專利名稱：一種基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)及方法
一種基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)村生活污水土地系統(tǒng)處理領(lǐng)域，具體基于一種速生柳對(duì)農(nóng)村生活污水凈化處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)村生活污水是量大面廣的一類污水，近年來，隨著我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村的發(fā)展和廣大農(nóng)村人民生活水平的迅速提高，農(nóng)村生活污水的排放量不斷地增加；由于廣大農(nóng)村居民環(huán)境意識(shí)薄弱，加上農(nóng)村的環(huán)境管理未能緊跟農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐，農(nóng)村地區(qū)生活污水的隨意無序排放現(xiàn)象十分嚴(yán)重；使得農(nóng)村面源污染日益加重，呈現(xiàn)出污染從城市向農(nóng)村轉(zhuǎn)移的態(tài)勢(shì)。據(jù)有關(guān)研究報(bào)告估算，全國農(nóng)村生活污水年排放總量為108. 2億噸，主要分布在人口密集的東部和中部地區(qū)。同時(shí)，由于農(nóng)村居民居住分散，導(dǎo)致了農(nóng)村地區(qū)生活污水排放分布的格局，不能像城市地區(qū)一樣，采取集中處理的方式。為此，尋求一種適合農(nóng)村地區(qū)特點(diǎn)的、高效、低耗、經(jīng)濟(jì)、美觀的農(nóng)村生活污水處理方式，是美化農(nóng)村環(huán)境、實(shí)現(xiàn)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。現(xiàn)有農(nóng)村分散式生活污水處理的方法中，主要以無動(dòng)力厭氧生物處理、土地處理、 人工濕地等工藝為主。因農(nóng)村人口密度小，且居住分散，有大量可用來處理生活污水的廢棄地，土地處理系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢(shì)。但現(xiàn)有的土地處理系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水的成本較高，操作相對(duì)繁瑣，維護(hù)費(fèi)用高，易產(chǎn)生植被演替，且經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出較低。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種適合農(nóng)村地區(qū)特點(diǎn)的基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案該農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)由沉淀池、厭氧儲(chǔ)水池和速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)三個(gè)部分組成，其中沉淀池由沉淀池進(jìn)水口 1、沉淀池出水口 2、柵格網(wǎng)3、貯泥池4、出泥口 5和沉淀池底部?jī)A斜角6組成；厭氧儲(chǔ)水池由厭氧儲(chǔ)水池進(jìn)水口 7、 厭氧儲(chǔ)水池出水口 8、水閘9、進(jìn)水閥門10、出水閥門11、密閉井蓋12、出泥/排氣口 13和厭氧儲(chǔ)水池底部?jī)A斜角14組成；速生柳生活污水處理系統(tǒng)由輸水主管道15、輸水支管道16、 滴灌系統(tǒng)17和速生柳18組成；沉淀池、厭氧儲(chǔ)水池依次連接；經(jīng)過厭氧處理的污水，通過滴灌系統(tǒng)進(jìn)入速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)。所述的厭氧儲(chǔ)存池可以通過水閘9、進(jìn)水閥門10和出水閥門11，靈活分批的厭氧處理污水、出泥/排氣和儲(chǔ)存污水。經(jīng)過厭氧處理的污水，通過滴灌系統(tǒng)17進(jìn)入速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、定量灌溉，同時(shí)又減少惡臭氣體的散發(fā)。所述的速生柳包括喬木柳和灌木柳，喬木柳種植密度為:3mX an，灌木柳種植密度為 0. 4m X0. 2m。所述的基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，生活污水先通過沉淀池沉降和柵格網(wǎng)3攔截去除沉淀物、漂浮物和油污后，再經(jīng)厭氧儲(chǔ)水池進(jìn)行厭氧處理，經(jīng)過厭氧處理的污水，通過滴灌系統(tǒng)17進(jìn)入速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)。所述的速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)主要基于速生柳葉片蒸騰耗水和根系、土層及根際微生物凈化原理進(jìn)行污水處理。生活污水通過管道輸送到沉淀池，在沉淀池經(jīng)過沉淀和懸浮雜物、油物去除程序， 再通過厭氧儲(chǔ)水池使污水進(jìn)行厭氧處理并儲(chǔ)存，最后通過管道輸送至速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)主要是通過滴灌來澆灌速生柳的根部，因速生柳具有很強(qiáng)的蒸騰作用，其中一部分污水被樹木根系吸收，除小部分自己利用外，大部分則通過樹木的蒸騰作用零排放到空氣中，未被根系吸收的污水，則通過根系、土層、及根際微生物進(jìn)行凈化處理，使 N、P去除率達(dá)到80%以上。