污水深度净化系统及其应用
【专利摘要】本发明属于污水深度净化技术领域，具体涉及一种污水深度净化系统及其应用，所述系统包括净化塘，净化塘的一端设有污水输入口，另一端设有净化水输出口，净化塘内种养有水生植物，净化水输出口处设有溢流堰以使净化塘内水体达到一定高度后排出。本发明的污水深度净化系统，利用水生植物具有高氮磷富集能力的特点，以削减源头污染物为目的，既可以应用于村镇污水处理厂尾水的处理中，同时也可以作为一种农田汇水区污染物拦截系统或一种黑臭河道入湖污染物拦截系统。
【专利说明】
污水深度净化系统及其应用
技术领域
[0001]本发明属于污水深度净化技术领域，具体涉及一种污水深度净化系统及其应用。
【背景技术】
[0002]目前，太湖、滇池、巢湖的水质获得了总体改善，但唯一处于劣V类的指标为总氮。污水处理厂尾水一级A标准(GB18918-2002)排放后总氮浓度仍高达15mg/L，经河道汇入湖体后对湖水中氮负荷的压力极大。
[0003]常见的污水处理厂尾水氮磷深度净化方法有:物理化学法、复合式MBR工艺、活性炭吸附法、臭氧氧化法、人工湿地工艺等，在应用过程中均存在一定的缺陷，如:物理化学法处理流程复杂、膜反应器存在膜污染、活性炭的再生成本高、臭氧氧化法的运行费用高，推广难度大、人工湿地植物腐败会产生二次污染且基质具有使用寿命短的缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种污水深度净化系统，利用水生植物具有高氮磷富集能力的特点，以削减源头污染物为目的，既可以应用于村镇污水处理厂尾水的处理中，同时也可以作为一种农田汇水区污染物拦截系统或一种黑臭河道入湖污染物拦截系统。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:所述系统包括净化塘，净化塘的一端设有污水输入口，另一端设有净化水输出口，净化塘内种养有水生植物，净化水输出口处设有溢流堰以使净化塘内水体达到一定高度后排出。
[0006]优选的，所述净化塘内设有多个隔墙，隔墙与净化塘的塘壁间隔连接以将净化塘分隔为多个部分并形成S型导流通道。
[0007]优选的，所述污水输入口位于S型导流通道的首端，净化水输出口位于S型导流通道的末端。
[0008]优选的，所述污水输入口处设有污水输入管道，净化水输出口处设有净化水输出管道，污水输入管道和净化水输出管道上均设有流量计。
[0009]优选的，所述水生植物为飘浮性水生植物，所述水生植物选自凤眼莲和水浮莲中的一种或两种。
[0010]优选的，所述水生植物的初始投苗量为0.5-1.0千克/平方米。
[0011 ]优选的，所述输出口的高度比净化塘的塘底的高度高0.8-1.2米。
[0012]优选的，所述系统还包括水生植物隔断控养装置，水生植物隔断控养装置包括缆绳、网片、定位杆，定位杆插入净化塘的塘底，缆绳与定位杆连接，网片间隔的安装在缆绳上，水生植物生长于相邻的网片之间。
[0013]优选的，所述水生植物隔断控养装置还包括石笼和浮球，石笼等间距间隔的设于网片的下方，浮球位于网片上。
[0014]—种污水深度净化系统用于治理村镇污水处理厂尾水、农田汇水区污水或黑臭河道污水的应用，采收的水生植物渣可用于制作饲料、作物栽培基质或有机肥，水生植物汁液可进行厌氧发酵产沼气。
[0015]采用上述技术方案后，本发明具有以下积极效果:
[0016](I)本发明中的污水深度净化系统利用水生植物具有高氮磷富集能力的特点，以削减源头污染物为目的，净化塘中的水生植物可以直接吸收富集氮磷等污染物，其发达的根系同时可以为硝化反硝化微生物提供栖息的场所，促进了污水总氮去除，既可以应用于村镇污水处理厂尾水的处理，同时也可以作为一种农田汇水区污染物拦截系统或一种黑臭河道入湖污染物拦截系统；
[0017](2)本发明中进入净化塘的污水经过二级或者多级水生植物净化塘深度净化后，经过出口溢流堰自动排出，可以对污染物起到逐级去除的作用；
