一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，包括生活污水集水池、人工湿地单元和设于人工湿地单元上的进水渠，生活污水集水池内设有泵，进水渠上设有水闸，人工湿地单元内设有基质，人工湿地单元周边设有出水渠，人工湿地单元设有出水阀，进水渠、人工湿地单元和出水渠的设置高度依次降低。该生态湿地设施通过生态方法处理并资源化利用农村生活污水，净化水体中CODCr、总氮、总磷、氨氮、SS等污染物，出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准，且部分指标接近《地表水环境质量标准》III类水要求。不仅从一定程度上改善农村生活污水对周边水环境的影响，而且速生经济林成材后具有一定的经济效益，可为人工湿地长期运行提供费用。
【专利说明】
-种连续利用农村生活污水的生态湿地设施
技术领域
[0001] 本实用新型属于农村生活污水治理及资源化利用领域，具体设及一种连续利用农 村生活污水处理的生态湿地设施。
【背景技术】
[0002] 随着经济社会的快速发展，农村居民生活方式及生活水平不断的提高，农村居民 用水量及农村生活污水的排放量不断增加。目前，我国农村生活污水排放量每年约为80亿~ 90亿t，一般经简单处理或未经处理肆意排放，成为非点源的重要组成部分，尤其是分散式 农村生活污水加剧了农村生态环境的恶化。农村生活污水的治理受到地域经济发展水平、 居民生活习惯、地理条件等诸多因素的影响，一直是农村生态环境整治中的难点。因此，探 索农村生活污水合适的处理方式对农村经济社会的可持续发展具有重要的意义。
[0003] 农村生活污水具有有机物含量高，可生化性好，重金属等有毒有害物质含量低，水 质水量波动大等方面的特点。基于运方面的特点，可对其进行处理与再利用。目前，我国的 农村生活污水处理技术种类较多，按其原理可分为3类:生物处理技术、物化处理技术和生 态处理技术。由于生物处理技术对运行管理要求较高，一般不太适应于处理农村生活污水。 物化处理技术对污水中某些指标处理具有专一性，且处理效果连续性较差，一般要与其他 处理技术联用。生态技术由于充分考虑了动植物微生物细菌等综合利用污水中的营养成 分，在农村生活污水治理中一直备受青睐。
[0004] 人工湿地是农村生活污水治理中常见的生态技术之一，它利用人工模拟自然生态 系统中的物理、化学和生物的=重协同作用，实现对污水的净化与治理。通常人工湿地运行 简单，成本低，且处理污水效果较好，但是人工湿地一般占地面积大，占用了农村宝贵的农 业生产用地。因此，如何解决人工湿地占地面积大的问题已成为人工湿地技术处理农村生 活污水推广的制约因素。本发明拟将人工湿地的净化污水与农业生产相结合，发挥双重功 能，有效地解决人工湿地占用农业生产用地的问题。
【发明内容】
[0005] 解决的技术问题:针对上述技术问题，本实用新型提供一种连续利用农村生活污 水的生态湿地设施，不仅达到处理农村生活污水的目的，而且连续利用农村生活污水中的 营养成分，为人工湿地植物提供生长所需的养分，人工湿地所生长的植物为速生林，具有较 好的经济价值。
[0006] 技术方案:一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，包括生活污水集水池、人 工湿地单元和设于人工湿地单元上的进水渠，所述生活污水集水池内设有累，所述累的出 水端通过管道与进水渠连通，所述进水渠上设有若干个水闽，所述人工湿地单元内设有基 质，且基质上种有速生经济林树种，所述人工湿地单元周边设有出水渠，所述人工湿地单元 设有若干个出水阀，且出水阀与出水渠相连通，所述进水渠、人工湿地单元和出水渠的设置 高度依次降低。
[0007]所述进水渠包括主进水渠和至少一个支进水渠，且支进水渠和主进水渠连通。
[000引所述人工湿地单元上种植有当地草类。
[0009] 所述速生经济林树种选用竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种混合种植。
[0010] 所述基质包括当地±壤和天然环境矿物材料，所述天然环境矿物材料为膨润±、 凹±、沸石中的一种或几种。
[0011] 所述人工湿地单元为表面流湿地。
[0012] 所述人工湿地单元中的出水阀内设有砂滤。
[0013] 所述出水渠为生态沟渠。
[0014] 所述生态沟渠内种植有水草，所述水草为芦韦、巧草、蒲草一种或几种混合种植。
