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一種處理農(nóng)村面源污水的多層階梯滲流渠及其面源污水處理工藝的制作方法

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一種處理農(nóng)村面源污水的多層階梯滲流渠及其面源污水處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)水土工程和污水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種處理農(nóng)村面源污水的多層階梯滲流渠及面源污水處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]水環(huán)境質(zhì)量惡化態(tài)勢(shì)的加劇,對(duì)污水處理率及處理程度提出了更高的標(biāo)準(zhǔn);與此同時(shí),隨著城市化進(jìn)程的加快,對(duì)污水處理程度、處理設(shè)施的用地、及其建成后對(duì)周邊環(huán)境的不利影響都提出了更為嚴(yán)格的要求。
[0003]其中,面源污水其具有排放分散、總量巨大、情況復(fù)雜的典型特點(diǎn)。在大量的研宄和試點(diǎn)中,面源污水收集技術(shù)主要包括硬化溝渠、生態(tài)草溝和其他溝渠管路;面源污水處理工藝則包括生態(tài)塘、人工濕地、土地滲濾、生態(tài)滴濾和生態(tài)溝渠等;氮磷攔截方面則擴(kuò)展出生態(tài)透水壩和前置庫(kù)等技術(shù)。這些技術(shù)共同構(gòu)成了我國(guó)的面源污水控制技術(shù)體系。
[0004]在現(xiàn)有面源污水防治技術(shù)中,生態(tài)塘和人工濕地處理效率較高但占地面積較大,且對(duì)氮、磷攔截能力不突出,造價(jià)相對(duì)較高;土地滲濾技術(shù)處理能力雖然較強(qiáng),氮磷攔截效果出色但易堵塞且壽命短;生物滴濾效果優(yōu)良但是建設(shè)耗資大、運(yùn)行成本高,性價(jià)低,不適宜推廣;而生態(tài)溝渠不僅具有處理效率高和占地面積小、造價(jià)低廉的特點(diǎn),還兼具水利和生態(tài)景觀價(jià)值,相對(duì)于其他技術(shù)具有良好的拓展和研宄前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種有效處理面源水污染的的面源水污染處理工藝。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種不僅具有處理效率高和占地面積小、造價(jià)低廉的特點(diǎn),還兼具水利和生態(tài)景觀價(jià)值的農(nóng)村面源污水處理多層階梯滲流渠。
[0007]為此,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種農(nóng)村面源污水處理多層階梯滲流渠,包括格柵和設(shè)置在相鄰格柵之間的生態(tài)溝渠,所述格柵為間隔設(shè)置的多層帶孔墻體且沿水流方向所述帶孔墻體高度和孔徑依次遞減,所述生態(tài)溝渠包括上層生物膜處理單元和下層生物膜處理單元,所述上層生物膜處理單元包括至少一種生物膜載體,所述下層生物膜處理單元包括至少一種生態(tài)濾料。
[0009]所述下層生物膜處理單元包括多層生態(tài)濾料且多層濾料按從上至下粒徑逐漸減小的順序設(shè)置,所述生態(tài)濾料為生態(tài)礫石或者生態(tài)混凝土。
[0010]所述下層生物膜處理系統(tǒng)是通過(guò)開(kāi)挖基坑,放入生態(tài)礫石或者生態(tài)混凝土,作為生物膜附著的載體。對(duì)匯集的面源污水中的氮磷以及有機(jī)物進(jìn)行預(yù)處理。
[0011]所述上層生物膜處理單元的生物膜載體為纖維草填料、挺水植物中的至少一種,所述生物膜載體種植在所述生態(tài)濾料上表面。
