一种应用于新农村污水处理的方法.pdf

本发明涉及新农村建设，属于环保领域污水处理技术。设计依据我国新农村的实际情况，采用分散处理模式，集中处理模式，接入管网统一处理模式构建生态塘床耦合系统适用不同农村地区污水处理情形，本方法在提高水力负荷、减少占地面积的同时，处理出水优于常规二级处理水质，尤其对氮、磷去除效果好，解决了农村地区运行所采用的工艺组合与生态塘床介质、结构方面的技术问题。出水水质可达《污水综合排放标准》(GB8978-96)中的二类一级标准。综合处理能力1000m3/d，去除氨氮78％，最高可达93％，去除总氮67％，去除总磷65％，去除磷酸盐60％，去除COD可达70％，去除BOD5可达65％。透明度提高15～20cm。

1、  一种应用于新农村污水处理的方法，其特征在于：根据新农村污水的排放、水质水量特点采用分散处理、集中处理、接入管网处理这三种模式，构建生态塘床耦合系统，包括厌氧塘、生态浮床氧化塘、潜流湿地床、水生植物塘，集中处理、接入管网处理还包括多级生态塘系统、垂直流湿地床。

2、  根据权力要求1所述的应用于新农村污水处理方法，其特征：分散处理模式是将厌氧塘、生态浮床氧化塘、潜流湿地床依次串联。集中处理模式是在分散模式基础上下从生态浮床氧化塘并联多级生态塘系统、垂直流湿地床，多级生态塘系统和垂直流湿地床采用依次串联的方式，潜流湿地床后串联水生植物塘系统。接入管网模式是在集中处理模式的基础上从生态浮床氧化塘再并联多级生态塘系统、垂直流湿地床，多级生态塘系统和垂直流湿地床采用依次串联的方式。

3、  根据权力要求2所述的应用于新农村污水处理方法，其特征：在厌氧塘入口区设回转式细格栅，厌氧塘和生态浮床氧化塘之间设导流墙，生态浮床氧化塘与潜流式湿地床之间设多孔导流管，潜流式湿地与水生植物塘之间设导流管，多级生态塘系统之间设溢流堰，多级生态塘系统最后一级与垂直流湿地之间设三角堰溢流墙，最后出水处设出水槽。

4、  根据权力要求3所述的应用于新农村污水处理方法，其特征：厌氧塘的有效水深4～6m，生态浮床氧化塘的有效水深2～3m，多级生态塘的有效水深0.3～1m，水生植物塘的有限水深1～2m。

5、  根据权力要求4所述的应用于新农村污水处理方法，其特征：生态浮床氧化塘的浮床体以有孔高分子材料圆板作为载体种植根系发达水生植物，载体下面按一定比例悬挂半软性纤维丝构件。多级生态塘以挺水植物和浮水植物为主，水生植物塘以浮水植物和沉水植物为主。

6、  根据权力要求3～5所述的应用于新农村污水处理方法，其特征：生态浮床氧化塘、水生植物塘和生态塘的植物从芦苇、水芹菜、荷花、水葱、菖蒲、水烛、千屈菜，伊乐藻、菹草，睡莲、苦草、金鱼藻、眼子菜中选择。塘底填料依次由表土底泥层、碎石层、细砂层、素土夯实层、自然土层构成。