所述沉淀池呈倒梯形結(jié)構(gòu)，有沉淀池進(jìn)水口 1、沉淀池出水口 2、柵格網(wǎng)3、貯泥池 4、出泥口 5、沉淀池底部?jī)A斜角6組成，其中沉淀池底部?jī)A斜角6為30度，柵格網(wǎng)3傾斜 10-15度。柵格網(wǎng)3用來阻擋漂浮物及油污。定期從沉淀池中清理出漂浮物、油污和沉淀。 其沉淀部分可以通過堆肥處理后給速生柳施基肥。厭氧儲(chǔ)水池有規(guī)格相同的處理單元組成，水閘9用來控制污水的流向，密閉井蓋 12用來創(chuàng)造厭氧環(huán)境，出泥/排氣口 13用來出泥和排氣。厭氧儲(chǔ)水池底部?jī)A斜角14為30度。滴灌系統(tǒng)17可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、定量化灌溉。速生柳18 —方面通過強(qiáng)大的蒸騰作用把污水進(jìn)行零排放處理，一方面可以通過根系、土層及根際微生物對(duì)污水進(jìn)行凈化，最終達(dá)到污水處理的目標(biāo)。速生喬木柳可以用來生產(chǎn)木材和造紙?jiān)?，灌木柳可以用來開發(fā)生物質(zhì)能源。有益效果本系統(tǒng)基于速生柳葉片蒸騰耗水零排放污水處理和根系、土層及根際微生物凈化污水的原理，同時(shí)結(jié)合了速生柳經(jīng)濟(jì)、美觀、低碳等優(yōu)勢(shì)，即解決了農(nóng)村生活污水凈化的需求，同時(shí)還凈化了空氣，減少了 C排放、豐富了生態(tài)系統(tǒng)，產(chǎn)生了較高的經(jīng)濟(jì)效益。速生柳種植維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、且不易發(fā)生植被演替?？茖W(xué)合理的設(shè)計(jì)，融凈化污水、凈化空氣、美化環(huán)境、節(jié)能減排、低碳環(huán)保為一體，達(dá)到凈化、景觀化、生態(tài)化和資源化的目標(biāo)。對(duì)河流、湖泊水質(zhì)能起到一定保護(hù)作用。該系統(tǒng)采用滴灌裝置，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、定量灌溉，同時(shí)又可以減少惡臭氣體的散發(fā)。其具體功能如下1、污水凈化2、空氣凈化3.木材或紙漿生產(chǎn)4.生物質(zhì)能源開發(fā)5. C排放減少6.美化環(huán)境

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明
圖1是沉淀池結(jié)構(gòu)示意2是厭氧儲(chǔ)水池俯視示意3是厭氧儲(chǔ)水池剖面示意4是速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)示意1、2、3中，沉淀池進(jìn)水口 1、沉淀池出水口 2、柵格網(wǎng)3、貯泥池4、出泥口 5、沉淀池底部?jī)A斜角6、厭氧儲(chǔ)水池進(jìn)水口 7、厭氧儲(chǔ)水池出水口 8、水間9、進(jìn)水閥門10、出水閥門 11、密閉井蓋12、出泥/排氣口 13、厭氧儲(chǔ)水池底部?jī)A斜角14、輸水主管道15、輸水支管道 16、滴灌系統(tǒng)17、速生柳18。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1 從污水收集管道收集得到的污水，先經(jīng)過柵格網(wǎng)3攔截，以去除漂浮物和油污，然后通過沉淀池進(jìn)水口 1引入沉淀池，在沉淀池進(jìn)行分離，固體物質(zhì)沉淀于出水口下方的貯泥池4內(nèi)，并通過出泥口 5對(duì)沉淀物進(jìn)行人工清理。出水口設(shè)在柵格網(wǎng)下方OJm處。沉淀池底部和柵格網(wǎng)分別與地面成30度角和10-15度角，以便于底泥和漂浮物及油污的清除。 最后污水經(jīng)沉淀池出水口 2排出。從沉淀池出水口 2排出的污水通過輸水管道由厭氧儲(chǔ)水池進(jìn)水口 7進(jìn)入?yún)捬鮾?chǔ)水池，再通過水間9和進(jìn)水閥門10進(jìn)入?yún)捬鮾?chǔ)水池的分單元，關(guān)閉密閉井蓋12進(jìn)行厭氧處理，處理結(jié)束后打開出泥/排氣口 13排氣，然后通過厭氧儲(chǔ)水池出水口 8排出，剩余污水暫時(shí)儲(chǔ)存，沉淀污泥通過出泥/排氣口 13排出。水閘9、進(jìn)水閥門10和出水閥門11可以靈活的開啟和關(guān)閉厭氧儲(chǔ)水池單元，以便同時(shí)進(jìn)行進(jìn)水、厭氧處理、排氣、出泥、排水等處理。厭氧儲(chǔ)水池底部與地面成30度角，以便沉淀物集中和清除。經(jīng)厭氧儲(chǔ)水池出水口 8排出的污水，經(jīng)輸水主管道15、輸水支管道16和滴灌系統(tǒng) 17輸送到速生柳18的根部，保證土壤含水量在60-80%之間。污水一部分以樹木蒸騰的方式零污染排放到空氣中，一部分被速生柳根系、土層及根際微生物凈化處理。污水的N、P及有害物質(zhì)一部分被樹木根系吸收利用，一部分被土壤顆粒截流固定、一部分被土壤微生物分解利用，最終達(dá)到農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)還可以達(dá)到凈化空氣、固碳減排、產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的目的。實(shí)施例2 江蘇寶應(yīng)湖灘地速生喬木柳蘇柳172(&ilixX jiangsuensis cv. ‘172’)農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)利用一年生苗，苗高2. 5 3.0m，高徑比100 1，插干造林，深度60cm， 密度為1667株/公頃CBmX 2m) ；3年生平均樹高10m、胸徑8. 2cm、材積0. 1026m3 ；9年生株高18. lm、胸徑19. 8cm、材積0. 