一种农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统及使用方法与流程

本发明属于污水处理，具体涉及一种农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统及使用方法。

背景技术：

1、农村生活尾水是村民日常生活中的厨房、卫生间、洗涤室等住宅场地排放的污水。农村生活污水最大的特点是在于污水收集难度大、水质水量波动大、排放量多且相对分散。农村生活污水的特点决定其治理的难度大，以及一些地方出水效果不能达标。同时由于各地污水排放标准提高以及污水资源化利用的要求增多，部分地区污水排放标准已经逐渐从一级a向更高的级别提高，一些经济发达地区的污水入河标准已经逐渐向地表水ⅳ类水看齐，在水标准要求严格的背景下，提高入河尾水的水质是地区生态环境提升的关键一环。

2、当前生活尾水的处理以生态处理的方式为主，如人工湿地等，生态治理措施利用植物、微生物、基质所产生的物理、化学和生物作用共同实现尾水的处理净化，生态治理措施具有投资建设省、运营费用低、效果好等优点，在水处理领域被广泛应用。人工湿地等生态处理方式优势明显，但也存在以下问题：

3、(1)农村生活污水由于水量不稳定，用人工湿地等生态处理措施处理生活污水容易发生人工湿地长期高负荷或者低负荷运行，造成人工湿地植物及填料的性能降低，处理效果减弱；

4、(2)在干旱及多雨季节，湿地中外来水量变化大，对人工湿地运行产生强大的冲击，造成人工湿地水位过高或过低，影响人工湿地的正常运行；

5、(3)一些地区人工湿地的处理效果低于要求，随着很多地区对人工湿地出水要求更加严格，需要进一步控制人工湿地的污染物浓度并保证水质能长期稳定保持；

6、(4)人工湿地中营养元素丰富，有效利用将会提高湿地的经济价值，而且出水水质达标后，普遍通过管道排入周边的河道/沟渠，水资源利用度低，需要盘活人工湿地的水资源和营养元素，提高人工湿地系统水资源的利用率。

7、因此，设计一种农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统及使用方法具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统及使用方法。

2、为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

3、一种农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统，包括：

4、雨水收集控制系统，所述雨水收集控制系统包括农田排水渠、生态植草沟、生态沟渠及水位水量控制系统，通过水位水量控制系统调控生态沟渠的水位，所述农田排水渠中的水位和生态沟渠中的水位互通持平；

5、生态塘系统，所述生态塘系统包括污水混合初沉降塘和好氧塘，污水沿着顺时针方向依次经过污水混合初沉降塘和好氧塘，所述生态沟渠中的水位高于生态塘系统中的水位；

6、人工蔬菜湿地，所述人工蔬菜湿地高程高于生态沟渠，所述人工蔬菜湿地能够与生态沟渠相连通并能够为生态沟渠补水；

7、水资源利用与回用系统，与人工蔬菜湿地相连通，经过人工蔬菜湿地处理后的水进入到水资源利用与回用系统，再进入到市政用水、农田补水和/或河道补水中。

8、进一步的，所述农田排水渠中铺设混合填料，所述混合填料上方种植沉水植物，沉水植物的种植密度为30-50株/m2；所述生态植草沟沿着水流方向倾斜，倾斜角为0.3％-0.5％，所述生态植草沟上部种植低矮湿生植物，种植密度为16-30株/m2，所述生态植草沟下部为填料层；所述人工蔬菜湿地和生态沟渠分别与补水管连接，在生态沟渠中水位不足时，利用人工蔬菜湿地中的水通过补水管对生态沟渠进行补水。

9、进一步的，所述农田排水渠的深度为1-1.2m，所述混合填料包括由上至下依次设置的火山岩层、砾石层和卵石层，所述火山岩层采用1-2cm粒径的火山岩制成，所述砾石层采用2-5cm粒径的砾石制成，所述卵石层采用5-10cm粒径的卵石制成，所述填料层包括由上至下依次设置的种植土层、活性炭层、砂石层和砾石底层，所述活性炭层采用粒径3-5cm的活性炭制成，所述砂石层采用粒径4-6cm的砂石制成，所述砾石底层采用粒径8-10cm的砾石制成，所述生态沟渠的高度为1.5-1.6m，宽度为0.7-1.0m，所述生态沟渠中有多个水平布置的溢流管，用于控制生态沟渠中水位不超过预设值，所述生态塘系统通过进水管ⅰ与污水厂连接，通过将处理后的污水厂尾水和农田排水渠中的雨水进行水量调控以及利用人工蔬菜湿地中的水进行补水，保证生态塘中的水位介于合理的水位范围。

10、进一步的，所述水位水量调控系统包括位于农田排水渠中的雨量计、生态沟渠中的液位计ⅰ、位于生态沟渠和生态塘水系连通处的电磁阀ⅰ、生态塘系统中的液位计ⅱ、生态植草沟中的电磁阀ⅱ以及人工蔬菜湿地与生态沟渠控制水系连通的电磁阀ⅲ，所述雨量计用于感知农田排水渠区域雨量的大小，所述液位计ⅰ和液位计ⅱ分别用于感知生态沟渠和生态塘中水位的变化，所述电磁阀ⅰ用于控制生态塘水位的高低，所述雨量计与电磁阀ⅱ、电磁阀ⅲ联动控制生态沟渠中水位高低。

