CN104003574B - 一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，其特征包括净化池、隔水墙、净化箱、生态浮床、排涝闸门和出水通道。净化池与排水沟渠连通，隔水墙将净化池分隔成为回转迷宫式水流通道，有效的增加了农业污水在净化池中的水力停留时间，在净化池入口处的隔水墙中部设置有排涝闸门，可消除在汛期净化池对农田排涝的阻碍作用。净化箱和生态浮床分别布设在净化池的水流通道的前段和后段，对污水进行两级净化处理。本发明可有效地降低农田排水中富营养物质的含量，阻止农田面源污染向外界的扩散，且具有占地面积小、净化效率高、不阻碍农田排涝、制造简单、维护方便的优点，适合大面积实施。

Description

一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池

技术领域

本发明涉及一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，属于农田面源控制技术领域。

背景技术

农业面源污染是指在农业生产活动中，农田中的泥沙、营养盐、农药及其它污染物，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏进入水体而形成的污染。这些污染物主要来源于农田施肥、农药、畜禽及水产养殖和农村居民，其中，氮、磷等营养物及其它有机或无机污染物通过农田地表径流和土壤渗漏形所成地表和地下水体污染是面源污染的主要途径，同时，土壤中未被农作物吸收或未被土壤固定的氮、磷营养物质的流失也是引起水体污染的一个重要因素。目前，农业面源污染已成为世界上最重要且分布最广的面源污染，也是引起我国众多水体富营养化的主要原因，其贡献率远远超过了来自城市及工业污水的点源污染，由农田面源所引发的水环境污染将会是中国今后可持续发展过程中遇到的最大挑战之一。

目前农业面源污染控制技术主要有人工湿地技术、滨岸缓冲带控制技术和生态渠道净化技术等。人工湿地技术和滨岸缓冲带控制技术由于占地面积大，维护费用高等特点，在推广和应用方面受到了较大的限制。生态渠道净化技术是目前广泛使用的一种污染物原位拦截技术，具有占地少、布置灵活、维护方便、投资少等优点，非常适合我国地少人多的国情。但目前大多数的生态渠道净化方法都是在现有的农田排水沟渠中种植水生植物或布设一些净化装置，如生物净化箱等，这些措施在一定程度上降低了农田排水中污染物的浓度，但由于生态净化装置在排水沟渠中的布设路线长且分散，水力停留时间短，净化效率低，且在汛期会降低排水沟渠的过流能力，通常需要及时取出，待排涝期结束后再放回，维护成本非常高。目前，具有建设和维护成本低、对农田污水具有较高效净化效率的集中式水质净化装置系统尚不多见。

发明内容

本发明提出了一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，具有占地面积小、水力停留时间长、维护方便、净化效果好等优点，适用于农田排水沟渠的截污净化，从而降低农业面源污染物质对下游水体的污染，且能有效的解决目前净化方法中遇到的汛期阻水问题。

本发明的技术解决方案：

一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，包括净化池、净化箱、生态浮床、隔水墙、排涝闸门、出水通道；所述净化池开设在农田排水沟渠中，并与农田排水沟渠连通；所述净化池内布设有若干隔水墙，所述隔水墙将净化池分隔成回转迷宫式水流通道；所述净化箱放置于水流通道的前段，所述生态浮床布设于水流通道的后段，所述生态浮床通过绳索固定于隔水墙之间；所述出水通道与下游的排水沟渠连通，所述出水通道中不布设任何净化装置；所述述排涝闸门设置在净化池入口处的隔水墙的中部，其安装位置正对着出水通道和排水沟渠。

上述净化箱为透水结构，包括网箱盖、生物填料球、网箱体和活性炭过滤层，所述生物填料球和活性炭过滤层放置于网箱体内。

上述网箱盖和网箱体采用PVC管和尼龙网制成，网箱盖可开启或关闭，方便内部生物填料球及活性炭过滤层的更换。

上述生物填料球由聚烯烃塑料制成镂空球形，球内装有聚氨酯基体的生物填料，用来吸附水中的N、P等污染物质。

上述活性炭过滤层垂直放置于净化箱内，并与生物填料球呈间隔排列。

本发明所达到的有益效果：

1、本发明采用净化箱和生态浮床联合方式对农田中排出的富营养化水分进行物理过滤和生态吸收，具有较高地水质净化效率，能有效地降低高浓度污染物向下游的排放。

2、净化池采用回转迷宫式结构，减缓了水流速度，延长了水流净化通道的长度，增加了净化池中的水力停留时间，提高了净化效果，同时节约了占地面积。

3、在农田排涝期可开启排涝闸门，水可直接通过净水池中的排涝闸门和出水通道流走，对原有的农田排水沟渠的过流能力没有影响。

4、对于农田污染较重的区域或时期，本发明可进行串联使用，进一步提高对农业污水的截污净化效果。

附图说明

附图1是本发明的俯视图。

附图2是图1的A-A截面图。

附图3是图1的B-B截面图。

附图4是图1的C-C截面图。

附图5是净化箱结构图

图中的1是净化池、2是净化箱、3是生态浮床、4是隔水墙、5是水流通道、6是排水沟渠、7是农田、8是排涝闸门、9是出水通道、10是水渠边坡、11是渠床、12是水面、13是网箱盖、14是生物填料球、15是网箱体、16是活性碳过滤层。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细描述，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，其特征包括净化池1、净化箱2、生态浮床3、隔水墙4、排涝闸门8、出水通道9。

