一种农村面源污染的处理方法

技术领域

本发明涉及农村污染处理技术，尤其涉及一种农村面源污染的处理方法。

背景技术

农村面源污染是指农村生活和农业生产活动中，溶解的或固体的污染物，从非特定的地域，在降水和径流冲刷作用下，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物进入受纳水体(河流、湖泊、水库、海湾)所引起的污染。

农村面源污染形成的主要原因有：1、化肥的过量使用导致水体富营养化和土壤酸化问题；2、农药的过量使用及农药瓶袋包装随意丢弃导致水体污染等问题；3、畜禽养殖业带来的大量排泄物，引起水体污染、空气恶臭等问题；4、多余的秸秆进行焚烧造成土壤板结、空气质量恶化等问题。

现有技术中，针对不同的农村面源污染有不同的处理技术：如可以将富营养化水体引入曝气池，利用微生物净化水体；如可以添加菌种，降低畜禽养殖业废水和废弃物中恶臭气体的产生等等。但一般而言，针对农村面源污染的处理技术面临2大难题，其一就是农村面源污染的原因复杂多样，某种技术能处理相对应的某种农村面源污染，但对于另一种农村面源污染则无能为力；其二就是大量的农村面源污染是分散式的，难以集中处理，所以处理设备和处理技术必须简易灵活。

为此，本发明开发了一种用于处理农村面源污染的综合式反应器和应用此反应器处理农村面源污染的处理方法，其对化肥、农药、畜禽养殖业及秸秆引起的农村面源污染具有综合处理的效果，处理效果好，处理效率高。

发明内容

本发明开发了一种用于处理农村面源污染的综合式反应器和应用此反应器处理农村面源污染的处理方法，其对化肥、农药、畜禽养殖业及秸秆引起的农村面源污染具有综合处理的效果，处理效果好，处理效率高。

一种用于处理农村面源污染的综合式反应器，所述反应器底部为底板1，左侧为左侧竖直板2，顶部为顶板3，右侧为右侧竖直板4，所述底板1与所述右侧竖直板4通过倾斜式底板5相连；所述顶板3上开设有气体出口31，所述右侧竖直板4上开设有污染物入口41；所述左侧竖直板2与所述右侧竖直板4之间设置有倾斜分隔板8，所述倾斜分隔板8在高处一端开设有气体通孔81，所述倾斜分隔板8上部设置有导气倾斜板9，所述底板1上设置有燃烧腔竖直板6，所述倾斜分隔板8上设置有烟道竖直板7；所述底板1、左侧竖直板2、燃烧腔竖直板6之间形成燃烧腔15，所述燃烧腔竖直板6、烟道竖直板7之间形成烟气通道16；所述底板1、右侧竖直板4、倾斜式底板5、烟道竖直板7、倾斜分隔板8之间形成污染物处理腔17；所述左侧竖直板2、顶板3、右侧竖直板4、倾斜分隔板8之间形成气体吸收腔19，所述倾斜分隔板8、导气倾斜板9之间形成导气通道18；所述左侧竖直板2上开设有空气进口21和压缩气体进口22，所述压缩气体进口22与压缩气体管道10相连，所述压缩气体管道10穿过所述燃烧腔竖直板6、烟道竖直板7与气动机11相连，所述气动机11连接有叶轮12；所述叶轮12通过叶轮支撑轴121与所述气动机11连接，所述叶轮支撑轴121外端支撑连接轮片122；所述倾斜分隔板8的下方设置有紫外灯14，所述紫外灯14位于所述轮片122的上方；所述轮片122的外表面有氧化钛涂层。

