專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)村污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種新型的農(nóng)村污水處 理及資源化方法。
背景技術(shù)：
將量大、面廣的農(nóng)村分散點(diǎn)源經(jīng)過(guò)科學(xué)有效的處理，使其無(wú)害化、資源 化，已成為國(guó)際上特別是我國(guó)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中十分關(guān)注的課題。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)
農(nóng)村污水的污染控制和治理問(wèn)題十分重視。法國(guó)在2002年農(nóng)村污水的處理率 不超過(guò)50%，但是在2005年實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村污水的全部處理，在實(shí)施的過(guò)程中生 態(tài)處理技術(shù)高效低耗的特點(diǎn)使其成為優(yōu)選技術(shù)，其市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)還包括自然處 理功能被逐步認(rèn)識(shí)、傳統(tǒng)處理方法投資的日益增加和生態(tài)處理技術(shù)巨大的潛 在效益；在處理工藝上采用了隔油池與生態(tài)處理單項(xiàng)技術(shù)的組合技術(shù)。巴西 在發(fā)達(dá)國(guó)家中污水處理行業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢，不過(guò)農(nóng)村污水與城鎮(zhèn)污水處理是 同步實(shí)施的，其中農(nóng)村污水處理主要采用化糞池與生態(tài)處理單項(xiàng)技術(shù)的組合 工藝。在美國(guó)，自80年代始人工濕地被認(rèn)為是解決農(nóng)村污水的有效管理辦法， 特別是潛流濕地成為農(nóng)村污水處理和廢物管理的優(yōu)先選擇，采取的主要工藝 為化糞池與潛流人工濕地的組合工藝；80年代以前曾采用過(guò)的地下滲濾系統(tǒng) 由于限制因素多、處理效率低等原因被逐步淘汰；現(xiàn)在一些新的組合工藝， 如好氧一體化設(shè)備、泥炭過(guò)濾器和其他的一些新技術(shù)正在被開(kāi)發(fā)和在農(nóng)村地 區(qū)推廣。其他發(fā)達(dá)國(guó)家如日本、德國(guó)等的農(nóng)村污水處理技術(shù)在應(yīng)用中都得到 長(zhǎng)足的發(fā)展。主要趨勢(shì)是向就地?zé)o害化處理和資源化應(yīng) 用方向發(fā)展，目前的就地處理方法主要有土地處理、人工濕地等自然處理
系統(tǒng)和砂濾池、 一體化好氧處理系統(tǒng)、凈化槽等人工處理系統(tǒng)。截止1999年， 美國(guó)有超過(guò)兩千萬(wàn)的家庭依靠就地處理系統(tǒng)處理生活污水；日本全國(guó)安裝有 800萬(wàn)個(gè)凈化槽系統(tǒng)，服務(wù)人口達(dá)到3600萬(wàn)。從發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和趨勢(shì) 來(lái)看，就地處理及資源化是一種比較生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、可行的處理方式，它不需 要復(fù)雜、昂貴的管網(wǎng)系統(tǒng)，管理比較簡(jiǎn)單，不會(huì)加劇降雨徑流面源污染，可 以將匯水單元的雨水引入處理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)污水和雨水的資源化，因此已 成為目前農(nóng)村生活污水處理的發(fā)展方向。我國(guó)農(nóng)村地區(qū)目前都處于欠發(fā)達(dá)狀 態(tài)，因此我國(guó)農(nóng)村生活污水處理必須走低能耗、低成本、低運(yùn)行、易管理的 就地處理及資源化的道路。