[0012]所述上層生物膜處理單元優(yōu)選為纖維草填料和挺水植物組合。初始流入生態(tài)溝渠的面源污水中,氮磷以較高濃度的有機(jī)態(tài)形式存在,挺水植物和依附其生長(zhǎng)的根際生物圈則通過(guò)根系吸附、協(xié)同作用吸附水中的含氮污染物和部分含磷污染物,并分別通過(guò)硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、吸磷釋磷反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂陀袡C(jī)磷完成去除。
[0013]所述挺水植物包括但不限于美人蕉、蘆葦或菖蒲等大型挺水植物。
[0014]所述帶孔墻體至少為三層,所述帶孔墻體由穿孔花墻、開(kāi)孔磚或滲流墻形成。所述首層帶孔墻體用于攔截大粒徑碎石和泥沙,中間的帶孔墻體用于攔截小粒徑懸浮物、泥沙和有機(jī)物質(zhì),最后一層帶孔墻體用于滲流和再過(guò)濾,水流速度減慢,使生態(tài)渠蓄水。多層帶孔墻體的孔徑依次遞減形成多道攔截的同時(shí)生態(tài)渠道內(nèi)密植型大型挺水植物墻和/或纖維草填料相當(dāng)于又增加兩道防護(hù)林,有效防治水土泥沙流失。
[0015]所述生態(tài)溝渠還包括氮磷過(guò)濾箱,所述氮磷過(guò)濾箱設(shè)置在所述帶孔墻體的邊壁處。所述氮磷過(guò)濾箱為內(nèi)部填充有質(zhì)量比1:1:1的鋼渣、蛭石和粉煤灰的混合物的金屬土工格網(wǎng)箱。首先通過(guò)鋼渣、蛭石和粉煤灰的多孔結(jié)構(gòu)吸附污水中的小顆粒污染物,再通過(guò)混合物中大量的氧化鈣、氧化鋁和氧化鐵等活性成分快速完成強(qiáng)化除磷的化學(xué)過(guò)程,當(dāng)附飽和后,過(guò)濾箱仍可作為生物濾料通過(guò)微生物附著完成污水黏滯和處理,同時(shí)表面沉積大量磷化物有助于生物穩(wěn)定生長(zhǎng)和繁盛。
[0016]該層階梯滲流渠的農(nóng)村面源污水處理工藝包括如下步驟:
[0017](i)匯集面源污水并通過(guò)第一道帶孔墻體對(duì)面源污水中的大粒徑的碎石和泥沙進(jìn)行攔截,去除碎石和泥沙的面源污水流入生態(tài)溝渠I區(qū);
[0018](ii)所述生態(tài)溝渠I區(qū)包括上層生物膜處理單元和下層生物膜處理單元,面源污水通過(guò)所述上層生物膜處理單元中種植的纖維草填料和/或挺水植物進(jìn)行攔擋和黏滯,面源污水流動(dòng)緩慢和均勻,挺水植物和依附其生長(zhǎng)的根際生物圈通過(guò)根系吸附、協(xié)同作用吸附水中的含氮污染物和部分含磷污染物,并分別通過(guò)硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、吸磷釋磷反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂陀袡C(jī)磷完成去除,與此同時(shí),部分面源污水自然沉降并下滲進(jìn)入所述下層生物膜處理單元中的生態(tài)礫石和/或者生態(tài)混凝土的間隙,污水中的懸浮物、有機(jī)污染物、寄生蟲(chóng)卵等沉淀、凝聚在間隙處或渠底,間隙處或渠底的活性菌膠團(tuán)、水棲微生物吸附懸浮物、有機(jī)污染物并通過(guò)新陳代謝將有機(jī)污染物吸收、轉(zhuǎn)化;
[0019](iii)對(duì)經(jīng)生態(tài)溝渠I區(qū)處理過(guò)的面源污水通過(guò)第二道帶孔墻體進(jìn)行小粒徑泥沙和懸浮物的過(guò)濾,去除泥沙和懸浮物的面源污水流入生態(tài)溝渠II區(qū);
[0020](iv)所述生態(tài)溝渠II區(qū)包括與所述生態(tài)溝渠I區(qū)相同的上層生物膜處理單元和下層生物膜處理單元,對(duì)流入生態(tài)溝渠II區(qū)的面源污水進(jìn)行第二次處理;
[0021](V)經(jīng)生態(tài)溝渠II區(qū)第二次處理的面源污水通過(guò)第三道帶孔墻體滲流排入進(jìn)入水庫(kù)中
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比,該處理農(nóng)村面源污水的多層階梯滲流渠及其面源污水處理工
-H-
乙:
