公布日：2023.04.04
申請(qǐng)日：2022.09.21
分類號(hào)：C02F3/28(2006.01)I;C02F3/32(2006.01)I;A01C23/04(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)及其利用方法，該系統(tǒng)包括依次連接的戶內(nèi)處理單元、輸送單元、儲(chǔ)存與預(yù)處理單元和利用單元；其中，儲(chǔ)存與預(yù)處理單元包括預(yù)處理設(shè)施和儲(chǔ)存設(shè)施，預(yù)處理設(shè)施包括厭氧池或沉淀池；儲(chǔ)存設(shè)施為貯存池；利用單元包括肥料調(diào)配系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)，肥料調(diào)配系統(tǒng)和/或灌溉系統(tǒng)與儲(chǔ)存設(shè)施的出水口連接，即有效節(jié)約水資源，又可在利用過程對(duì)污水進(jìn)行消納凈化，還可利用污水中有機(jī)物、氮磷營養(yǎng)元素，以促進(jìn)植物生長和改善土壤肥力。利用本發(fā)明的系統(tǒng)在治理污水的同時(shí)有效降低農(nóng)田灌溉用水和施肥用量，達(dá)到污水資源化利用治理的目的。
權(quán)利要求書
1.一種耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的戶內(nèi)處理單元、輸送單元、儲(chǔ)存與預(yù)處理單元和利用單元；其中，戶內(nèi)處理單元用于收集農(nóng)戶的生活排水，輸送單元用于將戶內(nèi)處理單元的水輸送至儲(chǔ)存與預(yù)處理單元；儲(chǔ)存與預(yù)處理單元包括預(yù)處理設(shè)施和儲(chǔ)存設(shè)施，預(yù)處理設(shè)施包括厭氧池或沉淀池；儲(chǔ)存設(shè)施為貯存池，預(yù)處理設(shè)施的出水口與儲(chǔ)存設(shè)施的進(jìn)水口連接，儲(chǔ)存設(shè)施的出水口與利用單元的進(jìn)水口連接；利用單元包括肥料調(diào)配系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)，肥料調(diào)配系統(tǒng)和/或灌溉系統(tǒng)與儲(chǔ)存設(shè)施的出水口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，所述戶內(nèi)處理單元包括化糞池，當(dāng)所述生活排水為廁所排水時(shí)，廁所排水經(jīng)過化糞池?zé)o害處理后，收集至輸送單元。
3.如權(quán)利要求1所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送單元為污水輸送管渠和/或配備污水抽吸的運(yùn)送工具。
4.如權(quán)利要求1所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧池為至少兩格的結(jié)構(gòu)，格與格之間設(shè)有隔板，在第一格的頂部進(jìn)水，在第一格和第二格之間的隔板中下部分出水至第二格，形成折流。
5.如權(quán)利要求4所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，在第二格及其以上的厭氧池內(nèi)設(shè)有塑料填料；塑料填料的材質(zhì)為聚烯烴類和聚酰胺類。
6.如權(quán)利要求1所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理設(shè)施還包括人工濕地，人工濕地的進(jìn)水口與厭氧池或沉淀池的出水口連接，人工濕地的出水口與所述貯存池的進(jìn)水口連接；人工濕地為潛流濕地，采用半地下式的混凝土結(jié)構(gòu)，表面水力負(fù)荷為0.8～1.5m3/(m2·d)。
7.如權(quán)利要求6所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，所述潛流濕地以親水植物為表面綠化物，以礫石為填料，填料層的厚度為0.8～1.0m；親水植物為美人蕉、再力花和風(fēng)車草中的一種或兩種以上組合物。
8.如權(quán)利要求1所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，其特征在于，所述灌溉系統(tǒng)包括滴灌裝置和/或抽吸灌溉裝置。
9.權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)的利用方法，其特征在于，包括以下步驟：1)戶內(nèi)處理單元收集農(nóng)戶的生活排水后，由輸送單元將污水運(yùn)送至預(yù)處理設(shè)施；2)經(jīng)過預(yù)處理設(shè)施的厭氧池或沉淀處理后，將處理后的水輸送至儲(chǔ)存設(shè)施進(jìn)行儲(chǔ)存；3)儲(chǔ)存設(shè)施的水送往利用單元；4)儲(chǔ)存設(shè)施的水部分可用于肥料調(diào)配系統(tǒng)，與水溶性肥料進(jìn)行調(diào)配，得到肥水，肥水用于施肥；也可用于灌溉系統(tǒng)，進(jìn)行灌溉農(nóng)田和/或果園。
