基于建筑废弃物的管渠一体式农村污水收集系统的制作方法

1.本发明属于环境工程领域，具体涉及一种基于建筑废弃物的管渠一体式农村污水收集系统。


背景技术：

2.采用沟渠收集农村污水是广大农村地区的常用做法，虽然其造价较低、运维便利，但污水在沟渠中自由流淌，一方面不利于村容村貌的提升，另一方面也容易散发异味、滋生蚊虫，不是一种环境友好的农村污水收集方式。
3.在经济条件较好的农村地区，已经开始并逐步推广管道收集模式，沟渠收集污水的方案逐渐被淘汰。但是在经济条件较差或地形地貌复杂的农村地区，管道收集的建设投资较高，短期内难以快速推广，采用沟渠收集农村污水仍然是权宜之计。如何在现有沟渠的基础上加以改进，克服污水随意流淌、散发异味和滋生蚊虫的问题，以较低的成本实现农村污水的有效收集，对于广大欠发达农村地区的环境综合整治具有明显的意义。
4.对于集中收集处理的农村，其污水的污染物控制功能主要依赖末端处理设施，而农村污水本身具有水量水质变化波动大的特点，完全依赖末端处理设施的治理模式容易造成末端设施不正常运行，造成出水超标。一般而言，农村污水成分较为简单，不含有毒有害物质且排放毗邻农田，具有较大的资源化潜力。管道收集模式虽然能够安全有效的收集农村污水，但黑水和灰水的混合收集从水质层面上降低了资源化效益，集中收集处理的运行模式也使污水被输送至末端，难以分散资源化，减少了农村污水资源化的应用场景。相比城市而言，农村住房相对分散，道路等级要求较低，能够利用收集过程来控制部分污染物，以降低末端处理设施负荷，并提升污水的分散资源化能力。
5.另外，在农村建设过程中，产生了大量的建筑废弃物，由于农村建筑废弃物产生较为分散，收运成本过高，难以采用城市建筑废弃物治理模式进行处置，就地处置是解决农村建筑废弃物处置问题较为经济合理的方案，将建筑废弃物用于农村污水的治理是一种可行的建筑废弃物就地处置方案。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本技术提供了一种基于建筑废弃物的管渠一体式农村污水收集系统。本收集系统为管道和沟渠相结合的农村生活污水收集系统，分为管道设施和沟渠设施两大类，可实现农村污水的分质收集：管道设施收集厕所污水，沟渠设施收集生活杂排水，同时具有资源合理利用、成本低、易实施等优点。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
8.基于建筑废弃物的管渠一体式农村污水收集系统，包括外渠，其以原始沟渠为基础对渠底和渠面进行硬化形成，或将沿街路面开挖后砌筑建设形成，外渠上部设有盖板；所述外渠的渠底保持0.3％以上的排水坡度；
9.所述外渠的渠底铺设有管道基础，其采用砂石并压实，所述管道基础上铺设有排
水管道，用于收集农户的厕所污水；所述排水管道间采用承插结构相互连接；
10.所述排水管道前端通过承插结构还连通有管道检查口，所述管道检查口与外界连通且其上端安装有密封盖；密封盖日常排水状态保持关闭，需要进行管道检修和疏通时打开密封盖进行操作；
11.所述排水管道的周围铺设有回填材料，其采用中粗砂并压实，回填材料的上方铺设有防渗层，用于防止上部水分渗透至下方回填材料；所述防渗层的上方设置有内渠，用于收集农户的生活杂排水；
12.所述内渠采用承插结构相互连接并在每一渠段的末端设置有填料挡板，填料挡板上开设有若干过水孔，内渠一侧连通有杂排水管道；所述内渠的渠段沿程依次设置为建筑废弃物填料段、中粗砂滤料段和无填料段，其中：
13.所述建筑废弃物填料段、中粗砂滤料段内填料装填的高度小于所述内渠有效高度的一半；
14.所述建筑废弃物填料段选用粒径为5-10mm的破碎砖块、破碎混凝土或破碎砂浆等具有一定强度的建筑废弃物，用于拦截、过滤生活杂排水中的中大尺寸的悬浮物并吸附部分溶解性污染物；
15.所述中粗砂滤料段选用常规中粗砂或粒径在0.25-1mm的建筑废弃物细颗粒，用于进一步过滤生活杂排水中的小尺寸悬浮物并吸附部分溶解性污染物；
16.所述无填料段用于将处理后的生活杂排水输送至下游或暂时储存处理后的生活杂排水。
17.本管渠一体式农村污水收集系统的工作原理：
18.农户产生的生活污水，分为厕所污水和生活杂排水(除厕所污水以外的生活污水)两部分；
19.厕所污水污染物浓度高、病原菌含量高、异味明显，经过户用化粪池预处理后通过塑料排水管、经管道检查口，汇入排水管道，并输送至下游的厕所污水处理装置，全程通过管道输送；
20.生活杂排水污染物浓度低，通过杂排水管道进入内渠；内渠通过装配式承插结构连接，对于长期运行产生破损的渠段可方便拆卸并更换；内渠的每一渠段间通过填料挡板分隔，其表面设有过水孔布水，避免生活杂排水在填料内部短流，保障污染物去除效果；填料装填高度不足内渠有效高度的一半，当长期缺乏运维导致填料堵塞时，生活杂排水仍可以表面漫流的方式在填料表面越过堵塞区域，使生活杂排水在内渠流动顺畅，无污水满溢的风险；生活杂排水在内渠中沿程依次流经建筑废弃物填料和中粗砂滤料，去除大部分悬浮物和有机物后输送至下游或就地还田利用。
21.本发明带来的有益效果有：
22.①