进一步的，所述倾斜式底板5下方设置有支撑脚13，支撑脚13的设置使反应器更稳固。

进一步的，所述污染物处理腔17的底部设置有反应器排出口171。

进一步的，所述气体吸收腔19的底部设置有气体吸收腔排出口191。

进一步的，所述压缩气体管道10为金属材质。

进一步的，所述反应器可根据不同规格置于推车或拖车上，使其具有充分的灵活度，具备能处理分散式污染的能力。

应用上述反应器处理农村面源污染的处理方法为：

(1)在所述污染物处理腔17中加入待处理的农村面源污染水体；

(2)将秸秆灰分溶于水添加至所述气体吸收腔19；

(3)所述紫外灯14和所述气动机11开始工作，然后在所述燃烧腔15中加入秸秆并点燃。

工作时，从污染物入口41添加待处理的农村面源污染水体后封闭污染物入口41，然后以秸秆灰分溶于水添加至气体吸收腔19，开启紫外灯14，压缩气体进口22接通压缩空气，气动机11和叶轮12开始旋转工作，空气进口21持续通入空气，然后在燃烧腔15中加入秸秆并点燃，然后密闭燃烧腔15；燃烧腔15中的剩余空气和燃烧废气经烟气通道16进入污染物处理腔17，并被叶轮12搅拌分散，残留空气和燃烧废气再混合紫外灯14产生的臭氧，经气体通孔81和导气通道18进入气体吸收腔19，不能被吸收的气体则经气体出口31排出反应器。

进一步的，所述反应器处理化肥、农药引起的农村面源污染水体时，燃烧腔15中所用秸秆与污染物处理腔17中处理水体的质量比为3～5:100。

进一步的，所述反应器处理畜禽养殖业排泄废水时，燃烧腔15中所用秸秆与污染物处理腔17中处理水体的质量比为10～15:100。

本发明的优点：

1、本发明利用空气进口导入空气、秸秆在密闭的燃烧腔中燃烧，空气和燃烧废气导入污染物处理腔中，由待处理农村面源污染水体过滤去除粉尘、SO

2、秸秆在密闭的燃烧腔中燃烧并对压缩气体管道中的压缩气体加热，提升了工作压力和气动机的动力，对燃烧热有部分利用；

3、倾斜式底板的设置使污染物处理腔内没有死区，水体搅拌更均匀，水体与空气和燃烧废气的接触更均匀，有利于提升农村面源污染水体的处理效果和处理效率；

4、本发明农村面源污染水体处理时，叶轮外表面由氧化钛层进行光催化分解，叶轮内表面则由于微生物生长形成微生物膜进行生物降解；

5、燃烧废气为农村面源污染水体提升温度，并降低其pH，经实践发现，农村面源污染水体温度提升和pH下降对光催化分解和生物降解具有极大的促进作用，污染物处理速度极大加快；

6、倾斜分隔板的倾斜设置使紫外灯产生的臭氧可被净化后的空气和燃烧废气带入气体吸收腔，有效避免了臭氧对微生物生长的不利影响；

7、将秸秆燃烧后的灰分溶于水加入气体吸收腔，可进一步吸收燃烧废气中的部分CO

8、本发明能一体化处理分散式的农村面源污染，能综合处理污染并消耗一定量的秸秆，而且简易灵活，同时无特殊限制性，对各种原因引起的农村面源污染都能处理，包括水体和土壤，污染土壤以水分散即可用本发明反应器净化。

附图说明

图1为本发明反应器的剖面图；

图2为本发明叶轮的正视图；

图3为本发明反应器的工作原理图；

图中，1-底板，2-左侧竖直板，21-空气进口，22-压缩气体进口，3-顶板，31-气体出口，4-右侧竖直板，41-污染物入口，5-倾斜式底板，6-燃烧腔竖直板，7-烟道竖直板，8-倾斜分隔板,81-气体通孔，9-导气倾斜板，10-压缩气体管道，11-气动机，12-叶轮，121-叶轮支撑轴，122-轮片，13-支撑脚，14-紫外灯，15-燃烧腔，16-烟气通道，17-污染物处理腔，171-反应器排出口，18-导气通道，19-气体吸收腔，191-气体吸收腔排出口

