一種基於速生柳的農村生活汙水處理系統及方法
2023-05-08 22:24:56 1
專利名稱：一種基於速生柳的農村生活汙水處理系統及方法
一種基於速生柳的農村生活汙水處理系統及方法
技術領域：
本發明屬於農村生活汙水土地系統處理領域，具體基於一種速生柳對農村生活汙水淨化處理系統及方法。
背景技術：
農村生活汙水是量大面廣的一類汙水，近年來，隨著我國鄉鎮、農村的發展和廣大農村人民生活水平的迅速提高，農村生活汙水的排放量不斷地增加；由於廣大農村居民環境意識薄弱，加上農村的環境管理未能緊跟農村社會經濟發展步伐，農村地區生活汙水的隨意無序排放現象十分嚴重；使得農村面源汙染日益加重，呈現出汙染從城市向農村轉移的態勢。據有關研究報告估算，全國農村生活汙水年排放總量為108. 2億噸，主要分布在人口密集的東部和中部地區。同時，由於農村居民居住分散，導致了農村地區生活汙水排放分布的格局，不能像城市地區一樣，採取集中處理的方式。為此，尋求一種適合農村地區特點的、高效、低耗、經濟、美觀的農村生活汙水處理方式，是美化農村環境、實現農村可持續發展的一個重要內容。現有農村分散式生活汙水處理的方法中，主要以無動力厭氧生物處理、土地處理、 人工溼地等工藝為主。因農村人口密度小，且居住分散，有大量可用來處理生活汙水的廢棄地，土地處理系統和人工溼地系統具有一定的優勢。但現有的土地處理系統和人工溼地系統處理農村生活汙水的成本較高，操作相對繁瑣，維護費用高，易產生植被演替，且經濟產出較低。
發明內容本發明目的是提供一種適合農村地區特點的基於速生柳的農村生活汙水處理系統及方法。本發明的設計方案該農村生活汙水處理系統由沉澱池、厭氧儲水池和速生柳農村生活汙水處理系統三個部分組成，其中沉澱池由沉澱池進水口 1、沉澱池出水口 2、柵格網3、貯泥池4、出泥口 5和沉澱池底部傾斜角6組成；厭氧儲水池由厭氧儲水池進水口 7、 厭氧儲水池出水口 8、水閘9、進水閥門10、出水閥門11、密閉井蓋12、出泥/排氣口 13和厭氧儲水池底部傾斜角14組成；速生柳生活汙水處理系統由輸水主管道15、輸水支管道16、 滴灌系統17和速生柳18組成；沉澱池、厭氧儲水池依次連接；經過厭氧處理的汙水，通過滴灌系統進入速生柳農村生活汙水處理系統。所述的厭氧儲存池可以通過水閘9、進水閥門10和出水閥門11，靈活分批的厭氧處理汙水、出泥/排氣和儲存汙水。經過厭氧處理的汙水，通過滴灌系統17進入速生柳農村生活汙水處理系統，實現自動、定量灌溉，同時又減少惡臭氣體的散發。所述的速生柳包括喬木柳和灌木柳，喬木柳種植密度為:3mX an，灌木柳種植密度為 0. 4m X0. 2m。所述的基於速生柳的農村生活汙水處理系統的汙水處理方法，生活汙水先通過沉澱池沉降和柵格網3攔截去除沉澱物、漂浮物和油汙後，再經厭氧儲水池進行厭氧處理，經過厭氧處理的汙水，通過滴灌系統17進入速生柳農村生活汙水處理系統。所述的速生柳農村生活汙水處理系統主要基於速生柳葉片蒸騰耗水和根系、土層及根際微生物淨化原理進行汙水處理。生活汙水通過管道輸送到沉澱池，在沉澱池經過沉澱和懸浮雜物、油物去除程序， 再通過厭氧儲水池使汙水進行厭氧處理並儲存，最後通過管道輸送至速生柳農村生活汙水處理系統，該處理系統主要是通過滴灌來澆灌速生柳的根部，因速生柳具有很強的蒸騰作用，其中一部分汙水被樹木根系吸收，除小部分自己利用外，大部分則通過樹木的蒸騰作用零排放到空氣中，未被根系吸收的汙水，則通過根系、土層、及根際微生物進行淨化處理，使 N、P去除率達到80%以上。所述沉澱池呈倒梯形結構，有沉澱池進水口 1、沉澱池出水口 2、柵格網3、貯泥池 4、出泥口 5、沉澱池底部傾斜角6組成，其中沉澱池底部傾斜角6為30度，柵格網3傾斜 10-15度。柵格網3用來阻擋漂浮物及油汙。定期從沉澱池中清理出漂浮物、油汙和沉澱。 