目前，我國(guó)在農(nóng)村污水處理方面開(kāi)展了一系列的研究工作，目前不少科 研單位和高校正在著手農(nóng)村污水處理方面的研究。但是與我國(guó)巨大的市場(chǎng)需 求相比，目前的技術(shù)仍有一定差距，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面現(xiàn)采用的 處理系統(tǒng)普遍投資成本高或占地面積大，運(yùn)行不穩(wěn)定，影響出水質(zhì)量，缺乏 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；國(guó)內(nèi)的總體技術(shù)水平依然比較落后，過(guò)多偏向于引進(jìn)國(guó)外的技 術(shù)。但是，國(guó)外的技術(shù)存在投資高、設(shè)備昂貴、維護(hù)復(fù)雜、運(yùn)行成本高、能 耗大等缺點(diǎn)。而且國(guó)內(nèi)的技術(shù)研究偏重于工藝開(kāi)發(fā)，缺乏對(duì)某種工藝系統(tǒng)性、 完整性的了解和對(duì)整個(gè)工藝綜合性的比較研究，導(dǎo)致研究成果很難移植。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研究一種適合我國(guó)國(guó)情的農(nóng)村污水處理模式，解決農(nóng)村 污水分散、量大、面廣、管理水平低的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是研制一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法，既能夠有 效處理直排的農(nóng)村生活污水，又能夠收集處理村落污染集中體現(xiàn)的降雨徑流， 同時(shí)實(shí)施固體廢棄物的清潔能源轉(zhuǎn)化與利用，在治理污水的同時(shí)達(dá)到促進(jìn)農(nóng) 村生態(tài)循環(huán)的目的。
本發(fā)明為一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法農(nóng)村污水處理及資源 化方法主要包括礫石溝、沼氣池、沼渣堆場(chǎng)、人工濕地等組成單元，通過(guò)利
用礫石溝(7)可將廚房(1)廢水和洗浴室(2)廢水、沼渣堆場(chǎng)(6)徑流、
屋面(9)徑流、地表(10)徑流收集并過(guò)濾進(jìn)入人工濕地(8)進(jìn)行有效處
理后直排入地表水體(11)，人工濕地(8)種有鄉(xiāng)土濕生植物；廁所(3)污
水和畜禽圈舍(4)污水連同糞便通過(guò)管道進(jìn)入沼氣池(5)發(fā)酵，還有人工
濕地(8)秋收后的植物桿，農(nóng)田(12)秋收收割的作物秸稈及廚房(1)可
降解的有機(jī)廢物投入沼氣池(5)發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，通過(guò)廚房(1)作燃料，
其沼氣池(5)中的廢渣、廢液作為有機(jī)肥施于農(nóng)田(12)。
礫石溝是布置于農(nóng)戶(hù)周?chē)奈蹚U水收集系統(tǒng)，主要是在污廢水特別是降 雨徑流匯流路徑上挖溝，溝深20-40cm，溝寬20-30cm，并在溝內(nèi)填充礫石， 礫石粒徑5-20mm， 一方面對(duì)收集的污廢水起到一定的過(guò)濾凈化作用，另一方 面防止傳統(tǒng)排水溝渠充填大量渠外雜物的現(xiàn)象發(fā)生，不改變?cè)型恋乩妙?lèi) 型且增加一定的景觀功能。廚房和洗浴廢水既可通過(guò)礫石溝迸入人工濕地系 統(tǒng)處理后排放地表水體，也可與廁所污水、畜禽污水連同糞便通過(guò)管道系統(tǒng) 進(jìn)入沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生沼氣和沼渣，沼氣作為清潔能源用于煮飯和照明，沼渣 和沼液可作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥直接還田；沼渣定期清理后不能夠及時(shí)還田可暫時(shí) 堆存在沼渣堆場(chǎng)中，沼渣堆場(chǎng)四周?chē)鷵醺叨炔怀^(guò)20cm、底部防滲用粘土夯 實(shí)或水泥抹面、出口與礫石溝相連，主要是防止沼渣堆存期間降雨產(chǎn)生污染徑流漫流的情形發(fā)生，反而能將污染徑流通過(guò)礫石溝收集到人工濕地中進(jìn)行 有效處理；降雨產(chǎn)生的屋面徑流和地表徑流通過(guò)礫石溝收集且初步過(guò)濾凈化 后進(jìn)入人工濕地處理后直接排放地表水體；人工濕地在平常情況下主要處理 廚房廢水和洗浴廢水，在降雨情況處理由礫石溝收集來(lái)初期雨水徑流，當(dāng)徑 流量超過(guò)濕地容量時(shí)，按照流水最小路徑原理雨水徑流會(huì)直接漫流，不會(huì)對(duì) 濕地系統(tǒng)造成影響，同時(shí)由于漫流徑流為降雨后期徑流，污染程度較低，直 