[0023](I)通過(guò)帶孔墻體高度依次階梯狀遞減,產(chǎn)生不同梯度的水躍,增強(qiáng)系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力,對(duì)于暴雨期可以保證后續(xù)工藝;而所述帶孔墻體孔徑依次遞減形成對(duì)懸浮物和泥沙的多道攔截,有效防治水土泥沙流失;
[0024](2)通過(guò)生態(tài)溝渠內(nèi)的上層生物膜系統(tǒng)和下層生物膜系統(tǒng)同步對(duì)初期有機(jī)態(tài)高濃度氮磷進(jìn)行及時(shí)的植物吸收和降解,氮磷過(guò)濾箱有效對(duì)未吸收的氮磷進(jìn)行再吸收,同時(shí)表面沉積大量磷化物有助于生物穩(wěn)定生長(zhǎng)和繁盛。
[0025]綜上所述,該農(nóng)村面源污水處理多層階梯滲流渠及其處理工藝同時(shí)具有處理效率高和占地面積小、造價(jià)低廉的特點(diǎn)以及水利和生態(tài)景觀價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明農(nóng)村面源污水處理多層階梯滲流渠的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是,在不沖突的情況下,本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0028]如圖1所示,該農(nóng)村面源污水處理多層階梯滲流渠,包括格柵和設(shè)置在相鄰格柵之間的生態(tài)溝渠,所述格柵為間隔設(shè)置的多層帶孔墻體且沿水流方向所述帶孔墻體高度和孔徑依次遞減,所述生態(tài)溝渠包括上層生物膜處理單元和下層生物膜處理單元,所述上層生物膜處理單元包括至少一種生物膜載體,所述下層生物膜處理單元包括至少一種生態(tài)濾料。所述下層生物膜處理單元包括多層生態(tài)濾料且多層濾料按從上至下粒徑逐漸減小的順序設(shè)置,所述生態(tài)濾料為生態(tài)礫石或者生態(tài)混凝土 ;所述上層生物膜處理單元的生物膜載體為纖維草填料、挺水植物中的至少一種,所述生物膜載體種植在所述生態(tài)濾料上表面;所述帶孔墻體由穿孔花墻、開(kāi)孔磚或滲流墻形成。
[0029]該農(nóng)村面源污水處理涉及的處理工藝,包括如下步驟:
[0030](i)匯集面源污水并通過(guò)第一道帶孔墻體對(duì)面源污水中的大粒徑的碎石和泥沙進(jìn)行攔截,去除碎石和泥沙的面源污水流入生態(tài)溝渠I區(qū);
[0031](ii)所述生態(tài)溝渠I區(qū)包括上層生物膜處理單元和下層生物膜處理單元,面源污水通過(guò)所述上層生物膜處理單元中種植的纖維草填料和/或挺水植物進(jìn)行攔擋和黏滯,面源污水流動(dòng)緩慢和均勻,挺水植物和依附其生長(zhǎng)的根際生物圈通過(guò)根系吸附、協(xié)同作用吸附水中的含氮污染物和部分含磷污染物,并分別通過(guò)硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、吸磷釋磷反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂陀袡C(jī)磷完成去除,與此同時(shí),部分面源污水自然沉降并下滲進(jìn)入所述下層生物膜處理單元中的生態(tài)礫石和/或者生態(tài)混凝土的間隙,污水中的懸浮物、有機(jī)污染物、寄生蟲(chóng)卵等沉淀、凝聚在間隙處或渠底,間隙處或渠底的活性菌膠團(tuán)、水棲微生物吸附懸浮物、有機(jī)污染物并通過(guò)新陳代謝將有機(jī)污染物吸收、轉(zhuǎn)化;
[0032](iii)對(duì)經(jīng)生態(tài)溝渠I區(qū)處理過(guò)的面源污水通過(guò)第二道帶孔墻體進(jìn)行小粒徑泥沙和懸浮物的過(guò)濾,去除泥沙和懸浮物的面源污水流入生態(tài)溝渠II區(qū);
[0033](iv)所述生態(tài)溝渠II區(qū)包括與所述生態(tài)溝渠I區(qū)相同的上
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