申請(qǐng)日2014.04.23

　　公開(公告)日2014.07.30

　　IPC分類號(hào)C02F3/32

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括按水流進(jìn)水至出水順序，依次將水塘分隔成三個(gè)區(qū)域;第一處理區(qū)種植沉水植物組合A，組合A為黑藻、伊樂藻、小茨藻、菹草、眼子菜中的任意兩種以上;第二處理區(qū)種植沉水植物組合B，組合B為至少包括苦草和刺苦草;第三處理區(qū)種植沉水植物組合C，組合C為黑藻、伊樂藻、小茨藻、苦草、刺苦草、菹草、眼子菜、狐尾藻、金魚藻中任意兩種以上。本發(fā)明實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，效果好;不需額外的管網(wǎng)工程和土地;出水能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)以上。可作為自然景觀，水體透明度高，生物多樣性高，生態(tài)景觀價(jià)值高。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的系統(tǒng)， 包括一水塘，其特征在于：按水流進(jìn)水至出水順序，依次將水塘分隔成三個(gè)區(qū)域， 分別為第一處理區(qū)、第二處理區(qū)、第三處理區(qū);水流依次流過第一處理區(qū)、第二 處理區(qū)、第三處理區(qū);所述第一處理區(qū)設(shè)有用于接納污水的進(jìn)水口，在第一處理 區(qū)與第二處理區(qū)之間設(shè)有第一過水口，在第二處理區(qū)與第三處理區(qū)之間設(shè)有第二 過水口，所述第三處理區(qū)還設(shè)有出水口;在進(jìn)水口、第一過水口、第二過水口、 出水口中，相鄰的兩個(gè)應(yīng)分別設(shè)置在斜對(duì)角處;

　　在第一處理區(qū)中，種植有沉水植物組合A;其中，沉水植物組合A為黑藻、 伊樂藻、小茨藻、菹草、眼子菜中的任意兩種以上組合;沉水植物組合A中各種 沉水植物的數(shù)量相同;

　　在第二處理區(qū)中，種植有沉水植物組合B;其中，沉水植物組合B為至少包 括苦草和刺苦草的組合;沉水植物組合B中各種沉水植物的數(shù)量相同;

　　在第三處理區(qū)中，種植有沉水植物組合C;其中，沉水植物組合C為黑藻、 伊樂藻、小茨藻、苦草、刺苦草、菹草、眼子菜、狐尾藻、金魚藻中任意兩種以 上組合;沉水植物組合C中各種沉水植物的數(shù)量相同;

　　在第一處理區(qū)、第二處理區(qū)、第三處理區(qū)中，植物種植密度范圍為80g-300g/ ㎡;

　　所述的沉水植物組合A、B、C必須遵循如下兩個(gè)原則：(1)各個(gè)處理區(qū)內(nèi)， 除苦草、黑藻可以重復(fù)選擇兩次外，其他種類不可重復(fù)選擇;(2)苦草與黑藻 組合不可以重復(fù)出現(xiàn)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理 農(nóng)村污水的系統(tǒng)，其特征在于:在第二處理區(qū)中，種植的沉水植物組合B為在苦 草、刺苦草的基礎(chǔ)上，再增加菹草、眼子菜、黑藻、狐尾藻中的一種以上。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng) 村污水的系統(tǒng)，其特征在于:

　　在第一處理區(qū)中，種植的沉水植物組合A為黑藻、伊樂藻、小茨藻的組合， 各沉水植物的數(shù)量比例為1:1:1，種植密度：每平方米中種植10叢，每叢包括8 株;在第一處理區(qū)中投加微生物，投加量為5g-25g/m3;

　　在第二處理區(qū)中，種植的沉水植物組合B為矮型苦草、刺苦草、菹草的組合， 各沉水植物的數(shù)量比例為1:1:1，種植密度：每平方米中種植8叢，每叢包括16 株;在第二處理區(qū)中在區(qū)域內(nèi)投放浮游動(dòng)物、蝦類、螺類、貝類和微生物，投加 量分別為浮游動(dòng)物：15-50g/m3;蝦類1-10g/m3;螺類：0.1-1kg/m3;貝類10-50 g/㎡;微生物：5-25g/m3;

