CN110002668A - 一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水污染治理和生态修复领域，公开一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，包括脱氮除磷装置本体(1)，脱氮除磷装置本体(1)采用地埋式安装在农田排水口附近的田埂或沟埂边，脱氮除磷装置本体(1)通过四块隔板(2)由左至右依次分隔成进水沉淀池(11)、生物接触氧化池(12)、鸟粪石反应回收池(13)、吸附脱氮净化池(14)和出水净化池(15)，本发明依据农田排水口的养分流失以及水土流失的特性，在农田排水口处就近对流失的养分进行拦截净化和回收利用，不仅能够削减农田面源污染，实现流失养分的回收利用，还可以方便农户管理田间水分，节约灌溉用水，并产生一定的经济效益。

Description

一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置
技术领域
本发明涉及水污染治理和生态修复领域，尤其涉及一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置。
背景技术
农田沟渠是农田排水及地表径流汇入河流、水库、湖泊等天然水体的必经通道，对农业非点源污染的削减起着十分重要的作用；据报道，美国和加拿大有65％农田利用沟渠削减农业源头污染，但我国长期以来农田建设着重于农田沟渠的灌溉和排水功能(三面光结构)，忽视了其生态环境保护的作用。
最近几年，我国开始重视农田沟渠的环保和生态功能，2015年出台的《国家水污染防治行动计划》，提出要完善高标准农田建设标准规范，要求在敏感区域和大中型灌区充分利用现有沟、塘、窖等，配置水生植物群落、格栅和透水坝，建设生态沟渠等设施，净化农田排水及地表径流。
在农田排水沟渠中设置一定数量的拦截净化设施，可以有效拦截农田排水及地表径流中的氮、磷等污染物，同时也有利于农田生态系统的恢复。申请号CN201510593442.6为发明专利，通过在硬化沟渠中构建漂浮型生态沟、护壁型生态沟或漂浮型与护壁型间隔混合式生态沟，固定安装护壁板、隔条等构件，并相应配置对污染物具有吸附能力的水生植物，实现对农田退水的处理。但该生态化改造方式设施投入较大，改造成本高，主要依靠水生植物的作用，净化途径比较单一、脱氮除磷效果不理想、容易造成淤积、影响沟渠清淤作业等问题，在沟渠长期断水时，护壁型生态沟也难以发挥作用，配置的水生植物也极可能干枯失活。
农田的养分流失主要是通过农田排水口流向农田沟渠或下一级田块，最终汇入河道或承泄区，因此，相较于农田沟渠，农田排水口处排水中的养分含量高，流量低，若在农田排水汇入沟渠之前对其进行拦截净化，往往可以起到事半功倍的效果。申请号CN201810058628.5为发明专利，公开了一种农田首级退水水质渗滤净化装置，结构包括固定支架、渗滤净化箱、排水挡板、纳米净化网、阻水块、纳米复合材料、固着底板；其中，固定支架固定安装在农田排水口处，支架两侧对应设有三排凹槽，分别为净化网安装槽、挡板安装槽和和净化箱安装槽，依次对应安装纳米净化网、排水挡板和渗滤净化箱，安装时保证净化网安装槽在农田排水来水一侧；农田非排水期，插入排水挡板，排水口附近水体污染物可被纳米净化网降解去除；在农田排水时，取下排水挡板，并根据田间水位要求在净化箱安装槽内安装阻水块后再叠加放入若干个渗滤净化箱，形成一列渗滤墙；渗滤净化箱为可开启式，方便纳米复合材料的更新回收。但众所周知，受限于光催化的作用机理(即氧化剂在光的激发和催化剂的催化作用下产生的·OH氧化分解有机物)，光催化法难以去除农田退水中的磷物质；另一方面，由于农田排水口通常不仅要求能够排涝，往往还需要具备排渍功能，直接在农田排水口上固定安装净化装置，无疑将会对农田的排水产生不利影响。
发明内容
本发明针对现有技术中拦截净化途径单一、脱氮除磷效果不理想、容易造成淤积、对农田排水产生不利影响的缺点，提供一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，包括脱氮除磷装置本体，脱氮除磷装置本体采用地埋式安装在农田排水口附近的田埂或沟埂边，脱氮除磷装置本体通过四块隔板由左至右依次分隔成进水沉淀池、生物接触氧化池、鸟粪石反应回收池、吸附脱氮净化池和出水净化池，进水沉淀池、生物接触氧化池、吸附脱氮净化池和出水净化池的上部都设有固氮基质型植物格室，鸟粪石反应回收池的上部设有碱性基质型植物格室，进水沉淀池、生物接触氧化池、出水净化池内都投有田螺；
