專利名稱：一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及農村生活污水的處理，具體地說是一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地。
背景技術：
農村的生活污水主要來自于三個方面，一是廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水；二是農村養(yǎng)殖及畜禽養(yǎng)殖產生的糞尿廢水；三是生活垃圾糞肥堆置滲濾而產生的污水。據(jù)統(tǒng)計，我國農村每年產生生活污水超過80億m3，但大部分地區(qū)都沒有相應完善的水處理系統(tǒng)。大量的生活污水直接排放，使農村地區(qū)的河、湖等水體受到污染，居住環(huán)境愈加惡劣，并導致飲用水水質的安全受到嚴重威脅，直接危害農民的身體健康，嚴重影響農村地區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生，極易導致一些流行性疾病的發(fā)生與傳播。我國農村環(huán)境與生態(tài)狀況令人擔憂，因此研究一種可行性的農村生活污水處理技術變得至關重要。目前，用于農村生活污水處理的技術主要包括人工濕地處理技術、土壤滲濾技術、穩(wěn)定塘技術、生物膜技術等，其中人工濕地處理系統(tǒng)一般由人工基質(多為碎石)和生長在其上的沼生植物(蘆葦、香蒲、燈心草和大麻等)組成，是一種獨特的“土壤-植物-微生物”生態(tài)系統(tǒng)，利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用，逐級過濾和吸收污水中的污染物，達到凈化污水的目的。該技術在農村生活污水處理領域應用廣泛，且應用形式也在不斷推陳出新，其中以厭氧-好氧-人工濕地為主體的聯(lián)合工藝比較常見。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地，所要解決的技術問題是利用人工濕地的內部環(huán)境條件以及不同功能單元的濾料配置，將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當中，開發(fā)出一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地，從而解決或緩解農村生活污水污染的方法，為新農村的污水配套設施建設提供了新的思路，達到了污染治理與景觀協(xié)調的雙重功效。本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案本發(fā)明一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地的特點在于所述人工濕地按照水流方向依次由初次過濾段O)、第一厭氧生化段(3)、第二厭氧生化段0)、第一缺氧生化段(5)、第二缺氧生化段(6)、第一過濾段(7)和第二過濾段(8)構成，并在初次過濾段 (2)和第二過濾段(8)的上部分別設置進水口(1)和出水口(9)；所述初次過濾段( 與第一厭氧生化段( 的底部連通，第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段(4)之間、第二厭氧生化段(4)和第一缺氧生化段( 之間以及第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)之間設置有布水墻(10)，第二缺氧生化段(6)的上部與第一過濾段(7)連通，第一過濾段(7) 的底部和第二過濾段(8)連通；所述初次過濾段O)中布有粒徑45_60mm的青石子；所述第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段的底部布有球形復合填料，中間層為粒徑10-30mm的青石子，上層為高度20-30cm的粘性土壤；所述第一缺氧生化段(5)和第二缺氧生化段(6)的底部布有火山巖生物填料，中間層為粒徑20-40mm的青石子，上層為高度10-15cm的砂質土壤；所述第一過濾段(7)和第二過濾段(8)的底部鋪設粒徑2-8mm、厚度30cm的天然卵石墊料層，中間層鋪設水淬渣填料，上層為高度70-100mm的石英砂。本發(fā)明處理農村生活污水的復合花園式人工濕地的特點也在于所述第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段內種植淺根散生型植物；所述第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)內種植深根散生型植物；所述第一過濾段(7)和第二過濾段(8)內種植蘆葦。