　　在第三處理區(qū)中，種植的沉水植物組合C為狐尾藻、眼子菜、金魚藻的組合， 各沉水植物的數(shù)量比例為1:1:1，種植密度：每平方米中種植10叢，每叢包括8 株;在第三處理區(qū)中在區(qū)域內(nèi)投放肉食性魚類、蝦類、螺類、貝類和微生物，投 加量分別為肉食性魚類1-5g/m3;蝦類1-10g/m3;螺類0.01-1kg/m3;貝類10-50 g/㎡;微生物5-25g/m3。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng) 村污水的系統(tǒng)，其特征在于:各處理區(qū)的水力停留時(shí)間為5天以上;各處理區(qū)的最 低水位不低于0.8米，底質(zhì)厚度10厘米以上。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng) 村污水的系統(tǒng)，其特征在于:各處理區(qū)的進(jìn)水口應(yīng)當(dāng)位于上部，出水口位于下部; 各處理區(qū)的出水口后應(yīng)該接一個(gè)出水池，使下一區(qū)域進(jìn)水在上部，出水池進(jìn)入下 一區(qū)域的方式應(yīng)為跌水方式;各區(qū)水位應(yīng)低于上一區(qū)域水位10cm。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng) 村污水的系統(tǒng)，其特征在于:各區(qū)域水力停留時(shí)間為5天以上，總停留時(shí)間不得 少于15天。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng) 村污水的系統(tǒng)，其特征在于:各區(qū)域尺寸均為：長(zhǎng)35m，寬30m，高1.5m。

　　8.一種使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的方法，其 特征在于，包括以下步驟：

　　1)首先建立權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ) 的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的系統(tǒng);

　　2)然后將污水引入上述系統(tǒng)的進(jìn)水口，進(jìn)行凈化處理;其中，控制各處理 區(qū)的水力停留時(shí)間為5天以上，保證各處理區(qū)的最低水位不低于0.8米，底質(zhì)厚度 10厘米以上;

　　3)最后將凈化后的水從上述系統(tǒng)的出水口排出。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng) 村污水的方法，其特征在于：在種植沉水植物前，增加如下步驟，即對(duì)底泥進(jìn)行 如下預(yù)處理措施：投加消毒劑進(jìn)行消毒、投加微生物制劑處理、對(duì)底泥進(jìn)行翻動(dòng) 或暴曬。目的是為了去除阻礙植物種植或生長(zhǎng)的條件。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理 農(nóng)村污水的方法，其特征在于：還包括對(duì)三個(gè)處理區(qū)內(nèi)的動(dòng)物及植物進(jìn)行收獲的 步驟，具體如下：

　　對(duì)第一處理區(qū)內(nèi)的植物進(jìn)行定期收割收獲，當(dāng)區(qū)域內(nèi)水草長(zhǎng)滿水面時(shí)進(jìn)行一 次收割，一次收割收獲面積不得超過區(qū)域面積的1/3;

　　對(duì)第二處理區(qū)內(nèi)的植物和動(dòng)物進(jìn)行定期收獲，此區(qū)域內(nèi)的所有動(dòng)物和植物都 是一個(gè)月收獲一次;其中，植物一次收獲面積不超過區(qū)域面積的1/2;

　　對(duì)第三處理區(qū)內(nèi)的植物和動(dòng)物進(jìn)行定期收獲，此區(qū)域內(nèi)的魚類一年收獲一 次，而除魚類外的其它動(dòng)物和植物都是每三個(gè)月收獲一次;其中，植物一次收獲 面積不超過此區(qū)域面積的1/2。

