专利名称：大斜度地形下将生活污水转化为植物营养液的滴灌装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将生活污水转化为植物营养液的滴灌装置，利用山区、丘陵、坡耕地等大斜度地形，配合节水型滴灌方式，将生活污水转化为经济作物的营养液，实现生活污水的资源化。属于环境工程污水处理技术领域。
背景技术：
三峡水库位于长江上游下段，受回水影响的水库淹没区和移民安置涉及的19个县市称为库区，是长江上游主要的生态脆弱区之一。三峡库区主要土壤类型有黄壤、黄棕壤、紫色土、黄色石灰土、棕色石灰土、水稻土、冲积土、粗骨土和潮土等。耕地多分布在长江干、支流两岸，大部分为坡耕地和梯田。由于库区78.70％的坡耕地土壤为紫色土，其具有易风化、易被侵蚀、土壤熟化度低等特点，因而肥力低下，有机质及速效氮、磷、钾含量较低。库区经济以农业为主，农业中又以种植业为主。三峡库区自然条件复杂，山地丘陵面积大，现有耕地资源以坡耕地为主，坡耕地面积占耕地总面积41.54％，是库区粮食与经济作物的主产载体。
库区工业基础薄弱，设备陈旧，基础设施落后，陆路交通条件差，商品经济不发达，属我国经济发展水平低的连片贫困地区之一。城镇、农村的生活污水多数未经处理就地排放，对环境造成的污染较为严重。部分地区村镇具有如下地形特点村镇建设在山体高处，山谷低洼处有大面积的种植作物。在这种地形条件下，植物的养份灌溉方式可以考虑采用滴灌技术。与传统灌溉方式相比，滴灌技术具有效率高、水肥流失少、土壤不易板结等优点，是投资少、省工、简易，不破坏土壤结构的良好措施，比漫灌约可节水60％～80％，可以使作物增产10～15％，尤其适用于干旱和土壤渗水性强的沙壤地区。
生活污水是一种良好的植物生长肥料，含有植物生长所需的氮磷钾等元素，与有机化肥相比更具有易被作物吸收、且不会导致土壤板结等优势。考虑在一个村庄或一个乡镇设置若干个生活污水存储池，将所有住户排放的生活污水汇集起来，经过适当处理后，使之成为适宜植物生长的营养液，并与滴灌技术结合起来，为坡地低洼处生长的经济作物提供生长养份，从而代替传统的施肥措施，具有减轻施肥劳动强度，提高土壤肥效，增加作物产量等效果。目前尚未有这方面研究成果的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种大斜度地形下将生活污水转化为植物营养液的滴灌装置，将具有大斜度地形的农村和乡镇的生活污水收集起来，进行处理并加以利用，既可避免对水体环境的污染，又可实现生活污水的资源化。
为实现这样的目的，本发明的滴灌装置主要包括生活污水的进水汇集管、布设生物载体的水解酸化池、布设轻质填料的固液分离池、端部带滴灌滤头的出水管。水解酸化池的顶部进口连接进水汇集管，在水解酸化池中布设提供厌氧菌附着生长的生物载体，生物载体通过多根尼龙绳串接起来，并用上下两根固定在水解酸化池池体侧壁上的圆钢加以固定。水解酸化池的底部出水侧通过配水墙连通固液分离池，在固液分离池中部位置放置一承托板，支撑固定轻质填料。固液分离池的顶部出水口连通出水管，出水管的端部带有滴灌滤头，用于对经济作物进行灌溉。
村庄或乡镇的生活污水通过下水管道收集起来，通过进水汇集管从顶部进入水解酸化池，在水解酸化池中装填一定体积的生物载体，供厌氧环境下水解酸化细菌的附着生长。在大量厌氧菌的生物作用下，生活污水中含有的颗粒态有机物质会发生水解作用而成为液态，从而增加了生活污水中液态有机物质的含量；部分大分子有机物也会通过酸化作用被转化成为更易于被经济作物吸收的小分子有机物。经过水解酸化后的生活污水进入固液分离池，固液分离池的作用是通过设置在池中的轻质填料层完成对生活污水上升过程中夹带的轻微漂浮物的截留，以免悬浮物随出水进入后续的管道中而对滴灌滤头造成堵塞。出水口设置在固液分离池的顶部，由出水管通过端部的滴灌滤头对经济作物进行灌溉。
本发明具有如下优点1.通过将生活污水转化为经济作物营养液的方式，使居民生活污水得以有效利用，既避免了对水体环境的污染，又实现了生活污水的资源化；2.通过水解酸化池中固定在生物载体上厌氧水解酸化菌的生物作用，可以将生活污水中的有机颗粒态物质水解，大分子有机物质转化成为小分子有机成份，从而更易于被经济作物所吸收；3.通过在固液分离池中设置轻质填料，实现对生活污水中轻微漂浮物的有效截留，以免流入后续管道对滴灌滤头造成堵塞。
图1为本发明滴灌装置的结构剖面图。
