本發(fā)明涉及一種農(nóng)村生活污水深度凈化-殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)，具體而言，是一種結(jié)合了基于生物質(zhì)炭的人工濕地、光催化技術(shù)以及綠色能源的農(nóng)村低污染水深度凈化體系。

背景技術(shù)：

農(nóng)村低污染水

根據(jù)報(bào)道，生活污水和畜禽養(yǎng)殖廢水是農(nóng)村地區(qū)的兩大污染源。其中太湖流域養(yǎng)殖廢水TN一般在30～40mg/L，TP在2.5～3.5mg/L之間。但由于農(nóng)村地區(qū)污水產(chǎn)生總量大、分布分散、間歇排放等特點(diǎn)，對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和民眾健康構(gòu)成了顯著的影響。本發(fā)明針對(duì)低污染生活污水尾水進(jìn)行深度處理，這里我們將農(nóng)村低污染水定義為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或農(nóng)民生活過程中產(chǎn)生的富含植物生長所需的氮、磷等養(yǎng)分與多種微量元素，但直接排放會(huì)造成污染的那部分水體。其水質(zhì)不符合地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)但滿足農(nóng)田灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002一級(jí)B：TN≤20mg/L,TP≤1mg/L)。這種農(nóng)村低污染水雖然氮磷等營養(yǎng)鹽含量相對(duì)點(diǎn)源污染、未處理的生活污水等污染源較低，但是由于其分布廣泛、產(chǎn)生量高，對(duì)水體環(huán)境的負(fù)面影響也非常顯著。這類廢水使用工程化措施處理經(jīng)濟(jì)性不高，特別是在排放較為分散的偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)，更加難以實(shí)現(xiàn)深度凈化處理。因此，有必要針對(duì)這類低污染水設(shè)置低成本的、易于操作安裝的、環(huán)境友好的處理體系，以便使相關(guān)低污染排水達(dá)到或接近地表水排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)良好的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益。

生物炭和水熱生物炭技術(shù)

生物炭(Biochar)是在完全或部分缺氧條件下，以及相對(duì)較低的溫度條件下(<700℃)，經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一種含碳量豐富、性質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)物質(zhì)。生物炭表面具有大量的孔洞，空隙大小不一。這種孔洞結(jié)構(gòu)有利于土壤微生物的生長。生物炭容重小，水、氣吸收能力強(qiáng)，且具有大量的表面負(fù)電荷以及高電荷密度的特性，能形成電磁場，構(gòu)成了生物炭良好的吸附特性，能吸附水、土壤或沉積物中的無機(jī)離子及極性或非極性有機(jī)化合物，特別是利于吸附土壤和水體中重金屬污染物質(zhì)和有機(jī)污染物。在化學(xué)成分上，生物炭還包括鈣、鎂等礦物質(zhì)以及無機(jī)碳酸鹽，具有高度的芳香化、生物化學(xué)抗分解性和物理的熱穩(wěn)定性，促進(jìn)植物對(duì)營養(yǎng)元素的吸收。此外，生物炭往往呈現(xiàn)一定的堿性，可被用于改良酸性土壤。鑒于上述一系列的優(yōu)良特性，生物炭在近年來被廣泛用于固碳減排、土壤修復(fù)改良等方面的研究和實(shí)踐。生物質(zhì)炭由于擁有良好的孔隙分布，表面含有豐富的官能團(tuán)，對(duì)水體中的溶質(zhì)往往具有良好的吸附性能。

然而，常規(guī)熱解生物炭具有一定的缺陷，一是制備過程中產(chǎn)生了廢氣具有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；二是耗能較高，導(dǎo)致成本偏高；三是產(chǎn)率偏低；四是常規(guī)熱解生物炭pH一般較高，往往pH可以達(dá)到10甚至更高。

光催化脫除氨氮技術(shù)