　　說明書

　　一種使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的系統(tǒng)及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污水處理系統(tǒng)及方法，具體涉及一種使用以多種沉水植物組 合為基礎(chǔ)的含有浮游動(dòng)物、微生物、魚類、貝類、螺類及蝦類的人工建立的生態(tài) 系統(tǒng)的農(nóng)村污水處理系統(tǒng)及方法。屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　隨著社會(huì)發(fā)展，農(nóng)村污水對(duì)農(nóng)村周邊環(huán)境不良影響及其引起的環(huán)境問題日益 顯現(xiàn)，農(nóng)村污水的治理成為環(huán)境保護(hù)的重要議題�，F(xiàn)階段傳統(tǒng)的農(nóng)村污水的處理 方法主要是建設(shè)污水收集管網(wǎng)和分散式農(nóng)村污水處理站實(shí)現(xiàn)分散式處理，采用處 理工藝主要是一體化地埋式污水處理系統(tǒng)(好氧或厭氧生物處理工藝)、人工濕 地、氧化塘、土地滲濾處理。

　　現(xiàn)階段傳統(tǒng)農(nóng)村污水處理方法和技術(shù)存在以下問題：

　　1.一些地區(qū)(尤其是河網(wǎng)密布的地區(qū))因房屋排列緊密或房屋與河網(wǎng)過于 接近、污水分布面廣且分散，使得污水收集管網(wǎng)建設(shè)工程難以實(shí)施或?qū)嵤┏杀据^ 大，而相關(guān)配套資金不足，最終導(dǎo)致該地區(qū)的污水無法采用分散式農(nóng)村污水處理 站的方式處理。

　　2.這些地區(qū)的污水通過簡(jiǎn)易的水渠集中排放到特定的魚塘或河涌，經(jīng)過魚 塘和河涌的自然處理后排放至自然環(huán)境。這些魚塘和河涌的凈化能力低，使得不 但魚塘或河涌被污染，而且排放的水體仍會(huì)污染環(huán)境。

　　3.采用建設(shè)處理站的方式需要進(jìn)行工程建設(shè)，施工期間的噪聲，固、液廢 棄物，揚(yáng)塵等對(duì)環(huán)境和民眾的生活仍有很大的不良影響，建成后的工程設(shè)施景觀 效果不佳，需要額外的景觀美化投入。

　　4.污水處理站仍需要一定的后續(xù)人為維護(hù)管理，而且容易出現(xiàn)故障，如人 工濕地使用時(shí)間長(zhǎng)后容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

　　5.缺乏有效的純生態(tài)的治理技術(shù)。常用農(nóng)村污水處理工藝中的生態(tài)處理工 藝人工濕地、穩(wěn)定塘和土地滲濾處理技術(shù)中，人工濕地技術(shù)仍需要在前端建設(shè)生 化預(yù)處理設(shè)施，而穩(wěn)定塘和土地滲濾處理技術(shù)處理效率低，處理效果差。

　　現(xiàn)階段沉水植物在水處理領(lǐng)域應(yīng)用較少，主要用于河流和湖泊的生態(tài)修復(fù)， 在修復(fù)過程中建立沉水植物群落，以期降低水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度。沉水植物在生 態(tài)修復(fù)中的案例研究表明：1.不同品種的沉水植物耐污能力和處理污染物濃度 范圍有差異，耐污能力和處理范圍接近的植物對(duì)不同的污染物去除能力也有差 異，因此，采用單一的沉水植物處理污水效果可能不如合理搭配的多種沉水植物 組合處理效果;2.不同品種的沉水植物組合可能存在競(jìng)爭(zhēng)抑制作用，不合理的 搭配可能會(huì)造成1+1小于2的結(jié)果。