11、进一步的，所述污水混合初沉降塘沿着水流方向划分为混合区和生态拦截池，污水进入到混合区中进行混合再进入到生态拦截池，所述生态拦截池自上而下依次设置挺水植物和填料，所述填料由上至下依次为种植土层、锰砂层、沸石层、陶粒层，所述锰砂层采用1-2cm粒径的锰砂制成，所述沸石层采用2-4cm粒径的沸石制成，所述陶粒层采用2-5cm粒径的陶粒制成，所述陶粒层正中间位置设置集水管ⅰ，所述集水管ⅰ与通气管相连，通过通气管为生态拦截池内供氧，所述污水混合初沉降塘处理出水通过集水管ⅰ及连通的管路进入到好氧塘，好氧塘内投放草食性鱼类和底栖动物并种植根系强泌氧植物和产氧藻类，草食性鱼苗投放密度为15-20g/m2，底栖生物投放密度1-3g/m2，植物种植密度30-50株/m2，所述好氧塘与好氧反硝化滤池相连通。

12、进一步的，所述好氧塘通过出水管ⅰ和布水管与好氧反硝化滤池相连通，所述好氧反硝化滤池为半圆形结构，高度为1.3-1.5m，水深为0.9-1m，所述好氧反硝化滤池的上层为15-20cm厚度的土壤渗滤系统，所述好氧反硝化滤池的下层为填料结构，所述填料结构自上而下依次为刮片石层、碎石层、椰壳填料层，所述刮片石层采用粒径3-5cm的刮片石制成，所述碎石层采用粒径4-6cm的碎石制成，所述土壤渗滤系统中投入复合菌，所述土壤渗滤系统上方种植挺水植物，所述填料结构内部布置集水管ⅱ，所述好氧反硝化滤池通过集水管ⅱ及连通的进水管道与厌氧反硝化滤池相连通。

13、进一步的，所述厌氧反硝化滤池为半圆形结构，高度为1.3-1.5m，水深为0.9-1m，底部填充20-30cm厚度的粒径5-8cm火山岩层，所述火山岩层上方自下而上依次铺设小麦秸秆层、稻草秸秆层、玉米秸秆层，并在稻草秸秆层内部投加厌氧反硝化细菌，污水通过火山岩层、小麦秸秆层、稻草秸秆层、玉米秸秆层吸附污染物，同时厌氧反硝化菌在无碳源作用下生物和化学活性强，降解及吸附能力增强，通过厌氧反硝化滤池达到净水目的。

14、进一步的，所述玉米秸秆层上方设置安装网，所述安装网内部设置潜水泵，通过浮球开关控制潜水泵的开合，浮球开关控制水位在x值，当水位未达到x值时，浮球开关关闭，厌氧反硝化滤池的水不能进入到人工蔬菜湿地，当水位达到x值时，浮球开关开启，所述潜水泵将厌氧反硝化滤池的水引流到人工蔬菜湿地。

15、进一步的，所述人工蔬菜湿地为水平流人工湿地，所述人工蔬菜湿地沿着水平方向分为水培蔬菜系统及蔬菜深度净化系统，所述水培蔬菜系统采用复合纤维浮动湿地作种植材料，上面种植四季轮作的蔬菜品种，蔬菜种植密度9-12颗/m2，水培蔬菜系统和蔬菜深度净化系统之间通过隔网隔开，污水从水培蔬菜系统通过隔网进入蔬菜深度净化系统，所述蔬菜深度净化系统上方种植水生蔬菜，水生蔬菜下方为沿水平方向布置的湿地填料，湿地填料包括按一定顺序设置的铁铝污泥填料层、海绵铁、锰砂滤料、砾石填料层，所述铁铝污泥填料层的粒径为1-2cm，所述海绵铁的粒径为1-2cm，所述锰砂滤料的粒径为2-4cm，所述砾石填料层的粒径为8-10cm。

16、本发明还公开了一种农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统的使用方法，包括以下步骤：

17、所述农田排水渠中的水位和生态沟渠中的水位互通持平，所述生态沟渠中的水位高于生态塘中的水位，通过水位水量控制系统调控生态沟渠的水位：

18、当液位计ⅰ中的水位大于等于a值，此时电磁阀ⅲ关闭，人工蔬菜湿地中的来水不得进入到生态沟渠内，如果雨量计感知到在下雨，此时电磁阀ⅱ开启，雨水通过溢流管进入到生态植草沟，如果雨量计的度数为0，表示不在下雨，此时电磁阀ⅲ关闭，生态沟渠中的水位维持在a值；当液位计ⅰ中的水位小于a值，此时需要有雨水或者人工蔬菜湿地中的水进入到生态沟渠中，如果此时雨量计显示未在下雨，此时电磁阀ⅲ开启，人工蔬菜湿地通过补水管补充到生态沟渠内，如果雨量计感知到在下雨，根据雨量大小确定是否开启电磁阀ⅱ、电磁阀ⅲ，如果雨量计度数在0-5mm，此时电磁阀ⅲ开启，人工蔬菜湿地通过补水管补水到生态沟渠内，一旦液位计ⅰ的水位达到a值，电磁阀ⅲ关闭，电磁阀ⅱ开启，多余雨水进入到生态植草沟，如果雨量计度数大于5mm，此时电磁阀ⅱ、电磁阀ⅲ关闭，雨水通过农田排水渠补充到生态沟渠中，等到液位计ⅰ的水位达到a值后，此时电磁阀ⅱ开启、电磁阀ⅲ关闭，多余雨水进入到生态植草沟；

