[发明专利]农村无序排放污水的收集处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种收集处理村落无序排放污水及初期径流的装置和方法，特别适用于下垫面因素复杂的村落的初期降雨径流的收集和处理，防止初期雨水中的氮、磷随径流大量向水体迁移，加剧水体富营养化。属于环境污染治理领域。

研究背景

随着城镇污水和工业点源的有效治理，农村生活和农田径流造成的污染形势逐渐凸显。农村居民点下垫面因素复杂，不仅有自留地、草地、旱地与林地等透水地，还有道路、屋面、水泥庭院等不可透水地，兼有农村与城镇的特点；农村居住区内，垃圾随地丢弃、各类杂排水随意泼洒、传统型家庭养殖的畜禽粪便疏于管理，垃圾收集点产生渗滤液，均造成了污染物在地表的堆积与一定的汇流。当降雨事件发生时，降雨产生的径流会运移面源污染，冲刷地表累积的污染物，快速产生高污染负荷，造成生活居住区氮、磷迁移，最终影响受纳水体的水环境质量。因此，需要研究和开发适合于农村地区无序排放污水与降雨初期地表径流的拦截技术。

我国已有大量沟渠、湿地用于雨水径流处理，但在实际运行中，多存在占地面积大、处理效率不高等问题。专利号CN102409718A公布一种收集处理河网区村落初期雨水的装置和方法，采用沟渠、储存池和边坡漫流式人工湿地净化径流，但该系统需要泵等动力设备，且净化效率不高。为此，本发明采用生态沟渠及人工强化硝化反硝化的湿地系统来提高净化效率，且利用农村地势条件实现污水自然流动，减少能耗。

发明内容

本发明的目的在于针对农村无序排放污水分散性、随机性、隐蔽性、波动性等特点，提供一种适用于农村地区的无序排放污水和初期径流收集处理系统。

一种农村无序排放污水的收集处理装置，包括汇流所述污水的生态沟渠，其特征在于，还包括一对经所述生态沟渠汇流的污水进行收集和沉淀的蓄水池，在所述蓄水池上端设置有溢流口；及一对经所述溢流口溢流出的污水进行处理的人工湿地，该人工湿地包括好氧段和厌氧段，所述好氧段的底部高度和厌氧段的底部高度不同，且从与所述蓄水池连接的一端向另一端底部高度降低，在所述好氧段内底部基体内设置有水平导气管，在所述水平导气管上连接有多根与所述水平导气管连通的竖向导气管，在所述底部基体上种植水生植物，在所述厌氧段设置有一密封膜。

所述的好氧段为两段，在两段好氧段之间设置一段所的厌氧段。

生态沟渠末端与蓄水池相接处设置挡板。

所述蓄水池建于地下，顶部设置盖板；蓄水池进水口位于顶部，在所述溢流口安装控制流量的阀门，出水自流至人工湿地。

人工湿地每段前端设置花墙布水，花墙内添置砾石，后端设集水区。

所述生态沟渠和人工湿地的底部基质包括煤渣、砾石以及粗砂。

湿地底部填充煤渣、砾石、粗砂等基质中的一种或几种，好氧段铺设PVC穿孔管，下层埋设在湿地基质中，竖向的PVC穿孔管与大气接触，上部种植水生蔬菜；厌氧段由塑料膜包裹基质形成，上部不种植物。

本发明针对无序排放污水的特点设置的降雨初期径流拦截系统，采用生态沟渠收集村落的无序排放污水和降雨初期地表径流，利用植物和基质材料对颗粒物进行初步拦截净化，去除污水中大部分颗粒态污染物，增加停留时间；采用蓄水池削减洪峰流量，降低径流对后续湿地的冲击，同时进一步去除颗粒物；水生蔬菜型人工湿地通过铺设通风管、塑料膜包裹基质等措施形成“好氧-厌氧-好氧”段，改善湿地溶解氧状况，从而强化硝化反硝化除氮过程，有效的降低污染物浓度，减少农村入湖污染负荷；本发明装置充分利用农村地势特点，实现自流，无需额外的动力装置，所种植物为水生蔬菜，净化水质的同时兼具经济效益。

本发明由径流收集和初级处理的生态沟渠、自动收集初期径流的地下蓄水池和三段阶梯式边坡人工湿地三部分组成。降雨初期径流通过生态沟渠收集、初步处理输送，依靠沟渠与蓄水池连接处的挡板自动截留前9mm的初期径流进入地下蓄水池，低于挡板的初期雨水径流被截留进入蓄水池。蓄水池满后，沟渠的水面逐渐上升至挡板高度后，雨水溢流，通过引水沟渠排入附近水体。蓄水池设有自流口，雨水自流进入湿地，通过阀门控制流量，经净化后排入附近水体。水生蔬菜型人工湿地，利用河岸边坡构建好氧-厌氧-好氧三段阶梯式人工湿地，每阶湿地前端通过花墙均匀布水，湿地种植水生蔬菜，使携带的氮、磷和有机污染物质被拦截、吸附、降解和吸收，氮、磷削减率达到60%的目标，蔬菜产生一定经济效益。

附图说明

图1——本发明的结构示意图；

图2——本发明的蓄水池的剖面结构示意图；

图3——本发明的人工湿地的俯视结构示意图；