專利名稱：一種農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，尤其涉及人工濕地和蚯 蟲引濾池處理有機廢水的系統(tǒng)，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國96%的農(nóng)村沒有污水處理系統(tǒng)，3.2億農(nóng)民不能飲用清潔水。導(dǎo) 致農(nóng)村水體污染嚴(yán)重的主要原因之一是農(nóng)村生活污水的隨意排放。生活污 水污染主要表現(xiàn)在兩個方面(1)生活污水極易腐爛變質(zhì)、滋生蛟蠅、傳 染疾病，嚴(yán)重影響村容村貌，對農(nóng)村地區(qū)衛(wèi)生健康帶來極大隱患。(2)生 活污水最終將通過地面和地表滲透到地下，造成地下水質(zhì)污染，對農(nóng)村生 活飲用水的安全帶來危害。建設(shè)部、國家環(huán)境保護局和科技部提出到2010 年全國城市和建制鎮(zhèn)的污水處理率不低于50%的目標(biāo)。我國社會主義新農(nóng) 村建設(shè)也要求對農(nóng)村生活污水進(jìn)行有效處理，進(jìn)而改善村容村貌，保障農(nóng) 村地下水源安全，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，保護農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。1974年在西德建成了第一個完整的人工濕地之后，人工濕地作為一 種獨具特色的新型廢水處理技術(shù)己正式進(jìn)入水污染控制領(lǐng)域。在國外荷 蘭、美國、丹麥和法國等紛紛進(jìn)行了深入的研究和應(yīng)用，先后建立了幾百 個濕地床用于處理家庭污水；在國內(nèi)，人工濕地處理污水系統(tǒng)于1987年 首次由天津市環(huán)境保護研究所建成。至今，大型人工濕地在國內(nèi)外污水處 理系統(tǒng)中均已取得成功應(yīng)用，但是人工濕地用于處理農(nóng)村分散式污水時， 則面臨著冬季氣溫低及夏季易堵塞的兩大運行難題。大中城市的集中式污水處理系統(tǒng)不適合在農(nóng)村實施。農(nóng)村的污水處 理，只能采用小型化、就地化、分散式處理方式。近年來利用小型人工濕地處理農(nóng)村污水逐漸被人們所關(guān)注，自2003年以來在中國南方的一些農(nóng) 村地區(qū)已經(jīng)有分散式簡易"濕地"處理農(nóng)村污水的案例，每天可以處理 60L至320L生活污水和80L至160L人體排污。蚯蚓具有吞食有機物質(zhì)，提高土壤通透性(透水、透氣)，與微生物 協(xié)同作用和促進(jìn)有機物質(zhì)的降解等生物學(xué)功能。將蚯頓引入到污水處理的 濾池中可以提高濾料的孔隙率，清除濾池中可能出現(xiàn)的污泥堵塞現(xiàn)象和減 少污泥的產(chǎn)量，但其污水中N、 P的處理效果較差。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是要提供一種農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，以解決農(nóng)村 小型污水處理系統(tǒng)運行中有機物累積造成的堵塞現(xiàn)象和冬季低溫?zé)o法正 常運行的問題。為了達(dá)到本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案包括沙濾層5，出水 口 11，其特征在于，在沙濾層5的上部鋪設(shè)蚯頓生態(tài)濾層4，在蚯蟲引 生態(tài)濾層的上部或/和蚯蚓生態(tài)濾層與沙濾層5之間設(shè)有用于進(jìn)污水的 布水管。上述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)中，所述出水口 11的出口高于系統(tǒng) 底部，在所述沙濾層5的底部構(gòu)成厭氧反硝化層。上述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)中，所述出水口 11的高度為40 60cm。上述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)中，在所述的出水口 11處增設(shè)通氣管12。上述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)中，與布水管相連接的有兩條進(jìn)水槽， 其中， 一條進(jìn)水槽通往設(shè)在蚯蚓生態(tài)濾層上部的布水管，另一條進(jìn)水槽 通往設(shè)在蚯蚓生態(tài)濾層與濕地沙濾層5之間的布水管。上述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)中，在所述沙濾層5的底部鋪設(shè)排水 礫石層6。上述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)中，在蚯蚓生態(tài)濾層與沙濾層5之間 設(shè)有礫石夾層，所述的布水管之一可設(shè)在該礫石夾層之中。本實用新型具有如下優(yōu)點1) 本實用新型將生態(tài)蚯蚓濾層與人工濕地凈化系統(tǒng)相組合，人工濕地 凈化系統(tǒng)解決了蚯蚓濾層N、 P去除率低的問題，而蚯蚓濾層解決了人工 濕地凈化系統(tǒng)堵塞和冬季低溫?zé)o法正常運行的問題，二者相得益彰。2) 冬季分層布水方式，上層填料白天蓄熱夜間放熱，為冬季凈化系統(tǒng) 正常運行提供有利條件。3) 通過向濕地系統(tǒng)增氧，提高濾層菌群對污染物的去除效果。4) 在濕地凈化系統(tǒng)中，提高出水口高度，使?jié)竦氐撞砍霈F(xiàn)一段厭氧反 硝化層，進(jìn)一步提高對氮的去除效果。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，1為進(jìn)水水槽，2為冬季布水管，3為布水管，4為 生態(tài)蚯蚓濾層，5為砂濾層，或稱濕地污水凈化層，或簡稱人工濕地， 6為排水礫石層，7為進(jìn)水礫石層，8為濕地植物，9為冬季布水管2 的進(jìn)水口塞I， 10為布水管3的進(jìn)水口塞n， ll為出水口， 12為通氣管。