19、通过生态植草沟对雨水中的污染物进行吸收利用，降低水中的营养盐含量，从而达到可以回用的标准；

20、所述生态沟渠中的水位高于生态塘中的水位，保证生态塘中的水不会反流到生态沟渠中，同时高位差能够增加污水与空气的接触面积，增强水体中溶氧量；所述生态沟渠和生态塘之间通过进水管ⅱ连接，所述进水管ⅱ连接处有控制水流入的电磁阀ⅳ，通过控制电磁阀ⅳ的启闭控制生态塘中的水位控制在b值：

21、当生态塘中液位计ⅱ的水位大于等于b值，此时电磁阀ⅳ关闭，生态沟渠中的水不得进入到生态塘内，直到污水厂尾水的水量降低时，生态塘中的液位低于b值后，此时电磁阀ⅳ开启，生态沟渠中的水进入到生态塘内，等到液位计ⅱ的水位再次升高到b值及以上，此时电磁阀ⅳ再次关闭，以此类推，通过此途径控制生态塘中的水位稳定在b值；

22、污水沿着顺时针方向依次经过污水混合初沉降塘和好氧塘，污水混合初沉降塘沿着水流方向划分为混合区和生态拦截池，污水先进入到混合区中进行混合，然后通过混合区上方的出水管及布水管进入到生态拦截池，生态拦截池中的挺水植物通过根系的拦截作用，起到调节水体流速、水分布的作用，同时依靠根系吸收和根系微生物的降解吸收作用去除水中的颗粒物、有机物和营养盐类，通过通气管为生态拦截池内供氧，污水混合初沉降塘处理出水进入到好氧塘，利用好氧塘内植物的光合作用为水体释放溶解氧，同时植物吸收掉营养物质，通过底栖动物丰富好氧塘生物量，增加生物多样性，提高好氧塘稳定性和系统的净化能力，从而提高水质；

23、好氧塘的水通过出水管ⅰ和布水管进入到好氧反硝化滤池内，通过好氧反硝化滤池内填料和微生物净化水中污染物，再进入到厌氧反硝化滤池内，通过厌氧反硝化滤池内火山岩层、小麦秸秆层、稻草秸秆层和玉米秸秆层吸附水中污染物，同时厌氧反硝化菌在无碳源作用下生物和化学活性强，增强降解及吸附能力，最终达到净水目的，通过潜水泵将厌氧反硝化滤池的水引流到人工蔬菜湿地进行处理，经过人工蔬菜湿地处理后的水进入到水资源利用与回用系统，再进入到市政用水、农田补水和/或河道补水中。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

25、本发明公开了一种农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统及使用方法，该系统包括：雨水收集控制系统，包括农田排水渠、生态植草沟、生态沟渠及水位水量控制系统，通过水位水量控制系统调控生态沟渠的水位，农田排水渠中的水位和生态沟渠中的水位互通持平；生态塘系统，生态塘系统包括污水混合初沉降塘和好氧塘，污水沿着顺时针方向依次经过污水混合初沉降塘和好氧塘，生态沟渠中的水位高于生态塘系统中的水位；人工蔬菜湿地，人工蔬菜湿地高程高于生态沟渠，人工蔬菜湿地能够与生态沟渠相连通并能够为生态沟渠补水；水资源利用与回用系统，与人工蔬菜湿地相连通，经过人工蔬菜湿地处理后的水进入到水资源利用与回用系统，再进入到市政用水、农田补水和/或河道补水中。本发明提供的农村生活尾水湿地处理与资源化回用系统及使用方法，通过雨水收集净化，根据尾水水量，利用生态沟渠中雨水、人工蔬菜湿地中的水进行水量补充调节，多余雨水进入到生态植草沟，通过生态塘系统及人工蔬菜湿地实现尾水高效化处理，再通过水资源利用与回用系统实现尾水的有效回用，可再进入到市政用水、农田补水和/或河道补水中，人工蔬菜湿地利用季节蔬菜品种，实现农村地区四季有水、四季有菜，盘活农村生活尾水的资源和营养元素，实现水资源的净化和营养元素的回用，充分降低农村地区的面源污染，提高农村地区尾水处理效率，提高农村地区水资源的利用率，整个系统处于最佳的水量运行条件，为系统高效运行创造良好的水环境条件，实现尾水处理效果及利用效率的最大化，有效解决农村生活尾水处理难题，提高农村生活尾水处理效率及能力，提高农村水资源的分配能力，有效保障农村水资源回用水平。