10.如權(quán)利要求9所述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)的利用方法，其特征在于，步驟1)中，所述生活排水包括廁所排水、洗滌排水、洗浴排水和廚房排水；其中，廁所排水經(jīng)過化糞池?zé)o害處理20～30天后，與洗滌排水、洗浴排水和廚房排水一起排出至輸送單元。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，能有效對(duì)農(nóng)村生活污水系統(tǒng)進(jìn)行消納凈化，降低碳排放，實(shí)現(xiàn)水資源及污染物的資源化利用；本發(fā)明的目的之二在于提供一種耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)的利用方法，工藝簡單，建設(shè)和長期使用成本低廉，凈化后的污水可用于施肥和澆灌，達(dá)到污水資源化利用治理的目的。
本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)，包括依次連接的戶內(nèi)處理單元、輸送單元、儲(chǔ)存與預(yù)處理單元和利用單元；其中，戶內(nèi)處理單元用于收集農(nóng)戶的生活排水，輸送單元用于將戶內(nèi)處理單元的水輸送至儲(chǔ)存與預(yù)處理單元；儲(chǔ)存與預(yù)處理單元包括預(yù)處理設(shè)施和儲(chǔ)存設(shè)施，預(yù)處理設(shè)施包括厭氧池或沉淀池；儲(chǔ)存設(shè)施為貯存池，預(yù)處理設(shè)施的出水口與儲(chǔ)存設(shè)施的進(jìn)水口連接，儲(chǔ)存設(shè)施的出水口與利用單元的進(jìn)水口連接；利用單元包括肥料調(diào)配系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)，肥料調(diào)配系統(tǒng)和/或灌溉系統(tǒng)與儲(chǔ)存設(shè)施的出水口連接。預(yù)處理設(shè)施與儲(chǔ)存設(shè)施可分開設(shè)置，也可設(shè)置為一體。
進(jìn)一步，所述戶內(nèi)處理單元包括化糞池，當(dāng)所述生活排水為廁所排水時(shí)，廁所排水經(jīng)過化糞池?zé)o害處理后，收集至輸送單元。
再進(jìn)一步，所述輸送單元為污水輸送管渠和/或配備污水抽吸的運(yùn)送工具。
進(jìn)一步，所述厭氧池為至少兩格的結(jié)構(gòu)，格與格之間設(shè)有隔板，在第一格的頂部進(jìn)水，在第一格和第二格之間的隔板中下部分出水至第二格，形成折流。
再進(jìn)一步，在第二格及其以上的厭氧池內(nèi)設(shè)有塑料填料；塑料填料的材質(zhì)為聚烯烴類和聚酰胺類。
進(jìn)一步，根據(jù)實(shí)際的需要選擇加設(shè)人工濕地，提高水質(zhì)。所述預(yù)處理設(shè)施還包括人工濕地，人工濕地的進(jìn)水口與厭氧池或沉淀池的出水口連接，人工濕地的出水口與所述貯存池的進(jìn)水口連接；所述人工濕地為潛流濕地，采用半地下式的混凝土結(jié)構(gòu)，表面水力負(fù)荷為0.8～1.5m3/(m2·d)，優(yōu)選為1m3/(m2·d)。
再進(jìn)一步，所述潛流濕地以親水植物為表面綠化物，以礫石為填料，填料層的厚度為0.8～1.0m；親水植物為美人蕉、再力花和風(fēng)車草中的一種或兩種以上組合物。
進(jìn)一步，所述灌溉系統(tǒng)包括滴灌裝置和/或抽吸灌溉裝置。
本發(fā)明的目的之二采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
上述的耦合農(nóng)田的農(nóng)村生活污水資源化系統(tǒng)的利用方法，包括以下步驟：
1)戶內(nèi)處理單元收集農(nóng)戶的生活排水后，由輸送單元將污水運(yùn)送至儲(chǔ)存與預(yù)處理單元的厭氧池；
2)經(jīng)過預(yù)處理設(shè)施的厭氧池或沉淀處理后，將處理后的水輸送至儲(chǔ)存設(shè)施進(jìn)行儲(chǔ)存；
3)儲(chǔ)存設(shè)施的水送往利用單元；
4)儲(chǔ)存設(shè)施的水部分可用于肥料調(diào)配系統(tǒng)，與水溶性肥料進(jìn)行調(diào)配，得到肥水，肥水用于施肥；也可用于灌溉系統(tǒng)，可以直接澆灌也可混合其他水源進(jìn)行灌溉農(nóng)田和/或果園。