本發(fā)明公開了一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地，將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當中，利用人工濕地的內部環(huán)境條件，實現(xiàn)各項功能單元的有機結合。與此同時，內部水流采用折流方式，從而有效提升了復合式人工濕地的治理功能和處理效果。本發(fā)明利用人工濕地的內部環(huán)境條件，通過人為改造，使其內部不同階段分別實現(xiàn)厭氧、缺氧、好氧的環(huán)境條件。與此同時，內部水流采用折流方式，同時依據(jù)各單元的功能需求配置不同材質的濾料，從而有效提升復合式人工濕地的治理功能和處理效果。(1)厭氧生化段包括第一厭氧生化段3和第二厭氧生化段4，底部濾料采用具有較大比表面積的球形復合填料，上部覆有20-30cm的粘性土壤，以隔絕空氣的進入。中間采用粒徑為10-30cm的青石子，一方面可以防止粘性土壤進入球形復合填料中，降低生物膜覆蓋的比表面積；另一方面青石子中的Ca2+可與水中的含磷離子結合沉淀，從而降低了水中磷的含量。粘性土壤內種植美人蕉、蘆葦、荸薺、慈姑、蓮藕等淺根散生型植物，其根系分布一般都在5-20cm之間。(2)缺氧生化段包括第一缺氧生化段5和第二缺氧生化段6，底部濾料采用火山巖生物填料，該填料表面粗糙多微孔，特別適合微生物在其表面生長、繁殖，形成生物膜。此外，火山巖生物濾料表面帶有正電荷，有利于微生物固著生長，親水性強，附著的生物膜量多且速度快。作為生物膜載體，火山巖生物濾料對所固定的微生物無抑制性作用，不影響微生物的活性。缺氧段上部覆有10-15cm的砂質土壤，一方面便于利用土壤中的微生物降解水中污染物，另一方面可使少量空氣流通進入內部，供兼性厭氧微生物使用。中間采用粒徑為20-40cm的青石子，作用同(1)中所述。砂質土壤內種植香蒲、菖蒲、水蔥、薦草、水莎草、 野山姜等深根散生型植物，根系一般分布于20-30cm之間，植株分散。(3)過濾段包括第一過濾段7和第二過濾段8，底部鋪設粒度為2_8mm、厚度為 30cm的天然卵石墊料層，以防止濾料流失和提高配水的均勻性。上部鋪設水淬渣填料，電解質的化學吸附和顆料的物理吸附特性使水淬渣具有良好的水性過濾效果。水淬渣是高爐熔煉生鐵過程中所產生的浮在鐵水表面的熔融物經(jīng)過水淬冷處理后形成的一種具有高度潛在活性的玻璃體結構的多孔質硅酸鹽材料，該材料對水中雜質具有較強的吸附性能。由于水淬渣中所富含的電解質元素可水解形成多種多核的絡合物，這些絡合物在連續(xù)不斷的縮聚作用下逐漸形成高分子聚合物，并隨著縮聚反應的持續(xù)進行，縮聚作用形成的聚合物所附帶的電荷不斷升高，這有利于吸附水中懸浮物膠體雜質。水淬渣上部覆有70-100mm厚石英砂，一方面能阻止水淬渣的流失，另一方面還能起到二次過濾的效果。由于蘆葦根系發(fā)達，生長量大，營養(yǎng)生長與生殖生長并存，對N和P、K的吸收都比較豐富，所以此段種植蘆葦，其根系位于天然卵石墊料層。(4)人工濕地內部利用布水墻10形成折流，既使得布水均勻，又增加了水力停留時間。與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明利用人工濕地的內部環(huán)境條件，依據(jù)各單元的功能需求配置不同材質的濾料，將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當中。2、本發(fā)明厭氧生化段和缺氧生化段的生物填料分別采用球形復合填料和火山巖生物濾料，利于生物膜的生長和附著。3、本發(fā)明厭氧生化段上部覆粘性土壤，利于厭氧環(huán)境的形成。4、本發(fā)明缺氧生化段上部覆砂質土壤，利于缺氧環(huán)境的形成。5、本發(fā)明過濾段采用水淬渣為濾料，利用電解質的化學吸附和顆料的物理吸附特性，具有良好的水性過濾效果。6、本發(fā)明人工濕地內部利用布水墻形成折流，既使得布水均勻，又增加了水力停留時間。
四

圖1是本發(fā)明復合花園式人工濕地設置為圓形時的平面示意圖。圖2是本發(fā)明的縱向結構示意圖。圖中標號1進水口，2初次過濾段，3第一厭氧生化段，4第二厭氧生化段，5第一缺氧生化段，6第二缺氧生化段，7第一過濾段，8第二過濾段，9出水口；圖中虛線剪頭表示水流方向。