进水沉淀池与生物接触氧化池之间、吸附脱氮净化池与出水净化池之间的隔板顶部都设有用于通过水流的第一孔槽，生物接触氧化池与鸟粪石反应回收池之间、鸟粪石反应回收池与吸附脱氮净化池之间的隔板底部都设有第二孔槽，水流通过第一孔槽和第二孔槽呈折流方式流经脱氮除磷装置本体的各个池体。
作为优选，固氮基质型植物格室由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜组成，尼龙网铺设并固定在土工格室的底部，边框固定在土工格室的四周，土工格室内设有格腔，固氮基质填充在土工格室的格腔内，水生蔬菜栽种在固氮基质中；土工格室是由HDPE片材料经焊接而形成的三维网状格室，水生蔬菜为西洋菜、空心菜、水芹、慈姑、茭白中的一种或多种，边框由塑料管、木材竹材或钢片制成；固氮基质为火山石或沸石中的一种或两种与轻质生物炭混合得到的混合物，固氮基质的粒径为2.0-4.0mm，固氮基质中轻质生物炭的质量分数为10-15％，轻质生物炭是水稻、玉米或油菜秸秆在300-400℃条件下经限氧碳化处理获得的炭化物。
作为优选，碱性基质型植物格室是由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜组成，尼龙网铺设并固定在土工格室底层，边框固定在土工格室的四周，碱性基质填充在土工格室的格腔中，碱性基质是由改性牡蛎壳和轻质生物炭混合制备而成，碱性基质的粒径2.0-4.0mm，碱性基质中轻质生物炭的质量分数为3-7％，改性牡蛎壳是由牡蛎壳在450-650℃条件下煅烧后经破碎和筛分处理制备而成。鸟粪石反应回收池上部设置水流可透过的碱性基质型植物格室，碱性基质型植物格室所采用的碱性基质是由改性牡蛎壳和轻质生物炭按一定比例混合制备而成，改性牡蛎壳和轻质生物炭两者匀呈碱性，有利于所流经的养分物质经结晶反应生成磷酸氨镁沉淀；磷酸氨镁沉淀即鸟粪石，碱性环境有利于鸟粪石沉淀反应；
改性牡蛎壳是由牡蛎壳在450-650℃条件下煅烧后经破碎和筛分处理制备而成，改性牡蛎壳在特定温度下煅烧而成，具有多孔结构，并含有活性钙，其本身还可以通过沉淀反应去除磷物质，加入的轻质生物炭是在低温碳化条件下制得，含有可缓慢释放的溶解性有机碳，其适量加入，可改善碱性基质的质地和结构，并能够作为微生物反硝化脱氮的补充碳源，从而进一步提高总氮的去除效率。
各池的上部均设置固氮基质型植物格室或碱性基质型植物格室，格室内填充的基质均无毒无害，并具有较强的吸附固氮和固磷能力，基质中种植的植物为水生蔬菜，此外，本发明在进水沉淀池、生物接触氧化池和出水净化池中投放田螺，并且在进水沉淀池和出水净化池中的植物格室下部悬挂由渗排水网垫切割而成的条型网垫体，而生物接触氧化池内安装的是由干渗排水网垫片制成的板式填料床，所投放的田螺可附着在条型网垫体和板式填料床上生长繁殖，这些技术措施的结合不仅有助于农田流失养分的拦截净化和回收利用，还可以产生一定的经济效益。
作为优选，进水沉淀池的池底设有积泥凹槽，进水沉淀池池壁的中上部设有进水口，进水沉淀池内固氮基质型植物格室的下部悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体，积泥凹槽内装有垂直取放的斜泥斗，进水口在池壁的内外两侧分别连接有通向进水沉淀池池底的竖管和通向农田排水口的横管。斜泥斗可拆卸取出，可垂直取放。带有固氮基质型植物格室和积泥凹槽的进水沉淀池分离出由农田排水口流入的泥沙、悬浮物及其所携带的污染物质，特别是不溶性磷，避免农田排水直接排向农田沟渠导致沟体淤积。
作为优选，生物接触氧化池内设有板式填料床，板式填料床由多片渗排水网垫片制备而成。采用池内设有透水性能强的板式填料床和固氮基质型植物格室的生物接触氧化池进一步拦截细小泥沙和悬浮物，并利用所附着的微生物的作用净化可溶性有机物。固氮基质型植物格室、积泥凹槽、板式填料床和进水沉淀池、生物接触氧化池配合，可避免后续的鸟粪石反应回收池和脱氮净化池出现堵塞问题。
作为优选，鸟粪石反应回收池分为2-4层，每层都设有附载或不负载鸟粪石的晶种网筛，相邻的晶种网筛之间放置有筒状填料袋，筒状填料袋内填装含镁化合物，晶种网筛由不锈钢材料制成，晶种网筛的筛孔孔径为2-4mm，含镁化合物为氧化镁、氢氧化镁和氯化镁中的任意一种或多种组合，填料袋的由土工膜缝合而成，填料袋的四周设有多个用于缓慢释放含镁化合物的针眼。鸟粪石反应回收池采用分层方式设置可缓慢释放镁源的筒状填料袋和晶种网筛，鸟粪石结晶反应效率高，只需取出网筛，然后将鸟粪石结晶物直接清理到农田中作为肥料利用，因此鸟粪石结晶物容易分离回收；鸟粪石镁源的供应可控且操作简单方便，如待镁源释放反应完后取出袋子补加新的筒状填料袋。