其沉澱部分可以通過堆肥處理後給速生柳施基肥。厭氧儲水池有規格相同的處理單元組成，水閘9用來控制汙水的流向，密閉井蓋 12用來創造厭氧環境，出泥/排氣口 13用來出泥和排氣。厭氧儲水池底部傾斜角14為30度。滴灌系統17可以實現自動化、定量化灌溉。速生柳18 —方面通過強大的蒸騰作用把汙水進行零排放處理，一方面可以通過根系、土層及根際微生物對汙水進行淨化，最終達到汙水處理的目標。速生喬木柳可以用來生產木材和造紙原料，灌木柳可以用來開發生物質能源。有益效果本系統基於速生柳葉片蒸騰耗水零排放汙水處理和根系、土層及根際微生物淨化汙水的原理，同時結合了速生柳經濟、美觀、低碳等優勢，即解決了農村生活汙水淨化的需求，同時還淨化了空氣，減少了 C排放、豐富了生態系統，產生了較高的經濟效益。速生柳種植維護簡單、運行成本低、且不易發生植被演替。科學合理的設計，融淨化汙水、淨化空氣、美化環境、節能減排、低碳環保為一體，達到淨化、景觀化、生態化和資源化的目標。對河流、湖泊水質能起到一定保護作用。該系統採用滴灌裝置，可以實現自動、定量灌溉，同時又可以減少惡臭氣體的散發。其具體功能如下1、汙水淨化2、空氣淨化3.木材或紙漿生產4.生物質能源開發5. C排放減少6.美化環境
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明
圖1是沉澱池結構示意2是厭氧儲水池俯視示意3是厭氧儲水池剖面示意4是速生柳農村生活汙水處理系統示意1、2、3中，沉澱池進水口 1、沉澱池出水口 2、柵格網3、貯泥池4、出泥口 5、沉澱池底部傾斜角6、厭氧儲水池進水口 7、厭氧儲水池出水口 8、水間9、進水閥門10、出水閥門 11、密閉井蓋12、出泥/排氣口 13、厭氧儲水池底部傾斜角14、輸水主管道15、輸水支管道 16、滴灌系統17、速生柳18。
具體實施方式下面結合實例對本發明作進一步詳細說明實施例1 從汙水收集管道收集得到的汙水，先經過柵格網3攔截，以去除漂浮物和油汙，然後通過沉澱池進水口 1引入沉澱池，在沉澱池進行分離，固體物質沉澱於出水口下方的貯泥池4內，並通過出泥口 5對沉澱物進行人工清理。出水口設在柵格網下方OJm處。沉澱池底部和柵格網分別與地面成30度角和10-15度角，以便於底泥和漂浮物及油汙的清除。 最後汙水經沉澱池出水口 2排出。從沉澱池出水口 2排出的汙水通過輸水管道由厭氧儲水池進水口 7進入厭氧儲水池，再通過水間9和進水閥門10進入厭氧儲水池的分單元，關閉密閉井蓋12進行厭氧處理，處理結束後打開出泥/排氣口 13排氣，然後通過厭氧儲水池出水口 8排出，剩餘汙水暫時儲存，沉澱汙泥通過出泥/排氣口 13排出。水閘9、進水閥門10和出水閥門11可以靈活的開啟和關閉厭氧儲水池單元，以便同時進行進水、厭氧處理、排氣、出泥、排水等處理。厭氧儲水池底部與地面成30度角，以便沉澱物集中和清除。經厭氧儲水池出水口 8排出的汙水，經輸水主管道15、輸水支管道16和滴灌系統 17輸送到速生柳18的根部，保證土壤含水量在60-80%之間。汙水一部分以樹木蒸騰的方式零汙染排放到空氣中，一部分被速生柳根系、土層及根際微生物淨化處理。汙水的N、P及有害物質一部分被樹木根系吸收利用，一部分被土壤顆粒截流固定、一部分被土壤微生物分解利用，最終達到農村汙水排放標準。同時還可以達到淨化空氣、固碳減排、產生經濟效益的目的。實施例2 江蘇寶應湖灘地速生喬木柳蘇柳172(&ilixX jiangsuensis cv. 『172』)農村生活汙水處理系統利用一年生苗，苗高2. 5 3.0m，高徑比100 1，插幹造林，深度60cm， 密度為1667株/公頃CBmX 2m) ；3年生平均樹高10m、胸徑8. 2cm、材積0. 1026m3 ；9年生株高18. lm、胸徑19. 8cm、材積0. 