕地大量开发并大量施用化肥农药，导致地表水水质变差，湖泊尤甚。水体中的TN、TP严重超标，富营养化现象严重，给环境带来了巨大的压力。
[0004]污水用于农业灌溉，总结起来具有以下几方面的优点:①水量较稳定，受季节、雨量、丰水枯水年的影响小，保证率高;②不必去除污水中N、P、K、Ca、Mg等污染物，需要的投资和运行费用也较低，同时起到增水增肥的作用;③需水量大，能够形成规模效益;④经过土壤-植物的过滤、吸收、吸附、生物净化作用，可去除污水中的有害物质，减轻排放后对水体的污染。据估计，到2025年的时候，全球缺水的国家和地区会达到40多个，缺水总人口接近30亿。淡水资源的紧缺己经成为影响工农业生产、经济增长、社会发展的重大因此，对工业废水和居民生活用水进行处理用于农田灌溉具有十分重要的意义。
[0005]美国是世界上较早进行污水灌溉的国家之一，到1977年，美国有357个城市实现了污水处理后再利用，其中回用于农业占58.3%，回用于工业占40.5%。目前美国50个州中有45个州采用处理后的污水进行灌溉，60%的再生水用于农业灌溉。以色列是个严重缺水国家，也是世界上污水利用程度最高的国家，每年大约用3亿m3处理过的污水用于农业灌溉，占总用水量的1/6，污水总量的46%。我国灌溉水技术研究起步较晚，且主要是研究污水灌溉对作物与土壤的影响，目前尚没有形成统一的治理模式。
[0006]人工湿地(Constructed wetland, CW)是一个为了人类利益通过模拟自然湿地人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体。人工湿地作为20世纪70年代发展起来的一种新型污水生态处理技术，以其投资少、建设运营的成本低、净化效果好、去污能力强、使用寿命长、工艺简单、组合多样化等优点，现在世界各地得到了广泛的应用。并应用到各个行业，如奶制品加工、矿山废水、造纸废水和农田灌溉水前处理等。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型解决的技术问题是，针对现有的污染日益严重的农田灌溉水，设计了一套立体向心型用于农田灌溉的水处理系统，填补了现有农田灌溉水处理的空白。
[0008]本实用新型的技术方案是，提供一种用于农田灌溉的人工湿地污水处理系统，所述污水处理系统包括圆柱型的渗透体，在渗透体的上设土壤层，土壤层上设植被层，在渗透体的外围设外墙，外墙与渗透体之间形成蓄水池，外墙的上部设进水口；所述渗透体由三层颗粒填充层组成，由外至内分别为第一颗粒填充层、第二颗粒填充层和第三颗粒填充层;所述污水处理系统还包括水槽，水槽的进水端设在第三颗粒填充层内，水槽的出水端设在外墙，水槽的进水端还设有挡板。
[0009]进一步地，所述第一颗粒填充层、第二颗粒填充层和第三颗粒填充层中填充物的粒径分别为 10-20mm、4_8mm 和 I ~2mm。
[0010]进一步地，所述第一颗粒填充层、第二颗粒填充层和第三颗粒填充层的厚度比为1-2:1:4-6。
[0011]进一步地，所述第一颗粒填充层、第二颗粒填充层和第三颗粒填充层的厚度分别为4-6m、2-3m和12-20m。
[0012]进一步地，所述土壤层的厚度为25-40cmo
[0013]进一步地，第一颗粒填充层为砾石填充层;第二颗粒填充层为粉煤灰填充层;第三颗粒填充层为沸石填充层。
[0014]进一步地，所述污水处理系统的进水口连接沉砂池。
[0015]本实用新型利用圆柱型(或圆筒型)设计节省人工湿地的用地面积，使用三层颗粒填充材料来吸附净化污水中的杂质和重金属污染物，利用土壤层上的植被进一步吸附出填充物/污水中的重金属，可种植一些重金属富集植物，如蒌蒿、蜈蚣草和苎麻等。颗粒填充材料可选用一些吸附能力较强且经济的物质如粉煤灰、沸石、煤渣、砾石等。
[0016]污水经沉砂后由外墙的上部的进水口进入蓄水池，外墙不可渗透，蓄水池的水往渗透体渗入，经三层颗粒填充层吸附和植物的吸收后，经第三颗粒填充层的挡板渗出进入水槽，水槽的槽壁不可透水，渗透体中的水只有通过挡板渗出，再由水槽排出至外墙以外，后进到灌水渠道。在不需要灌溉的时节，可以更换填充材料和植物。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0018](I)此设计采用圆柱型设计，相比于现有的矩形的人工湿地系统在横向接触面大大增加了处理灌溉水和渗透吸附材料的接触面积，改善了人工湿地占地面积大的缺点，也增大了其缓冲容量，提高了吸附效果。
[0019]( 2)此设计的填补材料就选用农村可以就地取材的建筑材料和砾石，以及矿冶废弃物(粉煤灰和煤渣等)及粉煤灰合成的沸石。不仅取材方便，也降低了人工湿地的造价成本。也达到了变废为宝的效果。
[0020](3)此设计的中间人工湿地可种植一些重金属富集植物如蒌蒿、苎麻和蜈蚣草等中的一种或几种，利用植物根、茎、叶等组织的吸收、富集和提取，进一步处理农田灌溉水中的重金属。
【附图说