光催化是指光觸媒在外界光的作用下發(fā)生催化作用。據(jù)報(bào)道，在適宜條件下，光催化技術(shù)幾乎能將所有類型的有機(jī)污染物礦化為CO₂，H₂O以及其他簡單低分子物質(zhì)。因此光催化技術(shù)是一種綠色、高效、低能耗的水處理技術(shù)，對(duì)去除水中氨氮具有十分重要的意義。但目前光催化技術(shù)在稻田排水中還少有應(yīng)用，主要原因是成本和效率。光催化反應(yīng)需要紫外光進(jìn)行作用，而太陽光的紫外線效率偏低，人造紫外燈需要額外的電力輸入，田間通電困難且成本較高。光催化技術(shù)存在光響應(yīng)范圍窄、量子轉(zhuǎn)換效率低和光催化劑難以粉末化等限制，一定程度上影響了該技術(shù)的推廣。

紫外殺菌技術(shù)

紫外線是一種性能效果好，副作用較小，且維護(hù)成本較低的殺菌消毒技術(shù)。紫外線波長在240～280nm范圍內(nèi)，一方面可使核酸突變、阻礙其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄封鎖及蛋白質(zhì)的合成；另一方面，產(chǎn)生自由基可引起光電離，從而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡，達(dá)到殺菌消毒的效果。紫外線殺菌具有殺菌作用較強(qiáng)，但對(duì)物體的穿透能力較弱的特點(diǎn)，且需要穩(wěn)定和持續(xù)的電力供給。雖然在試驗(yàn)室中有較廣泛的應(yīng)用，但目前尚未發(fā)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)環(huán)境上的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種農(nóng)村生活污水深度凈化-殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)，通過本發(fā)明的農(nóng)村低污染水凈化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源化利用、農(nóng)村生活污水減排、污水有害菌的殺滅等目標(biāo)，具有綠色環(huán)保、應(yīng)用潛力大、應(yīng)該面廣等特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種農(nóng)村生活污水深度凈化-殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于，包括一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器，一級(jí)反應(yīng)器為基于生物炭改良人工濕地的低污染水凈化系統(tǒng)；二級(jí)反應(yīng)器為基于光伏發(fā)電的催化-殺菌深度凈水系統(tǒng)；二級(jí)反應(yīng)器位置低于一級(jí)反應(yīng)器；

通過二級(jí)反應(yīng)器的光伏發(fā)電為一級(jí)反應(yīng)器上方的補(bǔ)充光源供電，在光照不足時(shí)光伏發(fā)電的電能用于為一級(jí)反應(yīng)器的補(bǔ)充光源提供電能，以促進(jìn)一級(jí)反應(yīng)器土水界面自然生物膜的生長；一級(jí)反應(yīng)器所用基質(zhì)材料為含生物炭的土壤基質(zhì)，濕地植物生長于基質(zhì)材料上；所用生物炭為水熱條件下或常規(guī)熱解生產(chǎn)，其pH不高于8.0，施加質(zhì)量含量在1％-10％之間；一級(jí)反應(yīng)器底層為吸附劑填料層，填料層厚度為5-30cm；

二級(jí)反應(yīng)器通過光伏發(fā)電為催化反應(yīng)提供能源，二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)壁涂布納米TiO₂涂層(涂層位于內(nèi)壁底部及內(nèi)壁側(cè)面，且位于水面下方)，涂布厚度為0.2-1mm；催化反應(yīng)使用的紫外燈外部設(shè)有石英玻璃管；紫外燈下方5-10cm處設(shè)有溢流孔(溢流孔設(shè)置于反應(yīng)器側(cè)壁上)，防止水位過高淹沒紫外燈管；逆變器和蓄電池置于光伏面板下方。

一級(jí)反應(yīng)器使用的生物炭的水熱制備溫度為180-300℃，物料比為1:2-1:20，即基質(zhì)材料干重g：水mL；水熱反應(yīng)壓力為4MP-20MP；水熱生物炭的基質(zhì)材料為小麥秸稈、玉米秸稈、大豆秸稈、水稻秸稈、油菜秸稈、芝麻秸稈、水葫蘆殘?bào)w、黑麥草殘?bào)w其中的一種或多種材料的組合；所制備的水熱生物炭顆粒粒徑為0.01cm-2cm。或者，將桔桿材料在400-700℃條件下灼燒熱解以獲得生物炭材料，熱解時(shí)間為1h-4h；基質(zhì)材料為小麥秸稈、玉米秸稈、大豆秸稈、水稻秸稈、油菜秸稈、芝麻秸稈、水葫蘆殘?bào)w、黑麥草殘?bào)w其中的一種或多種材料的組合；所制備的生物炭顆粒粒徑為0.01cm-2cm。