　　現(xiàn)階段沉水植物運(yùn)用于污水處理還處于試驗(yàn)階段，未有實(shí)際應(yīng)用工程，主要 是以沉水植物穩(wěn)定塘的形式，嘗試運(yùn)用在污水的二級(jí)或深度處理。現(xiàn)階段，對(duì)沉 水植物運(yùn)用于污水處理工程的研究還著重在單一一種沉水植物的處理能力和去 除機(jī)理探究。未有使用有機(jī)組合的多種沉水植物來進(jìn)行污水處理的嘗試，也未有 運(yùn)用以有機(jī)組合的多種沉水植物為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)來處理污水的先例。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種使用以多種沉水植物組合 為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的系統(tǒng)及方法,本系統(tǒng)及方法具有如下特點(diǎn)：實(shí) 施簡(jiǎn)單，成本低，效果好;不需要額外的管網(wǎng)工程和土地;利用現(xiàn)有的魚塘;沒 有大型機(jī)械使用或安裝;不使用電氣;不投加化學(xué)藥劑;全生態(tài)方法;出水能達(dá) 到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)以上。實(shí)施之后景觀接近自 然景觀，水體透明度高，生物多樣性高，生態(tài)景觀價(jià)值高。

　　實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

　　一種使用以多種沉水植物組合為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的系統(tǒng)，包括 一水塘，其特征在于：按水流進(jìn)水至出水順序，依次將水塘分隔成三個(gè)區(qū)域，分 別為第一處理區(qū)、第二處理區(qū)、第三處理區(qū);水流依次流過第一處理區(qū)、第二處 理區(qū)、第三處理區(qū);所述第一處理區(qū)設(shè)有用于接納污水的進(jìn)水口，在第一處理區(qū) 與第二處理區(qū)之間設(shè)有第一過水口，在第二處理區(qū)與第三處理區(qū)之間設(shè)有第二過 水口，所述第三處理區(qū)還設(shè)有出水口;在進(jìn)水口、第一過水口、第二過水口、出 水口中，相鄰的兩個(gè)應(yīng)分別設(shè)置在斜對(duì)角處;

　　在第一處理區(qū)中，種植有沉水植物組合A;其中，沉水植物組合A為黑藻、 伊樂藻、小茨藻、菹草、眼子菜中的任意兩種以上組合;沉水植物組合A中各種 沉水植物的數(shù)量相同;

　　在第二處理區(qū)中，種植有沉水植物組合B;其中，沉水植物組合B為至少包 括苦草和刺苦草的組合;沉水植物組合B中各種沉水植物的數(shù)量相同;

　　在第三處理區(qū)中，種植有沉水植物組合C;其中，沉水植物組合C為黑藻、 伊樂藻、小茨藻、苦草、刺苦草、菹草、眼子菜、狐尾藻、金魚藻中任意兩種以 上組合;沉水植物組合C中各種沉水植物的數(shù)量相同;

　　在第一處理區(qū)、第二處理區(qū)、第三處理區(qū)中，植物種植密度范圍為80g-300g/ ㎡;

　　所述的沉水植物組合A、B、C必須遵循如下兩個(gè)原則：(1)各個(gè)處理區(qū)內(nèi)， 除苦草、黑藻可以重復(fù)選擇兩次外，其他種類不可重復(fù)選擇;(2)苦草與黑藻 組合不可以重復(fù)出現(xiàn)。

　　依據(jù)，黑藻、伊樂藻、眼子菜和小茨藻對(duì)水體的氨氮、總磷去除效果好，且 耐污能力強(qiáng)，黑藻和伊樂藻之間存在促進(jìn)的效應(yīng)，菹草與伊樂藻存在相互促進(jìn)的 效應(yīng)，黑藻和伊樂藻對(duì)上覆水去除效果好，小茨藻對(duì)底層水處理效果好，菹草和 眼子菜對(duì)底泥有處理效果�？嗖菖c刺苦草有相互促進(jìn)效果，且對(duì)總氮、總磷有良 好的去除效果，對(duì)中低層水、底泥處理效果好，但會(huì)受到伊樂藻抑制。狐尾藻對(duì) 總磷去除效果好，對(duì)全水體與底泥都有效果，且會(huì)分泌助凝物質(zhì)，沉降水體懸浮 物，有利于透明度提高和景觀作用。金魚藻對(duì)總磷去除效果好，會(huì)分泌助凝物質(zhì)， 但是不耐高氨氮，適合作末端景觀處理用。