[0018](3)到冬季需对水生植物进行采收，利用水生植物隔断控养装置将水生植物拖拽至水生植物上岸点进行采收，利用塑料薄膜可以对水生植物进行适量保种；当处理村镇污水处理厂尾水时，由于其重金属含量较低，收获的水生植物可以制作成牛、羊青贮饲料，或者通过发酵工艺制得沼气，同时还可以进行水生植物有机肥堆置等资源化利用。
[0019](4)本发明具有净化效果好、占地面积小、处理和维护成本低、无二次污染、资源化利用程度高等特点，其应用和推广可以为减轻太湖、滇池、巢湖等湖泊污染外源负荷提供技术保障。
【附图说明】
[0020]图1为本发明中污水深度净化系统的俯视图；
[0021 ]图2为图1所示污水深度净化系统的截面示意图；
[0022]图3为本发明中溢流堰结构图；
[0023]图4为本发明中水生植物隔断控养装置结构图。
[0024]其中:1、净化塘，2、污水输入口，3、净化水输出口，31、溢流堰，4、水生植物，5、隔墙，6、水生植物隔断控养装置，61、缆绳，62、网片，63、定位杆，64、石笼。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0026]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027]实施例1
[0028]如图1-3所示，为本发明的污水深度净化系统，所述系统包括净化塘I，净化塘I的一端设有污水输入口 2，另一端设有净化水输出口 3，污水输入口 2处设有污水输入管道，净化水输出口 3处设有净化水输出管道，污水输入管道和净化水输出管道上均设有流量计。
[0029]净化水输出口3处设有溢流堰31以使输出口 3的高度高于净化塘I的塘底的高度。在本实施例中，输出口3的高度比净化塘I的塘底的高度高0.8-1.2米，可以理解，此种高度差还可以根据净化塘I的大小、处理的污水情况做适当调整。
[0030]净化塘I内设有多个隔墙5，隔墙5与净化塘I的塘壁间隔连接以将净化塘I分隔为多个子净化塘并形成S型导流通道，每个子净化塘的长、宽视净化塘I的总面积而定。污水输入口2位于S型导流通道的首端，净化水输出口3位于S型导流通道的末端。在本实施例中，隔墙5的数量为2个，净化塘I被2个隔墙5分隔为三级子净化塘以对污水层级净化。
[0031 ]净化塘I内种养水生植物4，水生植物为飘浮性水生植物，所述飘浮性水生植物为凤眼莲或水浮莲或凤眼莲与水浮莲共养。水生植物的投苗量为0.5-1.0千克/平方米。
[0032]如图4所示，进一步的，水生植物可以被水生植物隔断控养装置6隔断培养，水生植物隔断控养装置6为泡沫浮球围栏。水生植物隔断控养装置6包括缆绳61、网片62、定位杆63、石笼64和浮球，定位杆63竖直的插入净化塘I的塘底，定位杆63对水生植物隔断控养装置6进行定位。缆绳61通过固定扣被固定在定位杆63上，缆绳61用以为网片62定位用。网片62通过栓扣被等间距间隔的安装在缆绳61上，水生植物5在两个相邻的网片62之间生长繁殖。石笼64等间距间隔的设于网片62的下方，石笼64可防止网片62被水流冲击。浮球安装在网片62上，使得网片62飘浮在水面上。通过设置水生植物隔断控养装置6可以实现水生植物的隔断控养，同时也具有方便采收的特点。
[0033]在实际操作中，为了更好地实现水生植物的最大生物量及最佳净化效果，建议在每年的4-5月之间完成种苗的投放。
[0034]实施例2
[0035]以实施例1中的污水深度净化系统对某一村镇污水处理厂尾水进行深度净化处理，该村镇污水处理厂尾水主要污染物指标为:总氮浓度为10.5-14.5mg/L，总磷浓度为0.32-0.48mg/L，铵态氮浓度为0.28-0.65mg/L。
[0036]对此村镇污水处理厂尾水进行深度净化过程中，尾水日均排放量为1800吨，水力负荷为0.24m3/m2.d。在建设净化塘I时，将其深度设置为1_1.2米，塘体的有效面积根据污染负荷数据计算获得。一般来说，净化塘I有效容积(立方米)为污水处理厂尾水日排量的4-6倍。
[0037]在选择水生植物时，通常根据污水的水质特性和尾水氮磷养分回收等要求选择。在本实例中选择凤眼莲作为深度净化水生植物，水生植物的初始投苗量为0.53kg/m2。