[0015] 有益效果：与现有技术相比，本实用提供的生态湿地设施通过生态法处理并资源 化利用农村生活污水中CODcr、总氮、氨氮、总憐等污染物，出水水质可达到《城镇污水处理厂 污染物排放标准》中一级A标准，且部分指标接近《地表水环境质量标准;K GB3838-2002) III 类水要求，可从一定程度上改善农村生活污水对周边环境的影响。设施占地面积较一般人 工湿地小，能耗低，成本低，效率高，无需施肥，同时人工湿地植物为速生经济林树种，成材 周期短，见效快，一般5年内成材后具有一定的经济效益，可为人工湿地提供长期运行费用； 人工湿地所生长的速生林成材后具有较大的经济价值，可W弥补占地带来的经济损失;整 个过程仅农村生活污水从生活污水集水池中摄取进入设施时需要通过累提升，设施其它动 力均采用自然流;人工湿地单元可W添加农村自然景观元素，美化环境;人工湿地中速生林 喜肥喜湿，生长速度极快，且对水量及水质缓冲能力强，尤其适合处理农村生活污水;设计 灵活，适合分散式村落，可划分不同区域，单户或邻近几户铺设污水管网，各自收集，集中处 理;人工湿地中基质主要为当地的自然±壤，并辅W-定量的当地廉价天然环境矿物材料， 提高了人工湿地基质对水体中营养成分的固定;整个处理工艺流程简单，维护管理简便，农 村生活污水不需要设隔油、调节等预处理措施，且处理过程中不产生污泥，对水量及污染物 负荷缓冲能力强，具有连续性处理农村生活污水性能好。
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0017] 图中1为生活污水集水池，2为累，3为进水渠，4为水闽，5为人工湿地单元，6为出水 阀，7为出水渠。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步详细说明，实施例仅用来说明本实 用新型，并不限制本实用新型的保护范围。
[0019]实施例1
[0020] -种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，包括生活污水集水池1、人工湿地单 元5和设于人工湿地单元5上的进水渠3，所述生活污水集水池内设有累2，所述累2的出水端 通过管道与进水渠3连通，所述进水渠上设有若干个水闽4,水闽4控制进水渠向人工湿地单 元5的进水，所述人工湿地单元5内设有基质，且基质上种有速生经济林树种，所述人工湿地 单元5周边设有出水渠7,所述人工湿地单元设有若干个出水阀6,且出水阀6与出水渠7相连 通，所述进水渠3、人工湿地单元5和出水渠7的设置高度依次降低。所述进水渠3包括主进水 渠和至少一个支进水渠，且支进水渠和主进水渠连通。所述人工湿地单元5上种植有当地草 类。所述速生经济林树种选用竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种混合种植。所述人工湿地 单元5基质包括当地±壤和天然环境矿物材料，所述天然环境矿物材料为膨润±、凹±、沸 石中的一种或几种。所述人工湿地单元5为表面流湿地。所述人工湿地单元5中的出水阀6内 设有砂滤。所述出水渠7为生态沟渠。所述生态沟渠内种植有水草，所述水草为芦韦、巧草、 蒲草一种或几种混合种植。所述进水渠、人工湿地单元与出水渠紧邻生活污水集水池布设。
[0021] 实施例2
[0022] 参见图1，一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，包括生活污水集水池1、人 工湿地单元5和设于人工湿地单元5上的进水渠3,所述生活污水集水池1存放收集的农村生 活污水，所述生活污水集水池内设有累2,所述累2的出水端通过管道与进水渠3连通，所述 生活污水是通过累2提升至进水渠3,所述进水渠上设有若干个水闽4,水闽4控制进水渠向 人工湿地单元5的进水，所述人工湿地单元5内设有基质，且基质7上种有速生经济林树种， 所述人工湿地单元5周边设有出水渠7,所述人工湿地单元设有若干个出水阀6,且出水阀6 与出水渠7相连通，所述进水渠3、人工湿地单元4和出水渠7的设置高度依次降低。所述人工 湿地单元5上种植有当地草类。所述人工湿地单元5为表面流湿地。所述进水渠、人工湿地单 元与出水渠紧邻生活污水集水池布设。
[0023] 具体应用时，首先在分散村落较密集、农村水环境问题较为突出、天然环境矿物材 料资源较为丰富的太湖流域选址，构建连续利用农村生活污水的生态湿地设施。生态人工 湿地占地面积约2亩，主要速生经济林树种为杨树、湿地松、竹柳的一种或几种，种植密度为 0.3-0.7株/V，树下辅W灯屯、草或旱伞草等当地湿地草类。人工湿地中的基质主要为当地 ±壤，辅W的廉价天然环境矿物材料为低品位膨润±、凹±、沸石中的一种或几种。农村生 活污水来源于附近的村庄，人口约为400人，利用村落已有的管网将污水收集至生活污水集 水池，通过累提升生活污水至进水渠，人工湿地分成若干个单元，进水渠布置于人工湿地单 元之间，主进水渠宽度为0.5m，深度为0.5m，支进水渠宽度为0.2m，深度为0.5m，进水渠上设 置有若干个水闽，控制人工湿地单元中生活污水的进水量。含生活污水进入人工湿地单元 后，停留时间一般为2-5d，期间人工湿地的速生经济林树种根系通过吸收，减少水体和±壤 中的氮憐等养分，促进微生物对有机成份的降解。含有天然环境矿物材料的基质对生活中 污染物质也具有较强的固定作用。人工湿地利用生活污水平均负荷为15-25吨/亩?天。通 过每个单元出水阀和设于出水阀内的砂虑，将经人工湿地利用净化后的水体排入出水渠， 出水渠沿人工湿地周边布置，出水渠宽度为1.0m，深度为0.6m，主要有芦韦、巧草、蒲草等水 草，经检验，人工湿地出水CO化r、总氮、氨氮、总憐和SS等污染物达到《城镇污水处理厂污染 物排放标准》中一级A标准。
[0024] 实施例3
