[发明专利]一种利用闲置的沟渠和农田处理污水的装置和方法

摘要

本发明的一种利用闲置的沟渠和农田处理污水的装置与方法，包括沟渠式污水处理一体化装置和强化湿地，沟渠式污水处理一体化装置包括折流式缺氧厌氧反应区、循环曝气区、沉淀分离区、清水区、太阳能和风能发电系统、污泥浓缩系统，折流式缺氧厌氧反应区包括通过挡水墙和折流墙分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段，循环曝气区位于沟渠式污水处理一体化装置的中部，包括隔流墙、倒伞型表曝机、鼓风曝气系统、悬浮填料、溢流墙、拦截栅网，沉淀分离区位于循环曝气区的下游，与循环曝气区的溢流墙相接，污泥浓缩系统包括污泥浓缩池、污泥泵、排泥管；强化湿地为梯形池状结构，从下往上依次为防渗层、砾石垫层、滤料层、土壤层。

主权项

一种利用闲置的沟渠和农田处理污水的装置，其特征在于：包括沟渠式污水处理一体化装置(1)和强化湿地(2)；所述沟渠式污水处理一体化装置(1)包括折流式缺氧厌氧反应区、循环曝气区、沉淀分离区、清水区、太阳能和风能发电系统以及污泥浓缩系统；所述折流式缺氧厌氧反应区位于沟渠式污水处理一体化装置的上部，根据闲置的沟渠的自然形状建造而成；所述折流式缺氧厌氧反应区包括通过挡水墙(1‑1)和折流墙(1‑2)分隔成的兼氧段(1‑3)、缺氧段(1‑4)和厌氧段(1‑5)，所述兼氧段(1‑3)首端设有用于供入污水的兼氧段进水口(1‑6)和污泥回流管，兼氧段末端与缺氧段首端连通，缺氧段末端与厌氧段首端连通，厌氧段末端设有厌氧段出水口(1‑7)；所述折流式缺氧厌氧反应区的兼氧段、缺氧段和厌氧段上都设有上盖和甲烷气集气排放管；挡水墙(1‑1)和折流墙(1‑2)由无砂混凝土制成，与渠道垂直设置；所述循环曝气区位于沟渠式污水处理一体化装置的中部，与厌氧段出水口(1‑7)连通，依据沟渠的自然形状建造而成；所述循环曝气区包括隔流墙(1‑8)、倒伞型表曝机(1‑9)、鼓风曝气系统(1‑10)、悬浮填料(1‑11)、溢流墙(1‑12)和拦截栅网(1‑13)；所述隔流墙(1‑8)位于循环曝气区的中间，由无砂混凝土制成，与沟渠的岸边平行；所述倒伞型表曝机(1‑9)位于隔流墙(1‑8)上游的一端；所述鼓风曝气系统(1‑10)安装在倒伞型表曝机的下游一侧；所述悬浮填料(1‑11)满足以下要求：①其比重小于水的比重，在不曝气时浮于水的表面；②挂膜以后，在正常的曝气强度下能在水中呈流化状态；③老化的生物膜靠水力冲刷和曝气搅动自动脱落，保证生物膜的活性；④可直接往水里投加；⑤靠倒伞型表曝机(1‑9)的曝气和水流引导其流动；⑥采用聚乙烯、聚丙烯塑料或树脂制成；⑦悬浮填料的形状为球状；所述溢流墙(1‑12)位于循环曝气区的尾部，由无砂混凝土制成，与渠道垂直设置；所述拦截栅网(1‑13)位于溢流墙(1‑12)的上部或前端，与渠道垂直设置，由聚乙烯、聚丙烯塑料或金属制成，其网眼小于悬浮填料的直径；所述沉淀分离区位于循环曝气区的下游，与循环曝气区的溢流墙(1‑12)相接，依据沟渠的自然形状建造而成；所述沉淀分离区的尾部设有溢流堰(1‑14)，所述溢流堰(1‑14)由无砂混凝土制成，与渠道垂直设置；所述清水区位于沉淀分离区的下游，与沉淀分离区的溢流堰(1‑14)相接，依据沟渠的自然形状建造而成；所述太阳能和风能发电系统设置在折流式缺氧厌氧反应区的上盖上部，太阳能和风能发电系统通过电缆连接倒伞型表曝机(1‑9)、鼓风曝气系统(1‑10)和污泥泵；所述污泥浓缩系统包括污泥浓缩池(1‑15)、污泥泵、排泥管和污泥回流管；所述污泥浓缩池(1‑15)设置在沟渠岸上，为长方体结构，与河道平行；所述污泥泵和排泥管设置在沉淀分离区的底部；具体地，所述污泥浓缩池(1‑15)的建造按如下步骤实施：①测量、计算沟渠岸斜坡的长度、坡度，确定污泥浓缩池的长度和宽度；②剥离施工区的表层土，剥离深度为0.5～1.0米；对剥离后的污泥浓缩池底部的素土进行夯实防渗；③沿着污泥浓缩池靠近河水的一侧充填卵石或碎石，卵石或碎石作为过滤层(1‑16)；④在过滤层(1‑16)中安置塑料或混凝土材质的污泥浓缩池排水管(1‑17)，污泥浓缩池排水管(1‑17)的出水排入折流式缺氧厌氧反应区；所述强化湿地(2)为梯形池状结构，从下往上依次为防渗层(2‑1)、砾石垫层(2‑2)、滤料层(2‑3)和土壤层(2‑4)；强化湿地的一端的高度高于另一端的高度，强化湿地的较高的一端设有强化湿地进水管(2‑6)，强化湿地的较低的一端设有强化湿地出水管(2‑7)；强化湿地的底部设有1‑3％的坡度，便于水的流动；所述防渗层(2‑1)采用高密度聚乙烯薄膜；所述砾石垫层(2‑2)的厚度为300‑600毫米，砾石粒径40‑80毫米；所述滤料层(2‑3)的厚度150‑300毫米，采用活性陶粒滤料，活性陶粒粒径20‑40毫米；所述滤料层(2‑3)里设有强化湿地布水管(2‑8)，强化湿地布水管(2‑8)连接强化湿地进水管(2‑6)；所述土壤层(2‑4)的厚度为600‑1000毫米，采用高炉渣、生物炭、动物粪便、耕种熟土混合制成。