一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)壁連接擋流板，擋流板寬度為3-10cm，擋流板與內(nèi)壁的夾角為30-60°。

一級(jí)反應(yīng)器底層吸附劑填料層的顆粒粒徑大小控制在0.5cm-4cm。

所述的一級(jí)反應(yīng)器的出水通過出水閥進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)，污水位于二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)，且位于紫外燈下方。

通過光伏面板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，可直接驅(qū)動(dòng)紫外燈使之點(diǎn)亮，同時(shí)匹配蓄電池對(duì)富余電能進(jìn)行儲(chǔ)存，在太陽光照不足時(shí)繼續(xù)為紫外燈提供電源；光伏面板下表面與角度可調(diào)支架連接，逆變器和蓄電池位于角度可調(diào)支架下方，逆變器和蓄電池的底部設(shè)有反光膜，紫外燈設(shè)置于逆變器和蓄電池下方；由紫外燈和納米TiO₂涂層對(duì)污水中的氨氮進(jìn)行催化，將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>

所述的濕地植物為水芹或菱角。

吸附劑填料層為沸石、凹凸棒石、粘土礦物的一種或幾種。

一級(jí)反應(yīng)器的補(bǔ)充光源與二級(jí)反應(yīng)器的蓄電池通過光敏開關(guān)連接。

農(nóng)村生活污水深度凈化-殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)，處理方法如下：農(nóng)村低污染生活污水進(jìn)入第一級(jí)反應(yīng)器后，根據(jù)水質(zhì)情況的好壞，水力停留時(shí)間為1d-10d；待水質(zhì)較為清澈后通過控制水流控制閥進(jìn)入第二級(jí)反應(yīng)器，水力停留時(shí)間為1-24h，處理后的尾水通過溢流孔排放到外界環(huán)境。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)以下有益效果：

1)本發(fā)明將多種水體凈化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在了一起，實(shí)現(xiàn)了取長補(bǔ)短的作用：生物膜凈化技術(shù)和水生植物凈化技術(shù)對(duì)低污染水凈化所需時(shí)間較久，營養(yǎng)鹽濃度較低時(shí)凈化效率不高，生物膜和水生植物生長受到影響；而水熱生物炭凈化系統(tǒng)對(duì)微污染成分(如氮磷營養(yǎng)鹽和重金屬等污染物質(zhì))具有良好的吸附性能，且吸附過程是一個(gè)物理過程主導(dǎo)的水體凈化過程，具有時(shí)間短、效率高的特點(diǎn)，但是對(duì)于成分復(fù)雜的農(nóng)村低污染水，直接使用吸附技術(shù)進(jìn)行凈化效果不佳，容易出現(xiàn)堵塞和吸附飽和現(xiàn)象，因此在生物炭吸附過程之前增加前處理過程，即本發(fā)明提出的生物膜-水生植物凈化體系，可以降低后續(xù)生物炭吸附處理過程中出現(xiàn)堵塞和飽和的頻率，從而實(shí)現(xiàn)良好的凈化效果。

2)本發(fā)明使用太陽能作為能源為第一級(jí)反應(yīng)器的補(bǔ)充光照、光敏元件，以及第二級(jí)反應(yīng)器的紫外燈提供能源，符合綠色環(huán)保理念，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

3)本發(fā)明使用濕地植物在水體表面吸收營養(yǎng)鹽，可以通過控制水生植物的種類，在一定條件下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，如種植菱角；或?qū)崿F(xiàn)生態(tài)景觀效益，如種植荷花等。

4)本發(fā)明第二級(jí)反應(yīng)器的催化過程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微污染水氨氮的催化去除，最終轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的氮?dú)?；同時(shí)產(chǎn)生的紫外線可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有害菌的殺滅，尾水可以直接用于澆灌可直接食用的蔬菜。

綜上，本發(fā)明提出的一種農(nóng)村生活污水深度凈化-殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，循環(huán)利用，綠色環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

附圖說明

圖1為一級(jí)反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地表水水質(zhì)的影響效果示意圖；