2271m3 ；經沉降和厭氧處理後的汙水連續灌溉150天，9年生的速生喬木柳年處理生活汙水達16000m7ha，均能使生活汙水中N、P的去除率超過85%， 達到排放標準。實施例3 江蘇南京市郊農村速生灌木柳59-3 (SalixX jiangsuensis cv. 『J59-3，)農村生活汙水處理系統栽植密度為0. 4mX0. 2m,當年生扦插苗平均株高2. 92m，地莖2. 29cm,單位面積乾重為16. lOt/ha，經沉降和厭氧處理後的汙水連續灌溉150天，年處理生活汙水量為8000m7ha ；兩年生平茬苗的平均株高3. 275m，地莖1. 787cm，單位面積乾重為23. 13t/ ha，經沉降和厭氧處理後的汙水連續灌溉150天，年處理生活汙水量為11500m7ha ；均能使生活汙水中N、P的去除率超過80%，達到排放標準。如果把這些乾物質用作生物質能源的話，則每噸乾物質相當於400L石油，同時還可以減少(X)2排放0. 9t。
權利要求
1.一種基於速生柳的農村生活汙水處理系統，其特徵在於，該汙水處理系統由沉澱池、 厭氧儲水池和速生柳農村生活汙水處理系統三個部分組成，其中沉澱池頂部有沉澱池進水口(1)、柵格網(3)，沉澱池中部有沉澱池出水口 O)，沉澱池底部有貯泥池G)、出泥口(5) 和沉澱池底部傾斜角(6)；厭氧儲水池由厭氧儲水池進水口(7)、厭氧儲水池出水口(8)、水閘(9)、進水閥門(10)，出水閥門(11)、密閉井蓋(12)、出泥/排氣口 (13)和厭氧儲水池底部傾斜角(14)組成；速生柳農村生活汙水處理系統由輸水主管道(15)、輸水支管道(16)、 滴灌系統(17)和速生柳(18)組成；沉澱池、厭氧儲水池依次連接；經過厭氧處理的汙水， 通過滴灌系統(17)進入速生柳農村生活汙水處理系統。
2.如權利要求1所述的基於速生柳的農村生活汙水處理系統，其特徵在於，厭氧儲存池通過水閘(9)、進水閥門(10)和出水閥門(11)，靈活分批的厭氧處理汙水、出泥/排氣和儲存汙水。
3.如權利要求1所述的基於速生柳的農村生活汙水處理系統，其特徵在於，速生柳包括喬木柳和灌木柳，喬木柳種植密度為3mX an，灌木柳種植密度為0. 4mX0. &ι。
4.一種利用權利要求1所述的基於速生柳的農村生活汙水處理系統的汙水處理方法， 其特徵在於，生活汙水先通過沉澱池沉降和柵格網( 攔截去除沉澱物、漂浮物和油汙後， 再經厭氧儲水池進行厭氧處理，經過厭氧處理的汙水，通過滴灌系統(17)進入速生柳農村生活汙水處理系統，速生柳農村生活汙水處理系統通過葉片蒸騰耗水和根系、土層、及根際微生物淨化來處理農村生活汙水。
全文摘要
一種基於速生柳的農村生活汙水處理系統及方法，屬於農村生活汙水土地處理系統領域。該系統是由，沉澱池進水口、沉澱池出水口、柵格網、貯泥池、出泥口、沉澱池底部傾斜角、厭氧儲水池進水口、厭氧儲水池出水口、水閘、進水閥門、出水閥門、密閉井蓋、出泥/排氣口、厭氧儲水池底部傾斜角、輸水主管道、輸水支管道、滴灌系統和速生柳組成。本系統基於速生柳葉片蒸騰耗水零排放汙水處理和根系、土層、及根際微生物淨化汙水的原理，同時也結合了速生柳經濟、美觀、低碳等優勢，即解決了農村生活汙水淨化的需求，同時還淨化了空氣，減少了C排放、豐富了生態系統，產生了較高的經濟效益。同時由於速生柳種植管理簡單，運行成本低，具有很強的實用性。科學合理的設計，融淨化汙水、淨化空氣、美化環境、節能減排、低碳環保為一體，使本系統達到淨化、景觀化、生態化和資源化的目標。
文檔編號C02F9/14GK102180562SQ20111005702
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者唐世榮, 施士爭, 王瑞剛, 蔡彥明, 趙玉傑 申請人:農業部環境保護科研監測所, 江蘇省林業科學研究院