图1中，1为生活污水的进水汇集管，2为水解酸化池中的生物载体，3为连接生物载体用的尼龙绳，4为固定生物载体尼龙绳用的圆钢，5为水解酸化池，6为配水墙，7为固液分离池，8为轻质填料承托板，9为轻质填料，10为出水管，11为滴灌滤头，12为经济作物。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的大斜度地形下将生活污水转化为植物营养液的滴灌装置的结构如图1所示，主要包括生活污水的进水汇集管1、布设生物载体的水解酸化池5、布设轻质填料的固液分离池7以及端部带滴灌滤头的出水管10。水解酸化池5的顶部进口连接进水汇集管1，在水解酸化池5中布设提供厌氧菌附着生长的生物载体2，生物载体2通过多根尼龙绳3串接起来，多组尼龙绳3用上下两根圆钢4加以固定，上下两根圆钢4的水平两端固定在水解酸化池5的池体侧壁上。水解酸化池5的底部出水侧通过配水墙6连通固液分离池7，在固液分离池7中部位置放置一承托板8，支撑固定轻质填料9。承托板8的材质可采用玻璃钢或PVC，板上等间距开出一些过水孔眼。在承托板8的上部放置的轻质填料9可以采用小粒径的陶粒或者轻质生物页岩陶粒。固液分离池7的出水口设置在顶部，连通出水管10。出水管10的端部带有滴灌滤头11，用于对经济作物12进行灌溉。
村庄或乡镇的生活污水通过下水管道收集起来，通过进水汇集管1从顶部进入水解酸化池5，流经池中布设的提供厌氧菌附着生长的生物载体2，经过一段时间的停留后，通过配水墙6从底部进入固液分离池7，并经轻质填料9过滤，实现固液分离。经过填料层的出水从固液分离池7的顶部进入进水管10，在大斜度重力作用下流至滴灌滤头11，再由滴灌滤头11渗入经济作物12根系旁边的土壤中。
以下为本发明的一个实施例在具有大斜度地形的一个村落，通过修建污水管道收集了38家住户排放的生活污水。每天收集的污水量约为2m3，在村落靠近山脚的位置修建了一个具有水解酸化池和固液分离池的一体化钢筋混凝土池体作为滴灌装置，结构如图1所示。
水解酸化池5的长宽高为2.5m*2.0m*2.5m，有效容积10m3，用于存储收集的生活污水量，生活污水的水力停留时间为5天。
水解酸化池5中布设了直径为150mm的雪花状圆盘形弹性生物载体2，材质为聚丙稀，每个生物载体竖向间隔200mm，用一根长度1.2m的尼龙绳3系在一起，尼龙绳的水平间距为200mm，上下两端分别固定在两根直径为10mm的圆钢4上。
配水墙6上孔眼直径为10mm，生活污水以0.1～0.2m/s的流速经配水墙进入固液分离池7。
固液分离池7的长宽高为2.0m*1.0m*2.5m，有效容积4.0m3池中承托板8长宽厚为2.0m*1.0m*0.02m，板上均布孔眼直径为10mm，承托板上放置轻质填料9，填料的粒径为15～30mm，厚度为0.5米。
固液分离池7的出水通过一根DN32的PVC出水管10在重力作用下输送至滴灌滤头11，通过滴灌滤头浇灌山坡下的67棵柑桔树。
经过1年的实践考察，发现整个系统运行良好，滴灌滤头未发生堵塞现象，柑桔产量同期并行比较增加了18％。
权利要求
1.一种大斜度地形下将生活污水转化为植物营养液的滴灌装置，其特征在于包括生活污水的进水汇集管(1)、布设生物载体的水解酸化池(5)、布设轻质填料的固液分离池(7)以及端部带滴灌滤头的出水管(10)，水解酸化池(5)的顶部进口连接进水汇集管(1)，水解酸化池(5)中布设的生物载体(2)通过多根尼龙绳(3)串接起来，多组尼龙绳(3)用上下两根圆钢(4)加以固定，上下两根圆钢(4)的水平两端固定在水解酸化池(5)的池体侧壁上，水解酸化池(5)的底部出水侧通过配水墙(6)连通固液分离池(7)，固液分离池(7)中部放置承托板(8)支撑固定轻质填料(9)，承托板(8)上等间距开有过水孔眼，固液分离池(7)的顶部出水口连通出水管(10)，出水管(10)的端部带有对经济作物(12)灌溉用的滴灌滤头(11)。
2.根据权利要求1的滴灌装置，其特征在于所述承托板(8)的材质采用玻璃钢或PVC，承托板(8)长宽厚为2.0m*1.0m*0.02m，板上均布孔眼直径为10mm；所述轻质填料(9)采用陶粒或者轻质生物页岩陶粒，粒径为15～30mm，厚度为0.5米。
3.根据权利要求1的滴灌装置，其特征在于所述水解酸化池中的生物载体(2)为直径150mm的雪花状圆盘形弹性生物载体，竖向间隔200mm，材质为聚丙稀，采用长度1.2m的尼龙绳(3)连接，尼龙绳(3)的水平间距为200mm，所述圆钢(4)直径为10mm。
全文摘要
一种大斜度地形下将生活污水转化为植物营养液的滴灌装置，生活污水通过进水汇集管从顶部进入水解酸化池，水解酸化池中布设提供厌氧菌附着生长的生物载体，通过多根尼龙绳串接起来，水解酸化池的底部出水侧通过配水墙连通固液分离池，固液分离池中放置承托板支撑固定轻质填料，出水口设置在固液分离池的顶部，由出水管通过端部的滴灌滤头对经济作物进行灌溉。本发明通过水解酸化池中生物载体上厌氧菌的生物作用，将生活污水转化为经济作物营养液，通过固液分离池中设置的轻质填料实现对污水中轻微漂浮物的有效截留，避免对滴灌滤头造成堵塞。本发明使居民生活污水得以有效利用，既避免了对水体环境的污染，又实现了生活污水的资源化。
文档编号A01G25/02GK1666596SQ20051002493
公开日2005年9月14日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者何圣兵, 吴德意, 孔海南 申请人:上海交通大学