一种应用于新农村污水处理的方法
技术领域
本发明涉及新农村建设污水处理，属于环保领域污水处理技术，尤其涉及污水生态净化方法。
背景技术
建设新农村提出了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的方针，国家高度重视“三农”问题，在改善农村地区人居环境方面做了大量的工作，取得了明显成效，重视与加强农村地区的污水排放收集和处理设施建设，避免因污水未经处理直接排放而对农村地区的水体、土地等自然环境产生污染影响，确保农村水源安全和农民身体健康，是农村人居环境改善工作中所要解决的最急需、最迫切、最突出的问题，具有重要的现实意义。但与城市相比，由于底子薄、基础差，农村的基础设施建设十分落后，人居环境差，环境安全隐患与问题突出。96％的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生产生活污水随意排放。农村污水具有处理率低，间歇排放排量少且分散，氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒等特点。显然应用于城市污水处理如二级生化处理等成熟方法不适用于农村污水处理。农村污水处理工艺选择时应重点考虑以下因素。①满足当前达标处理与今后再生利用需要。针对农村地区的具体情况，探索因地制宜的农村污水处理方式，既解决当前村镇污水达标处理排放问题，又充分考虑污水处理回用的需要，节约水资源、保护水环境，促进农村地区的社会和谐发展，这是确定农村地区污水处理方式首先应考虑的因素。②处理技术经济适用。农村污水处理技术的选择要量力而行，充分考虑到我国广大农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况，着重考虑选用既成熟可靠，又适合农村特点和农村实际的污水处理经济适用技术。③应运行操作简便，日常维护管理简单。针对广大农村地区经济基础薄弱、从业人员技术水平和管理水平较低的现状，污水处理技术选择应特别注重选用简便易行、运行稳定、维护管理方便，利用当地技术和管理力量能够满足正常运行需要的处理工艺。
技术内容
本发明提供一种适宜新农村污水处理的方法，设计依据新农村生活污水有以下特征和处理要求：①村镇人口较少，分布广而且分散，生活污水水量波动性大(水量100～4,000m³/d)，水质属于中低浓度生活污水(COD_Cr≤300mg/L，BOD₅≤150mg/L)，且以有机污染物、氮和磷为主；②村镇排水管网很不健全，村镇和小区几乎没有完善的排水管网，村镇之间、小区与城市排水管网间的距离远，污水管网系统的投资费用高，故只能采用“集中处理与分散处理相结合”的原则，且宜就近单独处理；③村镇经济力量薄弱，污水处理应充分考虑造价低、运行费用少、低能耗或无能耗的工艺；④村镇缺乏污水处理专业人员，所选工艺应运行管理简单，维护方便。
设计步骤主要考虑我国农村的实际情况，中西东差异化，发达地区已形成集中化住宅，农家乐旅游地，从简单到复杂分类别进行设计，基本适用我国农村不同的模式。
①分散处理模式，将农户污水按照分区进行收集，以稍大的村庄或邻近村庄的联合为宜，每个区域污水单独处理。污水分片收集后，采用生态塘床耦合系统I型(附图1)处理村庄污水。该处理模式具有布局灵活、施工简单、管理方便、出水水质有保障等特点。适用于村庄布局分散、规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的村庄污水处理。通常在我国中西部村庄布局较为分散的地区采用。
②集中处理模式，即所有农户产生的污水进行集中收集，统一建设一处生态塘床耦合系统II型(附图2)处理设施处理村庄全部污水。该处理模式具有占地面积小、抗冲击能力强、运行安全可靠、出水水质好等特点。适用于村庄布局相对密集、规模较大、经济条件好、村镇企业或旅游业发达、处于水源保护区内的单村或联村污水处理。通常适合于在我国东部和华北地区，村庄分布密集、经济基础较好的农村采用。
③接入管网统一处理模式，即村庄内所有农户污水经污水管道集中收集后，统一接入污水管网，利用生态塘床耦合系统III型(附图3)统一处理村庄污水。该处理模式具有投资省、施工周期短、见效快、统一管理方便等特点。适用于距离管网较近，符合高程接入要求的村庄污水处理。适合于靠近经济基础较好，具备实现农村污水处理由“分散治污”向“集中治污、集中控制”转变条件的农村地区采用。
该方法的特点①在消除污染物质时一般存在一个特定的生态系统与其紧密联系；②污染物质将进入该系统并参加系统的物质循环；③根据生态系统中能量流动与物质循环再生原理，在消除污染的同时实现系统本身废物产生与能源消耗达到最小量；④达到环境效益的同时可获得生态效益、社会效益、经济效益；⑤投资低、净化后水质好、操作简单、维护和运行费用低；⑥不向水体投放药剂，不会形成二次污染；⑦在提高水力负荷、减少占地面积的同时处理出水优于常规二级处理水质，尤其对氮、磷去除效果好；⑧为处理出水回用、防止水体富营养化创造了条件，特别是该项技术解决了农村地区运行所采用的工艺组合与生态塘床介质、结构方面的技术问题。
该方法去除农村生活污水，出水水质可达《污水综合排放标准》GB8978-96中的二类一级标准。净化农村污染河水，净化后的河水水质可达《地表水环境质量标准》GB3838-2002的III-IV类水质标准。综合处理能力1000m³/d，去除氨氮78％，最高可达93％，夏秋高于冬春。去除总氮67％，去除总磷65％，去除磷酸盐60％，去除COD可达70％，去除BOD₅可达65％。污染河水处理透明度提高15～20cm。
附图说明
1、图1表示生态塘床耦合系统在分散处理模式下的工艺流程图是将厌氧塘、生态浮床接触氧化塘、潜流湿地床依次串联。
2、图2表示生态塘床耦合系统在集中处理模式下的工艺流程图是在分散模式基础上下从生态浮床接触氧化塘端并联多级生态塘系统、垂直流湿地床，多级生态塘系统和垂直流湿地床采用依次串联的方式；潜流式湿地后串联水生植物塘系统。
3、图3表示生态塘床耦合系统在接入管网模式下的工艺流程图是在集中处理模式的基础上从生态浮床接触氧化塘另一端再并联多级生态塘系统、垂直流湿地床，多级生态塘系统和垂直流湿地床采用依次串联的方式。
具体实施方式
根据新农村污水的排放、水质水量特点从三种处理模式-分散处理、集中处理、接入管网处理中选择，构建生态塘床耦合系统，包括厌氧塘、生态浮床接触氧化塘、潜流湿地床、水生植物塘，集中处理、接入管网处理还包括多级生态塘系统、垂直流湿地床。
在厌氧塘入口区设回转式细格栅，厌氧塘和生态浮床氧化塘之间设导流墙，生态浮床接触氧化塘与潜流式湿地床之间设多孔导流管，潜流式湿地与水生植物塘之间设导流管，多级生态塘系统之间设溢流堰，多级生态塘系统最后一级与垂直流湿地之间设三角堰溢流墙，最后出水处设出水槽。厌氧塘的有效水深4～6m，生态浮床接触氧化塘的有效水深2～3m，多级生态塘的有效水深0.3～1m，水生植物塘的有限水深1～2m。
生态浮床接触氧化塘浮床体以有孔高分子材料圆板作为载体种植根系发达水生植物，载体下面按一定比例悬挂半软性纤维丝构件。多级生态塘以挺水植物和浮水植物为主，水生植物塘以浮水植物和沉水植物为主。生态浮床接触氧化塘、水生植物塘和生态塘的植物从芦苇、水芹菜、荷花、水葱、菖蒲、水烛、千屈菜，伊乐藻、菹草，睡莲、苦草、金鱼藻、眼子菜中选择。塘底填料依次由表土底泥层、碎石层、细砂层、素土夯实层、自然土层构成。