申请日2014.04.23
公开(公告)日2014.07.30
IPC分类号C02F3/32
摘要
本发明公开了一种使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农村污水的系统及方法，所述系统包括按水流进水至出水顺序，依次将水塘分隔成三个区域;第一处理区种植沉水植物组合A，组合A为黑藻、伊乐藻、小茨藻、菹草、眼子菜中的任意两种以上;第二处理区种植沉水植物组合B，组合B为至少包括苦草和刺苦草;第三处理区种植沉水植物组合C，组合C为黑藻、伊乐藻、小茨藻、苦草、刺苦草、菹草、眼子菜、狐尾藻、金鱼藻中任意两种以上。本发明实施简单，成本低，效果好;不需额外的管网工程和土地;出水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准以上。可作为自然景观，水体透明度高，生物多样性高，生态景观价值高。
权利要求书
1.一种使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农村污水的系统， 包括一水塘，其特征在于：按水流进水至出水顺序，依次将水塘分隔成三个区域， 分别为第一处理区、第二处理区、第三处理区;水流依次流过第一处理区、第二 处理区、第三处理区;所述第一处理区设有用于接纳污水的进水口，在第一处理 区与第二处理区之间设有第一过水口，在第二处理区与第三处理区之间设有第二 过水口，所述第三处理区还设有出水口;在进水口、第一过水口、第二过水口、 出水口中，相邻的两个应分别设置在斜对角处;
在第一处理区中，种植有沉水植物组合A;其中，沉水植物组合A为黑藻、 伊乐藻、小茨藻、菹草、眼子菜中的任意两种以上组合;沉水植物组合A中各种 沉水植物的数量相同;
在第二处理区中，种植有沉水植物组合B;其中，沉水植物组合B为至少包 括苦草和刺苦草的组合;沉水植物组合B中各种沉水植物的数量相同;
在第三处理区中，种植有沉水植物组合C;其中，沉水植物组合C为黑藻、 伊乐藻、小茨藻、苦草、刺苦草、菹草、眼子菜、狐尾藻、金鱼藻中任意两种以 上组合;沉水植物组合C中各种沉水植物的数量相同;
在第一处理区、第二处理区、第三处理区中，植物种植密度范围为80g-300g/ ㎡;
所述的沉水植物组合A、B、C必须遵循如下两个原则：(1)各个处理区内， 除苦草、黑藻可以重复选择两次外，其他种类不可重复选择;(2)苦草与黑藻 组合不可以重复出现。
2.根据权利要求1所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理 农村污水的系统，其特征在于:在第二处理区中，种植的沉水植物组合B为在苦 草、刺苦草的基础上，再增加菹草、眼子菜、黑藻、狐尾藻中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农 村污水的系统，其特征在于:
在第一处理区中，种植的沉水植物组合A为黑藻、伊乐藻、小茨藻的组合， 各沉水植物的数量比例为1:1:1，种植密度：每平方米中种植10丛，每丛包括8 株;在第一处理区中投加微生物，投加量为5g-25g/m3;
在第二处理区中，种植的沉水植物组合B为矮型苦草、刺苦草、菹草的组合， 各沉水植物的数量比例为1:1:1，种植密度：每平方米中种植8丛，每丛包括16 株;在第二处理区中在区域内投放浮游动物、虾类、螺类、贝类和微生物，投加 量分别为浮游动物：15-50g/m3;虾类1-10g/m3;螺类：0.1-1kg/m3;贝类10-50 g/㎡;微生物：5-25g/m3;
在第三处理区中，种植的沉水植物组合C为狐尾藻、眼子菜、金鱼藻的组合， 各沉水植物的数量比例为1:1:1，种植密度：每平方米中种植10丛，每丛包括8 株;在第三处理区中在区域内投放肉食性鱼类、虾类、螺类、贝类和微生物，投 加量分别为肉食性鱼类1-5g/m3;虾类1-10g/m3;螺类0.01-1kg/m3;贝类10-50 g/㎡;微生物5-25g/m3。
4.根据权利要求1所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农 村污水的系统，其特征在于:各处理区的水力停留时间为5天以上;各处理区的最 低水位不低于0.8米，底质厚度10厘米以上。