進(jìn)一步，步驟1)中，所述生活排水包括廁所排水、洗滌排水、洗浴排水和廚房排水；其中，廁所排水經(jīng)過化糞池?zé)o害處理20～30天后，與洗滌排水、洗浴排水和廚房排水一起排出至輸送單元。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明的處理農(nóng)村生活污水系統(tǒng)包括依次連接的戶內(nèi)處理單元、輸送單元、儲(chǔ)存與預(yù)處理單元和利用單元；其中，戶內(nèi)處理單元用于收集農(nóng)戶的生活排水，輸送單元用于將戶內(nèi)處理單元的水輸送至儲(chǔ)存與預(yù)處理單元；儲(chǔ)存與預(yù)處理單元包括預(yù)處理設(shè)施和儲(chǔ)存設(shè)施，預(yù)處理設(shè)施包括厭氧池或沉淀池；儲(chǔ)存設(shè)施為貯存池；預(yù)處理設(shè)施可調(diào)節(jié)污水水量以適用相應(yīng)作物的需水規(guī)律，又可對(duì)污水進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)處理，去除污水中懸浮顆粒物、致病微生物、有機(jī)污染等污染物，以防止污水資源化利用過程中對(duì)作物產(chǎn)生燒苗、板結(jié)土壤等不利影響；利用單元包括肥料調(diào)配系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)，經(jīng)過處理后的污水可用作調(diào)配肥料進(jìn)行灌溉，一定程度上可節(jié)約施肥量，也可直接對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，即有效節(jié)約水資源，又可在利用過程對(duì)污水進(jìn)行消納凈化，還可利用污水中有機(jī)物、氮磷營養(yǎng)元素，以促進(jìn)植物生長和改善土壤肥力。利用本發(fā)明的系統(tǒng)在治理污水的同時(shí)有效降低農(nóng)田灌溉用水和施肥用量，達(dá)到污水資源化利用治理的目的。
(2)本發(fā)明的處理農(nóng)村生活污水系統(tǒng)的利用方法各單項(xiàng)技術(shù)成熟、工藝簡單、建設(shè)和長期使用成本低廉、不少為農(nóng)村已有的基礎(chǔ)設(shè)施，可充分結(jié)合利用，此方法技能有效的就地就近處理農(nóng)村生活污水且解決污水亂排亂放帶來的人居環(huán)境問題，又能實(shí)現(xiàn)水資源及污染物的資源化利用，每噸污水可提供30-50g氮元素和3-5g磷元素；一定程度上可節(jié)約施肥量。污水經(jīng)農(nóng)田資源化利用后得到消納凈化，可使污水因處理而造成碳排放的降低，每利用1噸污水可有效減少約200g碳排放。
(3)本發(fā)明的處理農(nóng)村生活污水系統(tǒng)的利用方法，包括以下步驟：戶內(nèi)處理單元收集農(nóng)戶的生活排水后，由輸送單元將污水運(yùn)送至預(yù)處理設(shè)施的厭氧池或沉淀池，優(yōu)選厭氧池，污水中的有機(jī)物被厭氧池中的厭氧細(xì)菌分解、代謝、消化，使得污水中的有機(jī)物含量大幅減少，同時(shí)產(chǎn)生沼氣；經(jīng)過預(yù)處理后的水送往儲(chǔ)存設(shè)施進(jìn)行儲(chǔ)存，再由儲(chǔ)存設(shè)施運(yùn)送至利用單元；儲(chǔ)存設(shè)施的水部分可用于肥料調(diào)配系統(tǒng)，與水溶性肥料進(jìn)行調(diào)配，得到肥水，肥水用于施肥；也可用于灌溉系統(tǒng)，進(jìn)行灌溉農(nóng)田和/或果園，此舉既有效節(jié)約水資源，又可在利用過程對(duì)污水進(jìn)行消納凈化，還可利用污水中有機(jī)物、氮磷營養(yǎng)元素，以促進(jìn)植物生長和改善土壤肥力。
(4)若預(yù)處理設(shè)施選用厭氧池，則厭氧池內(nèi)設(shè)有至少兩格池，第一格厭氧池用于使污水中懸浮物沉淀，第二格及其以上的厭氧池加設(shè)塑料填料，污水與塑料填料混合處理20～30天后，培養(yǎng)出生物膜，進(jìn)而進(jìn)一步加強(qiáng)微生物濃度，強(qiáng)化預(yù)處理效果。
(5)當(dāng)村莊規(guī)模適中或水質(zhì)要求較高(如回用于蔬菜種植澆施時(shí))，可結(jié)合水質(zhì)要求在厭氧池的基礎(chǔ)上增設(shè)人工濕地等生態(tài)設(shè)施，經(jīng)過厭氧池或沉淀池處理后的污水輸送至人工濕地，利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行處理，人工濕地主要起到吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收的作用。
(6)本發(fā)明的系統(tǒng)的利用方法可因地制宜針對(duì)不同聚居特征進(jìn)行資源化利用處理，避免采用傳統(tǒng)集中收集處理模式帶來的管網(wǎng)建設(shè)投資過大。該方法可單戶應(yīng)用，也可幾戶集中應(yīng)用，也可集中村莊片區(qū)統(tǒng)一收集后應(yīng)用，不受村莊規(guī)模限制。
（發(fā)明人：林彰文;于振江;王大揚(yáng);舒焱;戴同威;溫凱茵）