圖2為一級(jí)反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地表水氨揮發(fā)的影響效果示意圖；

圖3為一級(jí)反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)植物生物量的影響效果示意圖；

圖4為一級(jí)反應(yīng)器系統(tǒng)植物養(yǎng)分累積的影響效果示意圖；

圖5為一級(jí)反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地下滲漏液的影響效果示意圖；

圖6為二級(jí)反應(yīng)器對(duì)氨氮的去除效果示意圖；

圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；

其中，1一級(jí)反應(yīng)器，2二級(jí)反應(yīng)器，3角度可調(diào)支架，4光伏面板，5逆變器，6蓄電池，7反光膜，8紫外燈，9溢流孔，10石英玻璃管，11納米二氧化鈦涂層，12光敏開關(guān)，13LED燈，14濕地植物，15進(jìn)水泵，16含生物炭的土壤基質(zhì)，17土水界面自然生物膜，18擋流板，19填料層，20出水閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

一種農(nóng)村生活污水深度凈化-殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)，通過將多種水體凈化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在了一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村低污染水綠色、高效和深度凈化?？梢詫?shí)現(xiàn)綠色能源轉(zhuǎn)化、降低面源污染等目標(biāo)，具有成本較低(一次性投入)、環(huán)境友好、應(yīng)用面廣泛等特點(diǎn)。如圖7所示。

(1)本發(fā)明提供的農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)，包括兩個(gè)子系統(tǒng)：一級(jí)反應(yīng)器1為基于生物炭改良人工濕地的低污染水凈化系統(tǒng)；二級(jí)反應(yīng)器2為基于光伏發(fā)電的催化-殺菌深度凈水系統(tǒng)。污水通過進(jìn)水泵15從一級(jí)反應(yīng)器上方進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器。出水閥設(shè)置于一級(jí)反應(yīng)器底部。

(2)基于生物炭改良人工濕地的低污染水凈化系統(tǒng)通過二級(jí)反應(yīng)器的光伏發(fā)電為補(bǔ)充光源(位于一級(jí)反應(yīng)器上方，可以是LED燈13)提供電能，通過光照感應(yīng)器(光敏開關(guān)12)在光照較弱的時(shí)候使蓄電池向補(bǔ)充光源提供電能，以促進(jìn)反應(yīng)器土水界面自然生物膜17的生長，實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水氮磷的深度凈化。基于生物炭改良人工濕地的低污染水凈化系統(tǒng)所用基質(zhì)材料為土壤混合生物炭(即含生物炭的土壤基質(zhì)16)，濕地植物14種植在基質(zhì)材料上，為了降低一級(jí)反應(yīng)器氨揮發(fā)產(chǎn)生量，所用生物炭為水熱條件下生產(chǎn)，其pH不高于8.0，施加量在1％-10％(為生物炭占生物炭和土壤混合料的質(zhì)量百分比)之間。一級(jí)反應(yīng)器底層為吸附劑填料層19(沸石、凹凸棒石、粘土礦物之一或組合成分)，填料層厚度為5-30cm。填料層位于基質(zhì)材料層下方，且與基質(zhì)材料層連接。

(3)基于光伏發(fā)電的催化-殺菌深度凈水系統(tǒng)通過光伏發(fā)電為催化反應(yīng)提供能源，同時(shí)二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)壁涂布催化劑材料，即納米TiO₂涂層11，涂布厚度為0.2-1mm。二級(jí)反應(yīng)器使用的紫外燈8外部設(shè)有石英玻璃管10，對(duì)燈管起到防水和防污的作用。紫外燈管下方5-10cm處設(shè)有溢流孔9，防止水位過高淹沒紫外燈管。光伏發(fā)電使用的逆變器5和蓄電池6置于光伏面板4下方，防止太陽照射溫度過高導(dǎo)致?lián)p壞，也能避免雨水進(jìn)入逆變器或蓄電池造成損壞。

一級(jí)反應(yīng)器使用的生物炭的水熱制備溫度為180-300℃，物料比為1:2-1:20，即基質(zhì)材料干重g：水mL；水熱反應(yīng)壓力為4MP-20MP；水熱生物炭的基質(zhì)材料為小麥秸稈、玉米秸稈、大豆秸稈、水稻秸稈、油菜秸稈、芝麻秸稈、水葫蘆殘?bào)w、黑麥草殘?bào)w其中的一種或多種材料的組合；所制備的水熱生物炭顆粒粒徑為0.01cm-2cm。