5.根据权利要求1所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农 村污水的系统，其特征在于:各处理区的进水口应当位于上部，出水口位于下部; 各处理区的出水口后应该接一个出水池，使下一区域进水在上部，出水池进入下 一区域的方式应为跌水方式;各区水位应低于上一区域水位10cm。
6.根据权利要求1所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农 村污水的系统，其特征在于:各区域水力停留时间为5天以上，总停留时间不得 少于15天。
7.根据权利要求1所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农 村污水的系统，其特征在于:各区域尺寸均为：长35m，宽30m，高1.5m。
8.一种使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农村污水的方法，其 特征在于，包括以下步骤：
1)首先建立权利要求1-7中任意一项所述的使用以多种沉水植物组合为基础 的生态系统处理农村污水的系统;
2)然后将污水引入上述系统的进水口，进行净化处理;其中，控制各处理 区的水力停留时间为5天以上，保证各处理区的最低水位不低于0.8米，底质厚度 10厘米以上;
3)最后将净化后的水从上述系统的出水口排出。
9.根据权利要求8所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农 村污水的方法，其特征在于：在种植沉水植物前，增加如下步骤，即对底泥进行 如下预处理措施：投加消毒剂进行消毒、投加微生物制剂处理、对底泥进行翻动 或暴晒。目的是为了去除阻碍植物种植或生长的条件。
10.根据权利要求8所述的使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理 农村污水的方法，其特征在于：还包括对三个处理区内的动物及植物进行收获的 步骤，具体如下：
对第一处理区内的植物进行定期收割收获，当区域内水草长满水面时进行一 次收割，一次收割收获面积不得超过区域面积的1/3;
对第二处理区内的植物和动物进行定期收获，此区域内的所有动物和植物都 是一个月收获一次;其中，植物一次收获面积不超过区域面积的1/2;
对第三处理区内的植物和动物进行定期收获，此区域内的鱼类一年收获一 次，而除鱼类外的其它动物和植物都是每三个月收获一次;其中，植物一次收获 面积不超过此区域面积的1/2。
说明书
一种使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农村污水的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理系统及方法，具体涉及一种使用以多种沉水植物组 合为基础的含有浮游动物、微生物、鱼类、贝类、螺类及虾类的人工建立的生态 系统的农村污水处理系统及方法。属于污水处理技术领域。
背景技术
随着社会发展，农村污水对农村周边环境不良影响及其引起的环境问题日益 显现，农村污水的治理成为环境保护的重要议题。现阶段传统的农村污水的处理 方法主要是建设污水收集管网和分散式农村污水处理站实现分散式处理，采用处 理工艺主要是一体化地埋式污水处理系统(好氧或厌氧生物处理工艺)、人工湿 地、氧化塘、土地渗滤处理。
现阶段传统农村污水处理方法和技术存在以下问题：
1.一些地区(尤其是河网密布的地区)因房屋排列紧密或房屋与河网过于 接近、污水分布面广且分散，使得污水收集管网建设工程难以实施或实施成本较 大，而相关配套资金不足，最终导致该地区的污水无法采用分散式农村污水处理 站的方式处理。
2.这些地区的污水通过简易的水渠集中排放到特定的鱼塘或河涌，经过鱼 塘和河涌的自然处理后排放至自然环境。这些鱼塘和河涌的净化能力低，使得不 但鱼塘或河涌被污染，而且排放的水体仍会污染环境。
3.采用建设处理站的方式需要进行工程建设，施工期间的噪声，固、液废 弃物，扬尘等对环境和民众的生活仍有很大的不良影响，建成后的工程设施景观 效果不佳，需要额外的景观美化投入。