接排放水體不會(huì)造成影響，人工濕地構(gòu)筑地下，上部進(jìn)水，底部折流出水， 四周及底部磚混結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)寬比2-3: 1，基質(zhì)就地取材采用2-5mm砂石均勻級(jí) 配，基質(zhì)深度60-80cm，植物采用生物量大且具有一定景觀效果的鄉(xiāng)土濕生植 物，服務(wù)能力為l戶(hù)/5-10m2，有效處理日常生活污水和不超過(guò)20mm的降雨徑 流，濕地植物每年秋季收割，收割后連同農(nóng)作物秸稈用于沼氣池實(shí)現(xiàn)清潔能 源轉(zhuǎn)化，從根本上改變農(nóng)村污染嚴(yán)重的狀況。
本發(fā)明一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法的優(yōu)點(diǎn)是農(nóng)村污水處理 及資源化方法吸收了以往農(nóng)村污水處理各類(lèi)方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也彌補(bǔ)了其他 方法的不足。
1、 各單項(xiàng)技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行便宜、生態(tài)和諧，既能 夠有效地就地處理生活污水和徑流污水，又能夠?qū)崿F(xiàn)污染物的資源化。
2、 礫石溝系統(tǒng)從根本上改善了傳統(tǒng)農(nóng)村排水溝渠的臟亂差問(wèn)題，不僅能 夠有效收集各種排水，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)收集廢水的初步過(guò)濾凈化，為后續(xù)的人 工濕地處理系統(tǒng)降低污染負(fù)荷，同時(shí)具有的景觀美化功能。
3、 沼氣池系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)廢物資源化和清潔能源轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，功能進(jìn)一步 增強(qiáng)，吸納消化人工濕地的植物，有效地解決了濕地植物氮磷轉(zhuǎn)移的問(wèn)題， 有助于實(shí)現(xiàn)污染的零排放。
4、 沼渣堆場(chǎng)有效地解決了沼渣還田不及時(shí)且管理不到位的問(wèn)題，大大降 低了面源污染輸出的負(fù)荷，且有效地改善了農(nóng)村生活環(huán)境。
65、 可以因地制宜、就地取材構(gòu)筑人工濕地，釆用人工濕地生態(tài)處理系統(tǒng)， 在治污的同時(shí)改善了周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境，提高了處理系統(tǒng)的景觀價(jià)值，有效的 防止保證了附近水體的環(huán)境衛(wèi)生。
6、 不同處理單元的優(yōu)勢(shì)去除與系統(tǒng)的協(xié)同去除相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了污染物的 有效轉(zhuǎn)化和清潔能源的高效利用，治理污水的同時(shí)促進(jìn)了農(nóng)村生態(tài)循環(huán)。
7、 該系統(tǒng)可以單戶(hù)應(yīng)用，也可以村落集中應(yīng)用，不受規(guī)模限制。 目前該方法在丹江口庫(kù)區(qū)的單戶(hù)應(yīng)用一年的實(shí)踐表明，系統(tǒng)出水可以達(dá)
到地表水IV類(lèi)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。


圖1為一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法流程圖。
圖2為一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法平面布置圖。
圖3為人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1-圖3所示，通常情況下農(nóng)戶(hù)廚房(1)廢水和洗浴室(2)廢水通 過(guò)礫石溝(7 )過(guò)濾凈化后進(jìn)入人工濕地(8)凈化處理直接排入地表水體(11)， 廁所(3)污水和畜禽圈舍(4)污水連同糞便通過(guò)管道系統(tǒng)進(jìn)入沼氣池(5) 發(fā)酵產(chǎn)生沼氣作為廚房(1)燃料，產(chǎn)生的沼渣、沼液作為農(nóng)田(12)的上等 有機(jī)肥料，產(chǎn)生的沼渣如果不能及時(shí)運(yùn)往農(nóng)田(12)，就暫時(shí)堆存在沼渣堆場(chǎng) (6)中；降雨后，沼渣堆場(chǎng)(6)徑流、屋面(9)徑流、地表(10)徑流通 過(guò)礫石溝(7)收集并過(guò)濾凈化后進(jìn)入人工濕地(8)進(jìn)行有效處理，之后排 放地表水體(12);人工濕地(8)的植物秋季收割后同農(nóng)田(12)的作物秸 稈以及廚房(1)的可降解有機(jī)廢物可投入沼氣池(5)，提升沼氣池(5)的 沼氣產(chǎn)生量和有機(jī)肥的產(chǎn)量，減少污染物的排放。