或者，將桔桿材料在400-700℃條件下灼燒熱解以獲得生物炭材料，熱解時(shí)間為1h-4h，以下實(shí)施例中裂解時(shí)間為3h；基質(zhì)材料為小麥秸稈、玉米秸稈、大豆秸稈、水稻秸稈、油菜秸稈、芝麻秸稈、水葫蘆殘?bào)w、黑麥草殘?bào)w其中的一種或多種材料的組合；所制備的生物炭顆粒粒徑為0.01cm-2cm。

一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)壁連接擋流板18，擋流板寬度為3-10cm，擋流板與內(nèi)壁的夾角為30-60°。一級(jí)反應(yīng)器底層吸附劑填料層的顆粒粒徑大小控制在0.5cm-4cm。所述的一級(jí)反應(yīng)器的出水通過出水閥20進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)。通過光伏面板4將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，可直接驅(qū)動(dòng)紫外燈使之點(diǎn)亮，同時(shí)匹配蓄電池對(duì)富余電能進(jìn)行儲(chǔ)存，在太陽光照不足時(shí)繼續(xù)為紫外燈提供電源；光伏面板下表面與角度可調(diào)支架3連接，逆變器和蓄電池位于角度可調(diào)支架下方，逆變器和蓄電池的底部設(shè)有反光膜7，紫外燈設(shè)置于逆變器和蓄電池下方；由紫外燈和納米TiO₂涂層對(duì)污水中的氨氮進(jìn)行催化，將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻Ｋ龅臐竦刂参餅樗刍蛄饨?。一?jí)反應(yīng)器的補(bǔ)充光源與二級(jí)反應(yīng)器的蓄電池通過光敏開關(guān)連接。

作為優(yōu)選方案，所述一級(jí)反應(yīng)器所述基質(zhì)材料使用的生物炭在水熱條件下制備，水熱制備溫度為280℃，物料比為1:10(基質(zhì)材料干重g：水mL)。水熱反應(yīng)壓力為8MP。水熱生物炭的基質(zhì)材料為小麥秸稈。所制備的水熱生物炭顆粒粒徑為0.1-0.5cm。

作為優(yōu)選方案，所述一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)壁具有擋流板，擋流板寬度為5cm，擋流板與內(nèi)壁的夾角為45°。

作為優(yōu)選方案，所述一級(jí)反應(yīng)器底層過濾層濾料的顆粒粒徑大小為0.5-1cm。

作為優(yōu)選方案，所述一級(jí)反應(yīng)器中的水生植物為水芹。

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)農(nóng)村低污染水水質(zhì)、氨揮發(fā)、植物生物量和養(yǎng)分累積、土壤養(yǎng)分以及地下滲漏液的影響。于2015年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場建立農(nóng)村生活污水凈化實(shí)驗(yàn)，共設(shè)定6個(gè)處理，對(duì)照為常規(guī)施肥不施生物炭(TWW)、不施肥不施生物炭(TWW0)；農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)選取4種不同生物炭施用的處理。為了便于試驗(yàn)，實(shí)施例采用的生物炭為常規(guī)熱解制備的生物炭，制備溫度為500度和700度，桔桿材料為小麥秸稈。一級(jí)反應(yīng)器中的水生植物選取水芹。

實(shí)施例2 農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地表水水質(zhì)的影響效果

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地表水水質(zhì)的影響效果。本實(shí)施例具體操作方式與實(shí)施例1類似。供試污水為經(jīng)預(yù)處理的生活污水，取自江蘇省農(nóng)科院內(nèi)，其水質(zhì)基本理化性質(zhì)為：pH 8.74±0.47，電導(dǎo)率(EC)506.9±181.4μs·cm^-1，化學(xué)需氧量(COD)62.3±32.6mg·L^-1，TN 27.93±12.04mg·L^-1，氨氮(NH₄⁺-N)24.15±9.97mg·L^-1，TP 3.31±2.26mg·L^-1。經(jīng)過新型農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)處理的地表水pH值低于對(duì)照組。處理后地表水EC值與對(duì)照組相比有不同程度升高。TWW0組地表水COD值較高，其他處理組基本在同一水平(表1)。不種水芹的TWW0組地表水TN、NH₄⁺-N和TP濃度均最高。700℃-1％處理組TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N濃度分布相對(duì)較低；500℃-1％處理組TP濃度相對(duì)較低(圖1)。表明本系統(tǒng)處理后，污染水中的營養(yǎng)元素下降，降低了面源污染的風(fēng)險(xiǎn)。

