[发明专利]一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业污水处理技术领域，尤其是涉及一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统。

背景技术

农业面源污染主要是指农田生产活动中的各种污染物如沉淀物、营养物、农药、病菌等，通过径流、淋溶和农田排水等途径，以低浓度、大范围的形式从土壤圈向人圈扩散的污染过程。农业面源污染的形成是一个综合而复杂的过程，包括降雨径流过程、土壤侵蚀过程、地表溶质溶出过程和土壤溶质渗漏过程，这四个过程是相互联系、相互作用的，其发生过程受到土壤、地形、降雨、土地覆盖、人类活动等诸多因素的影响。农田生产中往往投入大量化肥、农药和农膜，但农药利用率只有10％～20％；氮、磷、钾肥利用率分别只有33％、24％、42％，土壤中盈余的养分在灌溉和降雨时，上述污染物广泛而隐蔽地分布在地表土壤中，表现出极强的潜伏性；灌溉或降雨时，大量的污染物随水迁移，但污染物来源分散性强，其地理边界和空间位置也不易识别，并随雨强、雨量和农田管理措施的变化而出现空间和时间上的异质性。此外，受到土地利用、地形地貌、气相水文等诸多因素的影响，农业面源污染的排放过程随机而不确定。总之，各种污染物交互影响，导致农业面源污染治理难度极大。

我国农业面源污染问题严重，呈逐年增长的趋势。目前，我国农业面源污染已全面超过工业污染和城市污染，成为全国最大的环境污染源；全国氮、磷污染负荷中农业面源污染的贡献率超过50％、化学需氧量(COD)污染负荷中农业面源污染贡献率接近40％。

面对农业面源污染日益加剧的严重局面，政府不断加大投入，从颁布相关法律法规、标准规范来约束行业废水量和污染物排放，到不断更新污水处理工艺技术，水污染治理已经成为保护环境工作的重点之一。

以往对于农业面源污染农田尾水处理的技术一般采用稳定塘处理系统、土地处理系统和湿地处理系统，这些技术仅仅是采用植物或动物对尾水中富含的化肥等营养成分简单二次利用，处理程度低，最终出水不能达到国家《农田灌溉水质标准》。也有一些新技术借鉴了工业污水处理所用的生物净化设备，例如专利申请CN102392433A、CN101195502A、CN105254137A，这些技术虽然利用厌氧和好氧微生物对增强净化程度，但厌氧分解过程与好氧分解过程并没有有机结合起来，是独立的两个处理步骤，导致处理效率低下，因此，有必要进行改进和创新。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统，所述的生态修复系统厌氧处理和好氧处理无法有效结合导致污水处理效率低的问题。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统，包括复合生物净化床；

所述复合生物净化床沿水平方向依次分为厌氧段、缺氧段和好氧段，所述厌氧段与所述缺氧段之间、以及所述缺氧段与所述好氧段之间均由第一隔板隔开，并且所述第一隔板的顶部设有使相邻两段相通的通水孔；所述复合生物净化床的首端设有进水口，末端设有出水口；所述进水口低于所述厌氧段与所述缺氧段之间的所述通水孔；

所述厌氧段内填充挂生物膜的填料；

所述缺氧段被n个导流板分为水平分布的n+1段，所有所述导流板均设有出水口，所有所述导流板上的出水口的设置位置呈底部、顶部依次交错，并且与所述厌氧段相邻的所述导流板的出水口设置在底部；所述n为≥1的正整数；

所述好氧段内设有挂生物膜的填料和曝气管。

本发明所述的填料用于挂膜，可采用各种类型适宜微生物繁殖的材料，优选比表面积大的填料。

现有技术的生物净化系统只设厌氧生化反应池或只设好氧反应池，或者将两者通过泵送管道连接，前两者很难达到净化排放标准，第三者则无法实现连续化处理，即厌氧处理完全后再泵送进入好氧反应池，中间的运输过程并没有发生生物净化反应，反而增加处理时间，并且泵送也消耗额外的能源，导致净化成本提高。

而本发明的上述生态修复系统将复合生物净化床设计成空间上有机结合且结构特定的厌氧段、缺氧段和好氧段，达到了以下三个技术效果：首先，实现净化过程连续化；其次，厌氧和好氧反应时间是可调整的；第三，待处理的污水在整个生物净化过程为自流状态，无需泵送，实现了节能目的。

具体地，本发明生态修复系统的处理过程如下:

上游待处理的农田尾水通过复合生物净化床首端上的进水口进入净化床，首先在厌氧段中，尾水中的复杂有机物被分解，随着尾水的涌入，水位不断升高，直至达到第一隔板顶部的通水孔，此时水自流至缺氧段。