[0038]处理结果表明，在系统正常运转期间，该污水深度净化系统运行稳定，其出水水质如下:总氮浓度为1.4-2.4mg/L，总磷浓度为0.09-0.1 lmg/L，铵态氮浓度为0.09-0.15mg/L。可见本发明系统对村镇污水处理厂尾水(一级A、B标准)的总氮、总磷、铵态氮的削减率均高于 70%。
[0039]实施例3
[0040]以实施例1中的污水深度净化系统实施对另一村镇污水处理厂尾水进行深度净化处理，其主要尾水污染物指标为:总氮浓度为6.3-7.8mg/L，总磷浓度为0.30-0.38mg/L，铵态氮浓度为0.42-0.47mg/Lo
[0041]对此村镇污水处理厂尾水进行深度净化过程中，尾水日均排放量为1400吨，水力负荷为0.19m3/m2.d，在建设深度净化塘时，一般将其深度设置为1_1.2米，塘体的有效面积根据污染负荷数据计算获得。一般来说，净化塘I有效容积(立方米)为污水处理厂尾水日排量的4-6倍。
[0042]在选择水生植物时，通常根据污水的水质特性和尾水氮磷养分回收等要求选择。在本实例中选择水浮莲作为深度净化水生植物，水生植物的初始投苗量为0.5kg/m2o
[0043]处理结果表明，在系统正常运转期间，该污水深度净化系统运行稳定，其出水水质如下:总氮浓度为1.2-1.4mg/L，总磷浓度为0.03-0.09mg/L，铵态氮浓度为0.15-0.20mg/L。可见本发明对村镇污水处理厂尾水(一级A、B标准)的总氮、总磷、铵态氮的削减率均高于70%。
[0044]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种污水深度净化系统，其特征在于:所述系统包括净化塘(I)，净化塘(I)的一端设有污水输入口( 2)，另一端设有净化水输出口( 3)，净化塘(I)内种养有水生植物(4)，净化水输出口( 3)处设有溢流堰(31)以使净化塘(I)内水体达到一定高度后排出。2.根据权利要求1所述的污水深度净化系统，其特征在于:净化塘(I)内设有多个隔墙(5)，隔墙(5)与净化塘(I)的塘壁间隔连接以将净化塘(I)分隔为多个部分并形成S型导流通道。3.根据权利要求2所述的污水深度净化系统，其特征在于:污水输入口(2)位于S型导流通道的首端，净化水输出口(3)位于S型导流通道的末端。4.根据权利要求1所述的污水深度净化系统，其特征在于:污水输入口(2)处设有污水输入管道，净化水输出口(3)处设有净化水输出管道，污水输入管道和净化水输出管道上均设有流量计。5.根据权利要求1所述的污水深度净化系统，其特征在于:水生植物为飘浮性水生植物，所述水生植物选自凤眼莲和水浮莲中的一种或两种。6.根据权利要求5所述的污水深度净化系统，其特征在于:水生植物的初始投苗量为0.5-1.0千克/平方米。7.根据权利要求1所述的污水深度净化系统，其特征在于:输出口(3)的高度比净化塘(I)的塘底的高度高0.8-1.2米。8.根据权利要求1所述的污水深度净化系统，其特征在于:所述系统还包括水生植物隔断控养装置(6)，水生植物隔断控养装置(6)包括缆绳(61)、网片(62)、定位杆(63)，定位杆(63)插入净化塘(I)的塘底，缆绳(61)与定位杆(63)连接，网片(62)间隔的安装在缆绳(61)上，水生植物(5)生长于相邻的网片(62)之间。9.根据权利要求8所述的污水深度净化系统，其特征在于:水生植物隔断控养装置(6)还包括石笼(64)和浮球，石笼(64)等间距间隔的设于网片(62)的下方，浮球位于网片(62)上。10.权利要求1-9任一项所述的污水深度净化系统用于治理村镇污水处理厂尾水、农田汇水区污水或黑臭河道污水的应用，其特征在于:采收的水生植物渣可用于制作饲料、作物栽培基质或有机肥，水生植物汁液可进行厌氧发酵产沼气。
【文档编号】C02F3/32GK105923782SQ201610452884
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】张志勇, 闻学政, 宋伟, 张迎颖, 严少华, 秦红杰, 刘海琴
【申请人】江苏省农业科学院