[0025] 采用实施例2中构建的生态湿地设施进行试验，试验时间为2015年4月份，用累提 升集水池中的农村生活污水，人工湿地的生活污水进水量约为18吨/亩?天，停留时间为 4d，连续利用生活污水7天后，监测进出水水质，测试结果见表1。人工湿地进水水质为 C0Dcr351mg/L，总氮41.3 mg/L，氨氮23.5 mg/L，总憐2.97 mg/L。出水CODcr降至Ij39mg/L，出 水氨氮降到1.62mg/L，出水总氮降到8.2mg/L，出水总憐降到0.19mg/L。人工湿地对CODcr、氨 氮、总氮、总憐和SS去除率均达到80%w上，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标 准》中一级A标准，其中总憐出水水质达到《地表水环境质量标准;KGB3838-2002)in类水要 求。
[0026] 表1、人工湿地4月份对农村生活污水处理效果
[0027]
[0028] 实施例4
[0029] 采用实施例2中构建的生态湿地设施进行试验，试验时间为2015年8月份，直接用 累提升集水池中的农村生活污水，人工湿地生活污水的进水量约为22吨/亩.天，停留时间 为2d，连续利用生活污水7天后，监测进出水水质，测试结果见表2。进水水质为C0Dcr263mg/ L，总氮42.8 mg/L，氨氮25.6 mg/L，总憐3.91 mg/L。出水CODcr降?J31mg/L，出水氨氮降到 1.23mg/L，出水总氮降到3.34mg/L，出水总憐降到0.25mg/L。人工湿地对CODcr、氨氮、总氮、 总憐和SS去除率基本达到90%W上，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一 级A标准，其中氨氮、总憐出水水质接近《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)in类水要 求。
[0030] 表2、人工湿地8月份对农村生活污水处理效果
[0031]
[0032] 实施例5
[0033] 采用实施例2中构建的生态湿地设施进行试验，试验时间为2015年度，人工湿地生 活污水的进水量平均约为20吨/亩?天，人工湿地进出水水质平均值见表3。据此计算，该人 工湿地净化农村生活污水7300t/a，净化吸收CODm。、氨氮、总氮、总憐和SS分别为1934.5kg/ a、164.25 kg/a、244.55 kg/a、23.73 kg/a和1189.90kg/a。
[0034] 表3、人工湿地2015年对农村生活污水处理效果
【主权项】
1. 一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于包括生活污水集水池（I)、 人工湿地单元(5)和设于人工湿地单元(5)上的进水渠（3)，所述生活污水集水池内设有栗 (2)，所述栗(2)的出水端通过管道与进水渠(3)连通，所述进水渠上设有若干个水闸(4)，所 述人工湿地单元(5)内设有基质，且基质上种有速生经济林树种，所述人工湿地单元(5)周 边设有出水渠(7)，所述人工湿地单元设有若干个出水阀（6)，且出水阀（6)与出水渠(7)相 连通，所述进水渠(3)、人工湿地单元(5)和出水渠(7)的设置高度依次降低。2. 根据权利要求1所述的一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于所 述进水渠(3)包括主进水渠和至少一个支进水渠，且支进水渠和主进水渠连通。3. 根据权利要求1所述的一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于所 述人工湿地单元(5)上种植有当地草类。4. 根据权利要求1所述的一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于所 述速生经济林树种选用竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种混合种植。5. 根据权利要求1所述的一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于所 述人工湿地单元(5)为表面流湿地。6. 根据权利要求1所述的一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于所 述人工湿地单元(5 )中的出水阀(6 )内设有砂滤。7. 根据权利要求1所述的一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于所 述出水渠(7)为生态沟渠。8. 根据权利要求7所述的一种连续利用农村生活污水的生态湿地设施，其特征在于所 述生态沟渠内种植有水草，所述水草为芦苇、茭草、蒲草一种或几种混合种植。
【文档编号】C02F3/32GK205472959SQ201620112559
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】杭小帅, 凌梦丹, 崔益斌, 李维新, 薛志君
【申请人】环境保护部南京环境科学研究所, 江苏紫峰农业科技有限公司