五具體實施例方式本發(fā)明處理農村生活污水的復合花園式人工濕地按照水流方向依次由初次過濾段2、第一厭氧生化段3、第二厭氧生化段4、第一缺氧生化段5、第二缺氧生化段6、第一過濾段7和第二過濾段8構成，并在初次過濾段2和第二過濾段8的上部分別設置進水口 1和出水口 9 ；初次過濾段2與第一厭氧生化段3的底部連通，第一厭氧生化段3和第二厭氧生化段4之間、第二厭氧生化段4和第一缺氧生化段5之間以及第一缺氧生化段5和第二缺氧生化段6之間設置有布水墻10，第二缺氧生化段6的上部與第一過濾段7連通，第一過濾段7的底部和第二過濾段8連通；初次過濾段2中布有粒徑45_60mm的青石子；第一厭氧生化段3和第二厭氧生化段4的底部布有球形復合填料，中間層為粒徑 10-30mm的青石子，上層為高度20-30cm的粘性土壤，粘性土壤內種植淺根散生型植物，如美人蕉、蘆葦、荸薺、慈姑、蓮藕等，其根系分布一般都在5-20cm之間。第一缺氧生化段5和第二缺氧生化段6的底部布有火山巖生物填料，中間層為粒徑20-40mm的青石子，上層為高度10-15cm的砂質土壤；砂質土壤內種植香蒲、菖蒲、水蔥、 薦草、水莎草、野山姜等深根散生型植物，根系一般分布于20-30cm之間，植株分散。第一過濾段7和第二過濾段8的底部鋪設粒徑2_8mm、厚度30cm的天然卵石墊料層，中間層鋪設水淬渣填料，上層為高度70-100mm的石英砂；第一過濾段7和第二過濾段8 內種植蘆葦。工作過程如圖1和圖2所示，農村生活污水經(jīng)進水口 1進入初次過濾段2去除水體中較粗大的懸浮物及雜質，然后出水在底部進入第一厭氧生化段3，繼而經(jīng)布水墻10均勻布水后進入第二厭氧生化段4，厭氧生化段微生物可以生化降解去除一部分COD及N、P等；厭氧生化段出水依次經(jīng)布水墻10進入第一缺氧生化段5、第二缺氧生化段6，在此繼續(xù)生化降解水中污染物，進水初期，污水與生物填料相互接觸，水中的微生物逐漸富集在填料上，并以水中的污染物為食進行繁殖繼而形成具有較大表面積的生物膜，此時生物膜具有較強的生化降解能力，可大幅度降低污水中的COD、N、P等污染物；厭氧生化段出水從上部進入第一過濾段7，并由第一過濾段7的底部進入第二過濾段8，經(jīng)水淬渣填料中電解質的化學吸附和顆料的物理吸附作用，以及石英砂的二次過濾作用進一步除去水中的污染物后從出水口 9 排出。
權利要求
1.一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地，其特征在于所述人工濕地按照水流方向依次由初次過濾段O)、第一厭氧生化段(3)、第二厭氧生化段G)、第一缺氧生化段 (5)、第二缺氧生化段(6)、第一過濾段(7)和第二過濾段⑶構成，并在初次過濾段(2)和第二過濾段(8)的上部分別設置進水口(1)和出水口(9)；所述初次過濾段O)與第一厭氧生化段( 的底部連通，第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段(4)之間、第二厭氧生化段(4)和第一缺氧生化段( 之間以及第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)之間設置有布水墻(10)，第二缺氧生化段(6)的上部與第一過濾段(7)連通，第一過濾段(7)的底部和第二過濾段(8)連通；所述初次過濾段O)中布有粒徑45-60mm的青石子；所述第一厭氧生化段C3)和第二厭氧生化段(4)的底部布有球形復合填料，中間層為粒徑10-30mm的青石子，上層為高度20-30cm的粘性土壤；所述第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)的底部布有火山巖生物填料，中間層為粒徑20-40mm的青石子，上層為高度10-15cm的砂質土壤；所述第一過濾段(7)和第二過濾段(8)的底部鋪設粒徑2-8mm、厚度30cm的天然卵石墊料層，中間層鋪設水淬渣填料，上層為高度70-100mm的石英砂。
2.根據(jù)權利要求1所述的處理農村生活污水的復合花園式人工濕地，其特征在于所述第一厭氧生化段( 和第二厭氧生化段內種植淺根散生型植物；所述第一缺氧生化段( 和第二缺氧生化段(6)內種植深根散生型植物；所述第一過濾段(7)和第二過濾段 (8)內種植蘆葦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理農村生活污水的復合花園式人工濕地，是按照水流方向依次由初次過濾段、第一厭氧生化段、第二厭氧生化段、第一缺氧生化段、第二缺氧生化段、第一過濾段和第二過濾段構成。本發(fā)明將普通的分離式污水處理單元植入人工濕地當中，利用人工濕地的內部環(huán)境條件，實現(xiàn)各項功能單元的有機結合。與此同時，內部水流采用折流方式，同時依據(jù)各單元的功能需求配置不同材質的濾料，從而有效提升了復合式人工濕地的治理功能和處理效果。
文檔編號C02F3/32GK102249488SQ20111015619
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權日2011年6月10日
發(fā)明者徐躍武, 楊海鋒 申請人:安徽匯澤通環(huán)境技術有限公司