申请日2014.06.17
公开(公告)日2015.04.29
IPC分类号E03F5/00; E03F5/10; C02F9/14; E03F5/18; E03F5/14
摘要
本发明公开了一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统，其特征在于：都江堰式雨污分流系统、污水过滤池-沉淀池、迷宫式污水调节系统和高埂稻田系统依次连接。
摘要附图
权利要求书
1.一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统，其特征在于：都江堰式雨污分流系统、污水过滤池-沉淀池、迷宫式污水调节系统和高埂稻田系统依次连通。
2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统，其特征在于：所述都江堰式雨污分流系统由水流调节沟(1)、水流拦截堰(2)、污水分流沟(3)构成，水流调节沟(1)是安装在排污沟中的一种混泥土U型槽，所述水流调节沟(1)的尾部，分布着弧型的水流拦截堰(2)，水流拦截堰(2)的一端与污水分流沟(3)相连，污水分流沟(3)与污水过滤池-沉淀池相连通。
3.根据权利要求1所述的一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统，其特征在于：污水过滤池-沉淀池由过滤部分(4)和沉淀部分(5)构成，过滤部分(4)是一个长方型水池，其中设置有两道过滤铁丝网(7)，长方型水池两个短边中的一边和上游的所述的都江堰式雨污分流系统相连，另一边通过溢流口与沉淀部分(5)相连通;沉淀部分(5)是一个矩型水池，其顶部向下20cm处有导流管(6)与迷宫式污水调节系统相通。
4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统，其特征在于：所述的迷宫式污水调节系统由明渠(11)、光伏发电系统(10)、太阳能紫外杀菌灯(16)、pH调节箱(9)构成，明渠是梯型土沟，所述土沟分布在田块中，呈来回蜿蜒曲折分布，在土沟的垅上种植有湿地植物(12)，所述的光伏发电系统(10)由安装在迷宫式污水调节系统上空的太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池和太阳跟踪控制系统组成;所述太阳能紫外杀菌灯(16)是安装在明渠(11)污水面下的紫外灯管和反馈调节系统，所述pH调节箱(9)是安装在所述的迷宫式污水调节系统进水口(8)的箱式调控系统，包括一台加药泵和pH值自动加药控制器构成。
说明书
一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统及其建造方法
技术领域
本发明涉及农业面源污染治理技术领域，具体涉及农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统和建造方法。
背景技术
农村生活污水是农村居民在生活过程中产生的各种废水总和。农村生活污水分为黑水和灰水。黑水指人体排泄物、马桶冲洗废水、牲畜圈舍尿液渗出水、农村厕所渗出水等，灰水是指洗漱用水、洗菜用水、洗澡用水、食物汤液水。中国农村居住着5亿以上的人口，生活污水的排放总量大，对农村生态环境构成了严重威胁。由于社会经济发展水平低，人们收入不高，大部分农村特别是中西部农村生活污水都没有处理设施，污水的随意排放非常普遍，污染了农村生态环境，导致河流水系富营养化。
对于已建有污水处理设施的我国较发达地区或重点流域水源保护区的农村，污水处理系统主要是根据污水处理水平的要求，采用一种或几种处理技术或工艺联合处理污水。按照污水处理技术的适用条件，农村地区生活污水处理系统可分为集中处理和分散处理两大类。集中处理系统主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统、土地处理系统、沼气净化污水处理技术、生态稳定塘等，通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物，从而达到污水净化和资源化利用的目的。分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂，它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺，将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内，如户用复合多功能污水处理系统、户用净化槽、生态污水处理沟等。
这些污水处理技术的特点一般是通过基质过滤、厌氧消化、有氧分解和生物吸收环节实现污水的净化，在净化中主要把污水纯粹当作一种废物处理，没有考虑作为资源的性质，进行循环利用。只有沼气净化污水技术对污水进行厌氧消化生产沼气，把污水作为一种资源利用。事实上，不论是黑水还是灰水，污水中含有大量氮、磷、COD，这些物质是农作物需要的营养元素。直接用(小型化)污水处理厂、人工湿地系统、土地处理系统等污水进行处理没有有效利用，实际上是一种资源浪费。