表1 人工濕地地表水基本性質(zhì)

實(shí)施例3 農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地表水氨揮發(fā)的影響效果

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地表水氨揮發(fā)的影響效果。本實(shí)施例具體操作方式與實(shí)施例1類似。700℃-1％處理在添加生物炭處理組中氨揮發(fā)總量最小，在水芹整個(gè)生育期內(nèi)其損失總量為43.02kg·hm^-2，TWW組為40.44kg·hm^-2(圖2)。本系統(tǒng)處理后，污染水的氨揮發(fā)量下降，對(duì)環(huán)境起積極作用。

實(shí)施例4 農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)植物生長的影響效果

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)植物生長的影響效果。本實(shí)施例具體操作方式與實(shí)施例1類似。新型農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)處理后，水芹地上部生物量均顯著高于TWW對(duì)照，500℃-1％處理組地上部生物量最高(1192.9g·m^-2，圖3)。本系統(tǒng)處理后，水生植物的生物量提高，一方面有助于進(jìn)一步吸收污染水中的營養(yǎng)元素，一方面這部分生物量也可以作為資源進(jìn)行利用。

實(shí)施例5 農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)植物養(yǎng)分累積的影響效果

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)植物養(yǎng)分累積的影響效果。本實(shí)施例具體操作方式與實(shí)施例1類似。500℃-1％和700℃-1％處理水芹氮累積最大；700℃-1％處理和TWW對(duì)照水芹磷累積最大；而新型農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)處理后水芹鉀累積量均顯著高于TWW對(duì)照(圖4)。表明本系統(tǒng)處理后，污染水中的養(yǎng)分元素向植物富集，有助于降低面源污染風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施例6 農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響效果

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響效果。本實(shí)施例具體操作方式與實(shí)施例1類似。水芹收獲后，測定土壤養(yǎng)分含量的變化。新型農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)處理后土壤堿解氮、有效磷與總氮均顯著低于TWW0對(duì)照(表2)。表明本系統(tǒng)處理后，生活污水中的營養(yǎng)元素在土壤中的富集顯著下降，本系統(tǒng)能有效降低面源污染風(fēng)險(xiǎn)。

表2 收獲后土壤性質(zhì)

實(shí)施例7 農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地下滲漏液的影響效果

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)地下滲漏液的影響效果。本實(shí)施例具體操作方式與實(shí)施例1類似。從滲漏液中氮、磷的損失量可以看出，新型農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)處理后氮滲漏損失均低于TWW0和TWW對(duì)照，且各處理滲漏液中氮主要以氨氮為主(圖5a)；除700-5％磷滲漏損失較高以外，其他添加生物炭處理磷滲漏損失低于TWW對(duì)照(圖5b)。表明本系統(tǒng)處理后，地下滲漏液中的氮磷均有所下降，有助于降低面源污染的風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施例8 農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)二級(jí)反應(yīng)器的凈化效果

本實(shí)施例考察了一種農(nóng)村生活污水深度凈化/殺菌反應(yīng)器系統(tǒng)二級(jí)反應(yīng)器對(duì)氨氮和大腸桿菌的去除和殺滅效果。本實(shí)施例具體操作方式與實(shí)施例1類似。由圖6可以發(fā)現(xiàn)，在不同進(jìn)水氨氮濃度條件下，二級(jí)反應(yīng)器對(duì)于氨氮的總體催化凈化效果在50％上下。同時(shí)，二級(jí)反應(yīng)器對(duì)大腸桿菌的24小時(shí)殺滅率高于90％。二級(jí)反應(yīng)器在降低氨氮面源污染風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，降低了排水有害菌的含量，實(shí)現(xiàn)了良好效果。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。