4.污水处理站仍需要一定的后续人为维护管理，而且容易出现故障，如人 工湿地使用时间长后容易出现堵塞现象。
5.缺乏有效的纯生态的治理技术。常用农村污水处理工艺中的生态处理工 艺人工湿地、稳定塘和土地渗滤处理技术中，人工湿地技术仍需要在前端建设生 化预处理设施，而稳定塘和土地渗滤处理技术处理效率低，处理效果差。
现阶段沉水植物在水处理领域应用较少，主要用于河流和湖泊的生态修复， 在修复过程中建立沉水植物群落，以期降低水体的富营养化程度。沉水植物在生 态修复中的案例研究表明：1.不同品种的沉水植物耐污能力和处理污染物浓度 范围有差异，耐污能力和处理范围接近的植物对不同的污染物去除能力也有差 异，因此，采用单一的沉水植物处理污水效果可能不如合理搭配的多种沉水植物 组合处理效果;2.不同品种的沉水植物组合可能存在竞争抑制作用，不合理的 搭配可能会造成1+1小于2的结果。
现阶段沉水植物运用于污水处理还处于试验阶段，未有实际应用工程，主要 是以沉水植物稳定塘的形式，尝试运用在污水的二级或深度处理。现阶段，对沉 水植物运用于污水处理工程的研究还着重在单一一种沉水植物的处理能力和去 除机理探究。未有使用有机组合的多种沉水植物来进行污水处理的尝试，也未有 运用以有机组合的多种沉水植物为基础的生态系统来处理污水的先例。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种使用以多种沉水植物组合 为基础的生态系统处理农村污水的系统及方法,本系统及方法具有如下特点：实 施简单，成本低，效果好;不需要额外的管网工程和土地;利用现有的鱼塘;没 有大型机械使用或安装;不使用电气;不投加化学药剂;全生态方法;出水能达 到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准以上。实施之后景观接近自 然景观，水体透明度高，生物多样性高，生态景观价值高。
实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种使用以多种沉水植物组合为基础的生态系统处理农村污水的系统，包括 一水塘，其特征在于：按水流进水至出水顺序，依次将水塘分隔成三个区域，分 别为第一处理区、第二处理区、第三处理区;水流依次流过第一处理区、第二处 理区、第三处理区;所述第一处理区设有用于接纳污水的进水口，在第一处理区 与第二处理区之间设有第一过水口，在第二处理区与第三处理区之间设有第二过 水口，所述第三处理区还设有出水口;在进水口、第一过水口、第二过水口、出 水口中，相邻的两个应分别设置在斜对角处;
在第一处理区中，种植有沉水植物组合A;其中，沉水植物组合A为黑藻、 伊乐藻、小茨藻、菹草、眼子菜中的任意两种以上组合;沉水植物组合A中各种 沉水植物的数量相同;
在第二处理区中，种植有沉水植物组合B;其中，沉水植物组合B为至少包 括苦草和刺苦草的组合;沉水植物组合B中各种沉水植物的数量相同;
在第三处理区中，种植有沉水植物组合C;其中，沉水植物组合C为黑藻、 伊乐藻、小茨藻、苦草、刺苦草、菹草、眼子菜、狐尾藻、金鱼藻中任意两种以 上组合;沉水植物组合C中各种沉水植物的数量相同;
在第一处理区、第二处理区、第三处理区中，植物种植密度范围为80g-300g/ ㎡;
所述的沉水植物组合A、B、C必须遵循如下两个原则：(1)各个处理区内， 除苦草、黑藻可以重复选择两次外，其他种类不可重复选择;(2)苦草与黑藻 组合不可以重复出现。
依据，黑藻、伊乐藻、眼子菜和小茨藻对水体的氨氮、总磷去除效果好，且 耐污能力强，黑藻和伊乐藻之间存在促进的效应，菹草与伊乐藻存在相互促进的 效应，黑藻和伊乐藻对上覆水去除效果好，小茨藻对底层水处理效果好，菹草和 眼子菜对底泥有处理效果。苦草与刺苦草有相互促进效果，且对总氮、总磷有良 好的去除效果，对中低层水、底泥处理效果好，但会受到伊乐藻抑制。狐尾藻对 总磷去除效果好，对全水体与底泥都有效果，且会分泌助凝物质，沉降水体悬浮 物，有利于透明度提高和景观作用。金鱼藻对总磷去除效果好，会分泌助凝物质， 但是不耐高氨氮，适合作末端景观处理用。