再者，直接用(小型化)污水处理厂、人工湿地系统、土地处理系统等处理技术投资大，维护成本高，在农村经济发展水平不高的情况下要建设污水处理设施可以说是农村的一大笔开支。而且这些污水处理技术常常在技术和运行上存在很多问题，如存在着填料堵塞、水力负荷不均、需要动力、处理系统容量有限等问题，因此在农村推广不容易，或者建设好的处理系统容易报废。
水稻田是一种生产力很高的人工湿地，在中国的南方村村寨寨都有分布。在水稻种植中需要大量施肥，污水中也含有大量的营养物质，可以提供给水稻生长所需。在南方山区、丘陵地区，农村村落一般在山坡上，稻田在村落下游;在平原，村落一般被稻田所包围，村落产生含有大量氮、磷、COD的生活污水通过排污沟可以流入水稻田灌溉系统。但是过去利用稻田处理污水技术和专利没有污水调控系统使污水得到处理达到稻田灌溉要求及污水灌溉量的调控系统，也没有对稻田进行改造，使高营养污水灌溉的稻田在遇到降雨时，稻田水不流入水系的技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：改变过去“处理农村生活污水”的思路为“利用农村生活污水”，弥补过去污水处理中的缺点和不足，特别是直接用(小型化)污水处理厂、人工湿地系统、土地处理系统等处理污水存在建造、维护成本高、容易堵塞、污水中营养物质没有有效循环利用、污水处理系统长期持续运行难等问题，以及稻田处理污水没有很好的污水调控系统等问题，提供一种新颖的、组合式的、可使农村生活污水中营养物质被循环利用的系统，同时还提供系统的建造方法。
本发明的技术方案是：一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统，都江堰式雨污分流系统、污水过滤池-沉淀池、迷宫式污水调节系统和高埂稻田系统依次连接。
所述都江堰式雨污分流系统由水流调节沟、水流拦截堰、污水分流孔构成，水流调节沟是安装在排污沟中的一种混泥土U型槽，所述水流调节沟的尾部，分布着弧型的水流拦截堰，水流拦截堰的一端与污水分流孔相连，污水分流孔与污水过滤池-沉淀池相连通。
污水过滤池-沉淀池由过滤部分和沉淀部分构成，过滤部分是一个长方型水池，其中设置有两道过滤铁丝网，长方型水池两个短边中的一边和上游的所述的都江堰式雨污分流系统相连，另一边通过溢流口与沉淀部分相连通;沉淀部分是一个矩型水池，其顶部向下20cm处有导流管与迷宫式污水调节系统相通。
所述的迷宫式污水调节系统由明渠、光伏发电系统、太阳能紫外杀菌灯、pH调节箱构成，明渠是梯型土沟，所述土沟分布在田块中，呈来回蜿蜒曲折分布，在土沟的垅上种植有湿地植物，所述的光伏发电系统由安装在迷宫式污水调节系统上空的太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池和太阳跟踪控制系统组成;所述太阳能紫外杀菌灯是安装在明渠污水面下的紫外灯管和反馈调节系统，所述pH调节箱是安装在所述的迷宫式污水调节系统进水口的箱式调控系统，包括一台加药泵和pH值自动加药控制器构成。
本发明的有益效果：本发明在污水处理上投资省。水稻田是一种生产力很高的人工湿地，在中国的南方村村寨寨都有分布，在北方，很多地方都有分布。在南方山区、丘陵地区，农村村落一般在山坡上，稻田在村落下游;在平原，村落一般被稻田所包围，村落产生含有大量氮、磷、COD的生活污水是直接从每家每户进入排污沟，流入较低矮的下游河道，污染水系。在实现本发明即农村生活污水灌溉稻田的调控系统时，不需要新建类似于人工湿地污水处理系统，只需要在已有村落污水沟的下游建设调控系统，而且维护管理成本低，因此大大降低了投资。
本发明相对于传统的人工湿地处理系统来说，它能够利用稻田湿地对污水中的营养物质的利用，生产出农产品和秸杆，农产品被消费和秸杆被家畜消费后，形成污水又进入稻田，实现物质的生态循环，因此本发明利用稻田湿地处理污水更加环境友好、生态健康和可持续，而且，在水稻种植中需要大量施肥，不能完全利用的肥料会对水系造成污染，本发明利用污水中的营养元素，可减少肥料使用量，减轻面源污染负荷。
过去处理农村生活污水常常直接用(小型化)污水处理厂、人工湿地系统、土地处理系统等处理技术，这些污水处理技术常常存在着填料堵塞、水力负荷不均、需要动力提水等问题，因此在农村推广不容易，或者建设好的处理系统容易报废，本发明不存在这些问题，而且由于利用了污水中的营养元素，在农作物种植中可以节约生产成本。
本发明包括高埂稻田系统，该系统是在研究暴雨特性和稻田水文特征，利用当地廉价材料建造能够使稻田径流不向外溢的高埂稻田，同时对农村生活污水、灌溉用水、肥料施用进行优化管理，实现水稻和其他农作物高产，使含有大量面源污染物的稻田径流得到控制，具有显著的生态效益和经济效益。
本发明中需要的能源来自于太阳能，太阳能是清洁能源，而且通过太阳能驱动紫外灯对污水的照射，降低了致病微生物的数量;利用太阳能驱动pH调控系统工作，使污水pH实现自动调节;利用迷宫式污水调节系统中的明渠过流污水，污水发生了部分消化和氧化等;这些使污水达到农田灌溉水标准，把废物变成资源。