如图1、图2、图3和图4所示，上述净化池1形状为长方体，池壁采用砖石混凝土结构，净化池1开设在农田排水沟渠6中，与农田排水沟渠6连通。净化池1的深度与农田排水沟渠6的深度相同，宽度为农田排水沟渠6宽度的3~4倍。

上述隔水墙4布设在净化池1内，隔水墙4采用砖石混凝土材料，直接砌在净化池1的底面上，隔水墙4将净化池1分隔成回转迷宫式水流通道5。

上述净化箱2为透水结构，如图5所示，包括网箱盖13、生物填料球14、网箱体15和活性炭过滤层16。上述网箱盖13和网箱体15采用PVC管和尼龙网制成，网箱盖13可开启或关闭，方便内部生物填料球14及活性炭过滤层16的更换。上述生物填料球14由聚烯烃塑料制成镂空球形，球内装有聚氨酯基体的生物填料，用来吸附水中的N、P等污染物质。生物填料球14堆放于净化箱2内。上述活性炭过滤层16垂直放置于净化箱2内，并与生物填料球14呈间隔排列。上述净化箱2堆放于水流通道5的前段，净化箱2的堆放高度低于净化池1高度40cm ~ 60cm，堆放间距为20cm ~ 30cm。

上述生态浮床3布置在水流通道5的后段，并通过绳索固定于隔水墙4上。选用灯芯草、香蒲、菖蒲等根系发达的水生植物作为生态浮床的种植植物，可对水中的富营养物质进行进一步地吸收。

上述排涝闸门8安装于净化池1入口处的隔水墙4的中部，采用钢制底开式平面闸门，排涝闸门8的安装位置正对着出水通道9和排水沟渠6，用于提高汛期净化池1的过流能力。

上述出水通道9与下游的排水沟渠6连通，出水通道9中不布设任何净化装置。

本发明的工作原理：在日常运行中，排水沟渠6的水流量较小，水位较低，排涝闸门8处于关闭状态。排水沟渠6中的污水进入到净化池1中，并在净化池1内沿水流通道5流动。水流首先通过位于水流通道5前段的净化箱2，生物填料球14中的生物膜可截留和吸附农业污水中的N、P等容易生物降解的有机物，而活性碳过滤层16能部分去除水体中的重金属元素、游离氯、酚等难降解有机物，同时还可滤除水体中的藻类及部分颗粒悬浮物。通过净化箱2的水继续进入到水流通道5后段的生态浮床3区域，生态浮床3的水生植物根系和浮床基质对污染物的吸附、富集以及植物根系附着微生物的分解代谢作用，能进一步对水体中营养物质和污染物进行截留和固定。经过两级净化后的水通过出水通道9流出净化池1。在雨季，农田7中的水位快速上涨，此时开启排涝闸门8，进入净化池1中的水可以通过排涝闸门8直接流入出水通道9并流出净化池1，布设在净化池1中的净化箱2和生态浮床3不用取出，对原有的农田排水沟渠6的过流能力没有影响，同时也保护了净化池1中的净化箱2和生态浮床3的生物膜结构不受损坏。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，其特征在于：包括净化池、净化箱、生态浮床、隔水墙、排涝闸门、出水通道；所述净化池开设在农田排水沟渠中，并与农田排水沟渠连通；所述净化池内布设有若干隔水墙，所述隔水墙将净化池分隔成回转迷宫式水流通道；所述净化箱放置于水流通道的前段，所述生态浮床布设于水流通道的后段，所述生态浮床通过绳索固定于隔水墙之间；所述出水通道与下游的排水沟渠连通，所述出水通道中不布设任何净化装置；所述排涝闸门设置在净化池入口处的隔水墙的中部，其安装位置正对着出水通道和排水沟渠。

2.根据权利要求1所述的一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，其特征在于：所述净化箱为透水结构，包括网箱盖、生物填料球、网箱体和活性炭过滤层，所述生物填料球和活性炭过滤层放置于网箱体内。

3.根据权利要求2所述的一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，其特征在于：所述网箱盖和网箱体采用PVC管和尼龙网制成，网箱盖可开启或关闭，方便内部生物填料球及活性炭过滤层的更换。

4.根据权利要求2所述的一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，其特征在于：所述生物填料球由聚烯烃塑料制成镂空球形，球内装有聚氨酯基体的生物填料，用来吸附水中的N、P污染物质。

5.根据权利要求2所述的一种适用于农田排水沟渠的迷宫式生态净化池，其特征在于：所述活性炭过滤层垂直放置于净化箱内，并与生物填料球呈间隔排列。