2271m3 ；經(jīng)沉降和厭氧處理后的污水連續(xù)灌溉150天，9年生的速生喬木柳年處理生活污水達(dá)16000m7ha，均能使生活污水中N、P的去除率超過85%， 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3 江蘇南京市郊農(nóng)村速生灌木柳59-3 (SalixX jiangsuensis cv. ‘J59-3，)農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)栽植密度為0. 4mX0. 2m,當(dāng)年生扦插苗平均株高2. 92m，地莖2. 29cm,單位面積干重為16. lOt/ha，經(jīng)沉降和厭氧處理后的污水連續(xù)灌溉150天，年處理生活污水量為8000m7ha ；兩年生平茬苗的平均株高3. 275m，地莖1. 787cm，單位面積干重為23. 13t/ ha，經(jīng)沉降和厭氧處理后的污水連續(xù)灌溉150天，年處理生活污水量為11500m7ha ；均能使生活污水中N、P的去除率超過80%，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。如果把這些干物質(zhì)用作生物質(zhì)能源的話，則每噸干物質(zhì)相當(dāng)于400L石油，同時(shí)還可以減少(X)2排放0. 9t。
權(quán)利要求
1.一種基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，該污水處理系統(tǒng)由沉淀池、 厭氧儲(chǔ)水池和速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)三個(gè)部分組成，其中沉淀池頂部有沉淀池進(jìn)水口(1)、柵格網(wǎng)(3)，沉淀池中部有沉淀池出水口 O)，沉淀池底部有貯泥池G)、出泥口(5) 和沉淀池底部?jī)A斜角(6)；厭氧儲(chǔ)水池由厭氧儲(chǔ)水池進(jìn)水口(7)、厭氧儲(chǔ)水池出水口(8)、水閘(9)、進(jìn)水閥門(10)，出水閥門(11)、密閉井蓋(12)、出泥/排氣口 (13)和厭氧儲(chǔ)水池底部?jī)A斜角(14)組成；速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)由輸水主管道(15)、輸水支管道(16)、 滴灌系統(tǒng)(17)和速生柳(18)組成；沉淀池、厭氧儲(chǔ)水池依次連接；經(jīng)過厭氧處理的污水， 通過滴灌系統(tǒng)(17)進(jìn)入速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，厭氧儲(chǔ)存池通過水閘(9)、進(jìn)水閥門(10)和出水閥門(11)，靈活分批的厭氧處理污水、出泥/排氣和儲(chǔ)存污水。
3.如權(quán)利要求1所述的基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，速生柳包括喬木柳和灌木柳，喬木柳種植密度為3mX an，灌木柳種植密度為0. 4mX0. &ι。
4.一種利用權(quán)利要求1所述的基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)的污水處理方法， 其特征在于，生活污水先通過沉淀池沉降和柵格網(wǎng)( 攔截去除沉淀物、漂浮物和油污后， 再經(jīng)厭氧儲(chǔ)水池進(jìn)行厭氧處理，經(jīng)過厭氧處理的污水，通過滴灌系統(tǒng)(17)進(jìn)入速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，速生柳農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)通過葉片蒸騰耗水和根系、土層、及根際微生物凈化來處理農(nóng)村生活污水。
全文摘要
一種基于速生柳的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)及方法，屬于農(nóng)村生活污水土地處理系統(tǒng)領(lǐng)域。該系統(tǒng)是由，沉淀池進(jìn)水口、沉淀池出水口、柵格網(wǎng)、貯泥池、出泥口、沉淀池底部?jī)A斜角、厭氧儲(chǔ)水池進(jìn)水口、厭氧儲(chǔ)水池出水口、水閘、進(jìn)水閥門、出水閥門、密閉井蓋、出泥/排氣口、厭氧儲(chǔ)水池底部?jī)A斜角、輸水主管道、輸水支管道、滴灌系統(tǒng)和速生柳組成。本系統(tǒng)基于速生柳葉片蒸騰耗水零排放污水處理和根系、土層、及根際微生物凈化污水的原理，同時(shí)也結(jié)合了速生柳經(jīng)濟(jì)、美觀、低碳等優(yōu)勢(shì)，即解決了農(nóng)村生活污水凈化的需求，同時(shí)還凈化了空氣，減少了C排放、豐富了生態(tài)系統(tǒng)，產(chǎn)生了較高的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)由于速生柳種植管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，融凈化污水、凈化空氣、美化環(huán)境、節(jié)能減排、低碳環(huán)保為一體，使本系統(tǒng)達(dá)到凈化、景觀化、生態(tài)化和資源化的目標(biāo)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102180562SQ20111005702
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者唐世榮, 施士爭(zhēng), 王瑞剛, 蔡彥明, 趙玉杰 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所, 江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院