外渠基于原有沟渠进行低成本改造或就近开挖砌筑而成，采用装配式管渠实现厕所污水和生活杂排水的分质收集，通过密封管道收集污染严重、异味明显的厕所污水，从源头上解决了普通沟渠污水随意流淌、散发异味和滋生蚊虫的问题；
23.②
内渠采用装配式结构，价格低廉，便于快速施工和运维，适用于农村传统沟渠改造工程；
24.③
采用建筑废弃物和中粗砂作为生活杂排水污染控制滤料，实现了生活杂排水污
染物的沿程控制和原位去除，使生活杂排水能够就地资源化利用，建筑废弃物能够就地处置，大幅降低了末端污水处理设施负荷，提高了农村污水的分散资源化能力。
附图说明
25.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，
26.图1为本管渠一体式农村污水收集系统的结构剖视图；
27.图2为本管渠一体式农村污水收集系统的结构俯视图；
28.图3为本管渠一体式农村污水收集系统的结构侧视图；
29.图中：
30.1-外渠；2-排水管道；3-管道检查口；4-内渠；5-管道基础；6-回填材料；7-防渗层；8-建筑废弃物填料；9-中粗砂滤料；10-杂排水管道；11-填料挡板；12-过水孔。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上侧”、“下侧”、“上端”、“两端”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“连通”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.参照图1～3，本实施例详细描述一种基于建筑废弃物的管渠一体式农村污水收集系统，包括：
35.外渠1，其以原始沟渠为基础对渠底和渠面进行硬化形成，或将沿街路面开挖后砌筑建设形成，外渠1上部设有盖板，外渠1的渠底保持0.3％以上的排水坡度；加装盖板可遮挡随意流淌的现象并掩盖轻微的臭味，硬化带坡度的渠底可优化水力条件，提高流速；
36.外渠1的渠底铺设有管道基础5，其采用砂石铺设并压实而成，管道基础5之上铺设有排水管道2，该管道主要用于收集农户的厕所污水；
37.排水管道2间采用承插结构相互连接；如，排水管道2可以由多节管道依次承插连接装配而成，或者可以是整节管道，并通过承插结构与其它邻近管道连接；
38.排水管道2前端通过承插结构还连通有管道检查口3，管道检查口3属于三通管路结构，其将相邻排水管道2连通，并于顶端开口形成管道检查口3，管道检查口3突出于外渠1并与外界连通，其上端安装有密封盖；密封盖日常排水状态时保持关闭，需要进行管道检修和疏通时打开密封盖进行操作；
39.排水管道2的周围铺设有回填材料6，即除下方管道基础5外的四周，均铺设中粗砂并压实，回填材料6的上方铺设一层防渗层7，由聚乙烯材料制成，用于防止上部水分渗透至下方回填材料6；
40.防渗层7的上方设置有内渠4，用于收集农户的生活杂排水，其设有与外渠1、排水管道2相同的排水坡度；基于此，本系统可实现农村污水的管渠一体式分质收集：厕所污水利用外渠1下部的浅埋排水管道2收集，生活杂排水则通过内渠4收集，得以根本上解决现有普通沟渠污水随意流淌、散发异味和滋生蚊虫的问题；
41.内渠4采用承插结构相互连接并在每一渠段的末端设置有填料挡板11，填料挡板11上适宜高度处开设有三个过水孔12，内渠4一侧连通有杂排水管道10用于杂排水进水；内渠4的各渠段沿程依次设置为建筑废弃物填料段、中粗砂滤料段和无填料段，其中：
42.建筑废弃物填料段、中粗砂滤料段内填料装填的高度小于内渠4有效高度的一半；填料挡板11的高度略高于填料装填的高度；
43.建筑废弃物填料段选用粒径为5-10mm的破碎砖块、破碎混凝土或破碎砂浆等具有一定强度的建筑废弃物，用于拦截、过滤生活杂排水中的中大尺寸的悬浮物并吸附部分溶解性污染物；
44.中粗砂滤料段选用常规中粗砂或粒径在0.25-1mm的建筑废弃物细颗粒，用于进一步过滤生活杂排水中的小尺寸悬浮物并吸附部分溶解性污染物；
45.无填料段用于将处理后的生活杂排水输送至下游或暂时储存处理后的生活杂排水。
46.本管渠一体式农村污水收集系统的工作原理：
47.农户产生的生活污水，分为厕所污水和生活杂排水(除厕所污水以外的生活污水)两部分；
48.厕所污水污染物浓度高、病原菌含量高、异味明显，经过户用化粪池预处理后通过塑料排水管、经管道检查口3，汇入排水管道2，并输送至下游的厕所污水处理装置，全程通过管道密闭输送；在特殊实施例中，可以将排水管道2设计为真空排水系统或压力排水系统以增加排水动力；
49.生活杂排水污染物浓度低，通过杂排水管道10进入内渠4；内渠4通过装配式承插结构连接，对于长期运行产生破损的渠段可方便拆卸并更换；内渠4的每一渠段间通过填料挡板11分隔，其表面设有过水孔12布水，避免生活杂排水在填料内部短流，保障污染物去除效果；填料装填高度不足内渠4有效高度的一半，当长期缺乏运维导致填料堵塞时，生活杂排水仍可以表面漫流的方式在填料表面越过堵塞区域，使生活杂排水在内渠4流动顺畅，无污水满溢的风险；生活杂排水在内渠4中沿程依次流经建筑废弃物填料8和中粗砂滤料9，去除大部分悬浮物和有机物后输送至下游或就地还田利用。
50.应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。