[发明专利]小型人工湿地的模块结构及其应用工艺

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种小型人工湿地的模块结构及其应用工艺。

背景技术

根据2010年水利部发布的《中国农村饮水安全工程管理实践与探索》报告，全国60多万个行政村、250多万个自然村，居住着两亿多农户、近8亿人，农村饮用水不安全人口约为3.23亿人左右，其中9084万人受到水污染的影响。

造成这一问题的原因是，农村没有污水处理设施。2009年全国村镇生活污水的抽样调查中，经过调研的200多个行政村，拥有污水处理设施的村庄仅占2.6%。主要流域村镇污水在污染负荷中的贡献超过50% ，已经成为中国主要流域水污染的重要因素。

住建部表示，“十二五”节能减排的重点就在农村的污染治理。根据国家“十二五”全国村镇污水治理规划，从2010年起用大约30年时间，在中国90%的村镇建立完善的排水和污水处理的设施与服务体系。到2020年，使30%的村镇人口得到比较完善的公共排水服务，并使中国各重点保护区内的村镇污水污染问题得到全面有效的控制。“十二五”期间，全国村镇污水治理率要提升10%。农村生活污水连片治理将进入攻坚阶段。

农村水污染治理的难点主要有三方面：首先，农村生活污水具有量大面广、有机物浓度偏高，以及日变化系数大、间歇排放、控制困难等特点。其次，资金短缺是农民治理水污染的一大拦路虎。农村环境保护属于责任主体难以判别或责任主体太多、公益性很强、投资回报率较小的领域，对社会资金缺乏吸引力。农村聚居点和小城镇由于单体市场规模小，其基础设施建设和运行难以进行市场化运作，因而必须依赖财政资金，而乡镇和村一级行政组织普遍财源不够，难以建设污染治理基础设施，这就造成了农村聚居点污染日趋严重并将继续严重的状况。最后，农村环境管理水平低下、法规不完善，也是农村污染问题日益严重的重要原因。

中国城市污水治理有很丰富的经验，农村污水从2000年才开始治理。无论是政府还是施工单位，做惯了城市治理，就把城市的一套规则套用在农村上，总会出问题。“因地制宜”是中国农村污水治理的核心原则，不能按照城市的思维考虑农村问题，一定要关注农村的特点和实际状况。

人工湿地技术具有对运行管理简单、无运行费用、对周边影响小、易于分散化小型化建设的特点，能很好满足农村污水处理的技术需求，“十一五”以来在我国多地农村污水治理试点中获得成功。

人工湿地污水处理技术因此也受到水处理界的重视。以“人工湿地+污水”为关键词在专利数据库中检索，结果表明近5年国内专利申请数达到301件，近三年达到217件，表明了业界对该技术的重视。这些专利技术申请，大多数围绕如何提高人工湿地的处理效率进行工艺开发和描述，旨在减小占地面积或提高处理尾水水质，对于推动人工湿地技术进步发挥了重要作用。但是，对于人工湿地技术应用实务，存在以下方面的重视不足：

第一，以保证建造质量为目的来开发人工湿地技术。有专家表示：“我国还没有专门针对农村污水治理企业的认证机构，很多工程承包商都是执照不清的小公司，施工质量难以保证。有些公司就是当地的农民工临时组建的，政府把钱投下去，他们造出一堆没法用的垃圾。”因此，以保证建造质量为目的来开发的人工湿地技术，将具有广阔市场空间。

第二，因地制宜利用房前屋后杂地建造的人工湿地技术。按照分散就地处理的思路开展农村污水处理，可以省掉不必要的污水收集管道建造费用。在农宅附近建设污水处理设施时，往往可供利用的是一些杂地、菜地或庭院。因此，开发因地制宜的人工湿地建造技术，能够解决实际应用的问题，易在市场竞争中占据优势。

第三，实现污水资源化利用的人工湿地技术。有农村环境治理行业人士指出，城市污水处理都会把水分中的氮和磷去除掉，很多农村污水治理也采取同样的方法。没有考虑到农村的污水处理后大部分是用来农田灌溉，植物生长需要大量的氮、磷元素。如果能够把污水中的氮磷施用到农田中，那么农民就可以减少往地里的施化肥量。

本发明针对上述技术需求，提出一种小型人工湿地的模块结构及其应用工艺。

以“人工湿地+污水+模块”为关键词在专利数据库中检索，共检索到相似专利5项。它们和本发明的区别分析如下：

1)一种模块组合式微型生态滤池雨污水处理系统(CN200510093265.1)：该发明将人工湿地整体称为微型生态滤池模块，通过集成设计，使之与沉淀池模块组合后形成污水处理流程，实现结构紧凑占地面积小的目的。该发明中的模块实际上指的是一种硬件单元，目的是通过集成设计减小占地，而与本发明通过制备污水新材料降低施工门槛的思路不同。