在春、夏、秋季，污水由系統(tǒng)上部的布水管3向蚯蟲引濾池進(jìn)行間 歇式布水，污水中大部分懸浮固體(SS)將在濾層中截留，后被蚯蚓 消化，同時蚯蚓的活動還解決了堵塞問題。污水中未去除的總氮(TN)、 總磷(TP)下流到垂直流人工濕地部分經(jīng)微生物進(jìn)一步處理。同時通 過冬季布水管2鼓入少量空氣，以提高污染物的去除率，此時，冬季 布水管2為暴氣管。實驗證明，本系統(tǒng)可使出水口排水的總氮(TN)、 總磷(TP)的去除率分別達(dá)到70%、 80%，化學(xué)需氧量(COD)和生化需 氧量(BOD)去除率分別達(dá)到90%左右，懸浮固體(SS)的去除率達(dá)到 100%。在冬季，采用冬季布水管2進(jìn)行布水，冬季布水管2以上部分 的蚯蚓濾層中細(xì)填料白天可以吸收陽光蓄熱，晚上低溫時放熱，作為 地下垂直流人工濕地系統(tǒng)的保溫層，從而使得底部濕地沙濾層溫度在 15"C以上，保證厭氧菌群的正常生長和對有機物的穩(wěn)定去除。在本實施例中，出水口 11的出口高于系統(tǒng)底部的排水礫石層6，在 地下垂直流人工濕地系統(tǒng)的底部增加一段厭氧區(qū)域，通過反硝化強化 冬季污水處理能力，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在出水口 11處增設(shè)通氣管12，可以強化硝化過程，使出水水質(zhì)達(dá) 到我國污水排放II級標(biāo)準(zhǔn)安全排入地下。在上述的實施例中，本系統(tǒng)設(shè)置了兩層布水管，即冬季布水管2 和布水管3，在實際生產(chǎn)中，可根據(jù)氣候條件設(shè)置布水管，如僅設(shè)置在 蚯蚓生態(tài)濾層上或僅設(shè)置在蚯蚓生態(tài)濾層與沙濾層之間等也是可選擇 的布管方式。在本凈化系統(tǒng)運行過程中，農(nóng)村生活污水排入進(jìn)水水槽，在春、 夏、秋季打開進(jìn)水口塞IO，由布水管3將污水均勻布入該污水凈化系 統(tǒng)中，此時可關(guān)閉布水管2的進(jìn)水塞9或打開進(jìn)水塞9通過布水管2 鼓入少量空氣，以增加惰性細(xì)填料蚯蚓濾層的去除效率。在冬季關(guān)閉 進(jìn)水塞IO，停止布水管3布水，打開進(jìn)水塞9，采用布水管2進(jìn)行冬 季布水，部分蚯蚓下潛到沙層消化有機物，惰性細(xì)填料層白天可以吸 收陽光蓄熱，晚上低溫時放熱，成為下層人工濕地凈化系統(tǒng)的保溫層， 從而使得底部厭氧區(qū)溫度在15'C以上，保證厭氧菌群的正常生長和對 有機物的穩(wěn)定去除。定時向出水口區(qū)域供氣，可以強化硝化過程，使 出水水質(zhì)達(dá)到我國污水排放II級標(biāo)準(zhǔn)排入地下。最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方 案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范 圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，包括沙濾層(5)，出水口(11)，其特征在于，在沙濾層(5)的上部鋪設(shè)蚯蚓生態(tài)濾層(4)，在蚯蚓生態(tài)濾層的上部或/和蚯蚓生態(tài)濾層與沙濾層(5)之間設(shè)有用于進(jìn)污水的布水管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，其特征在于， 所述出水口 (11)的出口高于系統(tǒng)底部，在所述沙濾層(5)的底部構(gòu) 成厭氧反硝化層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，其特征在于， 所述出水口 (11)的高度為40 60cm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，其特征在 于，在所述的出水口 (11)處增設(shè)通氣管(12)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，其特征在 于，與布水管相連接的有兩條進(jìn)水槽，其中， 一條進(jìn)水槽通往設(shè)在蚯蚓 生態(tài)濾層上部的布水管，另一條進(jìn)水槽通往設(shè)在蚯蚓生態(tài)濾層與濕地沙 濾層(5)之間的布水管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，其特征在 于，在所述沙濾層(5)的底部鋪設(shè)排水礫石層(6)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，其特征在 于，在蚯蚓生態(tài)濾層與沙濾層(5)之間設(shè)有礫石夾層，所述的布水管 之一設(shè)在該礫石夾層之中。
專利摘要本實用新型涉及一種農(nóng)村污水生態(tài)凈化系統(tǒng)，尤其涉及人工濕地和蚯蚓濾池處理有機廢水的系統(tǒng)，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案包括沙濾層(5)，出水口(11)，其特征在于，在沙濾層(5)的上部鋪設(shè)蚯蚓生態(tài)濾層(4)，在蚯蚓生態(tài)濾層的上部或/和蚯蚓生態(tài)濾層與沙濾層(5)之間設(shè)有用于進(jìn)污水的布水管。本實用新型將生態(tài)蚯蚓濾層與人工濕地凈化系統(tǒng)相組合，人工濕地凈化系統(tǒng)解決了蚯蚓濾層N、P去除率低的問題，而蚯蚓濾層解決了人工濕地凈化系統(tǒng)堵塞和冬季低溫?zé)o法正常運行的問題。布水管設(shè)置合理，對污染物的去除效果好。
文檔編號C02F3/32GK201121153SQ200720173930
公開日2008年9月24日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者吳樹彪, 董仁杰 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)