具体实施方式

实施例1

现结合说明书附图对本发明进行说明。

如图1所示，一种用于处理农村面源污染的综合式反应器，反应器底部为底板1，左侧为左侧竖直板2，顶部为顶板3，右侧为右侧竖直板4，底板1与右侧竖直板4通过倾斜式底板5相连；顶板3上开设有气体出口31，右侧竖直板4上开设有污染物入口41；左侧竖直板2与右侧竖直板4之间设置有倾斜分隔板8，倾斜分隔板8在高处一端开设有气体通孔81，倾斜分隔板8上部设置有导气倾斜板9，底板1上设置有燃烧腔竖直板6，倾斜分隔板8上设置有烟道竖直板7；底板1、左侧竖直板2、燃烧腔竖直板6之间形成燃烧腔15，燃烧腔竖直板6、烟道竖直板7之间形成烟气通道16；底板1、右侧竖直板4、倾斜式底板5、烟道竖直板7、倾斜分隔板8之间形成污染物处理腔17；左侧竖直板2、顶板3、右侧竖直板4、倾斜分隔板8之间形成气体吸收腔19，倾斜分隔板8、导气倾斜板9之间形成导气通道18；左侧竖直板2上开设有空气进口21和压缩气体进口22，压缩气体进口22与压缩气体管道10相连，压缩气体管道10穿过燃烧腔竖直板6、烟道竖直板7与气动机11相连，气动机11连接有叶轮12；叶轮12通过叶轮支撑轴121与气动机11连接，叶轮支撑轴121外端支撑连接轮片122；倾斜分隔板8的下方设置有紫外灯14，紫外灯14位于轮片122的上方；轮片122的外表面有氧化钛涂层。

为使反应器更稳固，倾斜式底板5下方设置有支撑脚13；污染物处理腔17的底部设置有反应器排出口171；气体吸收腔19的底部设置有气体吸收腔排出口191；压缩气体管道10为金属材质。

应用上述反应器处理农村面源污染的处理方法为：

(1)在污染物处理腔17中加入待处理的农村面源污染水体；

(2)将秸秆灰分溶于水添加至气体吸收腔19；

(3)紫外灯14和气动机11开始工作，然后在燃烧腔15中加入秸秆并点燃。

上述反应器可根据不同规格置于推车或拖车上，使其具有充分的灵活度，具备能处理分散式污染的能力。工作时，从污染物入口41添加待处理的农村面源污染水体后封闭污染物入口41，然后以秸秆灰分溶于水添加至气体吸收腔19，开启紫外灯14，压缩气体进口22接通压缩空气，气动机11和叶轮12开始旋转工作，空气进口21持续通入空气，然后在燃烧腔15中加入秸秆并点燃，然后密闭燃烧腔15；如图3所示，燃烧腔15中的剩余空气和燃烧废气经烟气通道16进入污染物处理腔17，并被叶轮12搅拌分散，残留空气和燃烧废气再混合紫外灯14产生的臭氧，经气体通孔81和导气通道18进入气体吸收腔19，不能被吸收的气体则经气体出口31排出反应器。

上述反应器可处理各种农村面源污染，不仅限于水体，还包括土壤、污泥等，处理土壤、污泥等固形污染时加水调配为浆液即可使用如上处理方法进行处理。

在实践中，我们发现：

1、利用秸秆燃烧提升待处理农村面源污染水体温度5℃～10℃，相比于未用秸秆燃烧提升水体温度，处理时间减少了40％以上；

2、光催化分解和生物降解联用，提升了处理效果和处理效率，同时能适应不同原因造成的农村面源污染；而且燃烧废气为微生物生长提供N、S等元素，酸性气体被吸收后使水体pH降低，光催化分解和生物降解速度均得到加快；

3、倾斜式底板的设置相比于平底的污染物处理腔，其水体的处理效率提升了近20％；

4、燃烧废气经2次净化吸收后，粉尘和氧化物气体均得到充分的处理，对环境无不良影响。

同时，经过对不同原因引起的农村面源污染水体研究发现，由化肥、农药引起的农村面源污染水体有机物含量较低，光催化分解为主要降解方式，微生物则起到消耗水体中N、S、P等元素的作用；其所需消耗的秸秆量为农村面源污染水体质量的3％～5％，此时农村面源污染水体处理效率高，而且燃烧废气能得到充分的处理；

而由畜禽养殖业形成的农村面源污染水体，其有机物含量较高，光催化分解和生物降解均为主要降解方式，其所需消耗的秸秆量为农村面源污染水体质量的10％～15％，此时农村面源污染水体处理效率高，而且燃烧废气能得到充分的处理。

最后：本发明所述“上”、“下”、“左”、“右”仅用于方便描述部件的对应关系，同时以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。