權(quán)利要求
1.一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法，包括礫石溝、沼氣池、沼渣堆場(chǎng)、人工濕地組成單元，其特征在于通過(guò)利用礫石溝(7)可將廚房(1)廢水和洗浴室(2)廢水、沼渣堆場(chǎng)(6)徑流、屋面(9)徑流、地表(10)徑流收集并過(guò)濾進(jìn)入人工濕地(8)進(jìn)行有效處理后直排入地表水體(11)，人工濕地(8)種有鄉(xiāng)土濕生植物；廁所(3)污水和畜禽圈舍(4)污水連同糞便通過(guò)管道進(jìn)入沼氣池(5)發(fā)酵，還有人工濕地(8)秋收后的植物桿，農(nóng)田(12)秋收收割的作物秸稈及廚房(1)可降解的有機(jī)廢物投入沼氣池(5)發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，通過(guò)廚房(1)作燃料，其沼氣池(5)中的廢渣、廢液作為有機(jī)肥施于農(nóng)田(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法，其特征在 于礫石溝是布置于農(nóng)戶(hù)污廢水特別是降雨徑流匯流路徑上，溝深20-40cm， 溝寬20-30cm，溝內(nèi)填充粒徑5-20mm的礫石。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法，其特征在于 設(shè)計(jì)沼渣堆場(chǎng)，沼渣堆場(chǎng)四周?chē)鷵醺叨炔怀^(guò)20cm、底部采用粘土夯實(shí)或水 泥抹面防滲，出口與礫石溝相連，防止徑流污染直排。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型的農(nóng)村污水處理及資源;f七方法，其特征在于 人工濕地構(gòu)筑地下，上部進(jìn)水，底部折流出水，四周及底部磚混結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)寬 比2-3: 1，基質(zhì)就地取材采用2-5mm砂石均勻級(jí)配，基質(zhì)深度60-80cm，植 物采用生物量大且具有一定景觀效果的鄉(xiāng)土濕生植物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法，其特征在于 人工濕地服務(wù)能力為1戶(hù)/5-10m2，有效處理日常生活污水和不超過(guò)20mra的降 雨徑流，濕 植物每年秋季收割，收割后連同農(nóng)作物秸稈用于沼氣池實(shí)現(xiàn)清 潔能源轉(zhuǎn)化。
全文摘要
一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法，包括礫石溝、沼氣池、沼渣堆場(chǎng)、人工濕地等組成單元。礫石溝對(duì)收集的污廢水起到一定的過(guò)濾凈化作用，且能防止傳統(tǒng)排水溝渠充填大量渠外雜物的現(xiàn)象發(fā)生；沼氣池能夠?qū)崿F(xiàn)廢水廢物的資源化；沼渣堆場(chǎng)主要防止沼渣堆存期間降雨產(chǎn)生污染徑流漫流直排的情形發(fā)生；人工濕地主要是起到污染處理功能且具備一定的生態(tài)景觀功能。一種新型的農(nóng)村污水處理及資源化方法，既能夠有效處理直排的農(nóng)村生活污水，又能夠收集處理村落污染集中體現(xiàn)的降雨徑流，同時(shí)實(shí)施固體廢棄物的清潔能源轉(zhuǎn)化與利用，在治理污水的同時(shí)達(dá)到促進(jìn)農(nóng)村生態(tài)循環(huán)的目的。
文檔編號(hào)C02F3/32GK101591125SQ200910063148
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者史志華, 閩 葉, 煒 尹, 李德旺, 蔣固政, 雷阿林 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江水資源保護(hù)科學(xué)研究所