作为优选，吸附脱氮净化池的底部和中部均装有与池底相平行的隔网，隔网上设有吸附脱氮填料床，吸附脱氮填料床中填充有粒径3.0-5.0mm的沸石或火山石颗粒。农田排水中氮素含量要远高于磷素，经上述各净化池拦截净化后农田排水中氮素含量仍然较高，本发明采用吸附脱氮净化池进一步削减和回收氮素养分，该净化池底部和中部均装有与池底相平行的隔网，隔网上填充粒径为3.0-5.0mm的沸石或火山石颗粒，该粒径的沸石或火山石和隔网的分层设置可以有效避免水流短路和堵塞。
作为优选，出水净化池的池壁中上部设有出水口，出水口接有通向排水沟渠或下一级田块的固定横管，固定横管通过活动接口接有与其相垂直且管口向上的活动竖管，活动竖管通过左右移动调节田间水位。固定横管和活动竖管呈“L”形连接，活动竖管左右移动不仅可以控制整个装置中的水位，还可以调节田间水位，该技术措施既可以方便农户管理田间水分，又可以从源头上减少因田间水无序排放所带来的养分流失、污染排放和用水浪费等问题。
作为优选，出水净化池的下部也悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体，渗排水网垫是以聚丙烯为基材经乱丝熔融铺网加工而成，渗排水网垫的厚度为0.3-2.5cm。
作为优选，进水口的高程低于农田排水口的底部高程5-15cm。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明依据农田排水口的养分流失以及水土流失的特性，如流量较小、氮磷浓度高、N/P比高，在采用环境友好材料的基础上，集成运用沉淀法、生物接触氧化法、鸟粪石结晶法、植物净化法、基质吸附法、底栖动物净化法等技术方法，在农田排水口处就近对流失的养分进行拦截净化和回收利用，采用本发明所提供的农田排水口养分流失治理和回收利用的一体化脱氮除磷装置，不仅能够削减农田面源污染，实现流失养分的回收利用，还可以方便农户管理田间水分，节约灌溉用水，并产生一定的经济效益。一体化脱氮除磷装置集成了农田排水口污染治理和养分回收利用，具有拦截净化农田排水、回收流失养分、调节田间水位、控制水土流失等功能。
附图说明
图1是发明的结构示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—脱氮除磷装置本体、2—隔板、11—进水沉淀池、12—生物接触氧化池、13—鸟粪石反应回收池、14—吸附脱氮净化池、15—出水净化池、16—固氮基质型植物格室、17—碱性基质型植物格室、18—田螺、21第一孔槽、22—第二孔槽、111—积泥凹槽、112—进水口、113—竖管、114—横管、115—条型网垫体、121—板式填料床、131—晶种网筛、132—筒状填料袋、141—隔网、142—吸附脱氮填料床、151—出水口、152—固定横管、153—活动竖管、161—水生蔬菜。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，如图1所示，包括脱氮除磷装置本体1，脱氮除磷装置本体1采用地埋式安装在农田排水口附近的田埂或沟埂边，脱氮除磷装置本体1通过四块隔板2由左至右依次分隔成进水沉淀池11、生物接触氧化池12、鸟粪石反应回收池13、吸附脱氮净化池14和出水净化池15，进水沉淀池11、生物接触氧化池12、吸附脱氮净化池14和出水净化池15的上部都设有固氮基质型植物格室16，鸟粪石反应回收池13的上部设有碱性基质型植物格室17，进水沉淀池11、生物接触氧化池12、出水净化池15中都投有田螺18；
进水沉淀池11与生物接触氧化池12之间、吸附脱氮净化池14与出水净化池15之间的隔板2顶部都设有用于通过水流的第一孔槽21，生物接触氧化池12与鸟粪石反应回收池13之间、鸟粪石反应回收池13与吸附脱氮净化池14之间的隔板2底部都设有第二孔槽22，水流通过第一孔槽21和第二孔槽22呈折流方式流经脱氮除磷装置本体1的各个池体。
固氮基质型植物格室16由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜161组成，尼龙网铺设并固定在土工格室的底部，边框固定在土工格室的四周，土工格室内设有格腔，固氮基质填充在土工格室的格腔内，水生蔬菜161栽种在固氮基质中；土工格室是由HDPE片材料经焊接而形成的三维网状格室，水生蔬菜161为西洋菜、空心菜、水芹、慈姑、茭白中的一种或多种，边框由塑料管、木材竹材或钢片制成；固氮基质为火山石或沸石中的一种或两种与轻质生物炭混合得到的混合物，固氮基质的粒径为2.0mm，固氮基质中轻质生物炭的质量分数为10％，轻质生物炭是水稻、玉米或油菜秸秆在300℃条件下经限氧碳化处理获得的炭化物。
碱性基质型植物格室17是由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜161组成，尼龙网铺设并固定在土工格室底层，边框固定在土工格室的四周，碱性基质填充在土工格室的格腔中，碱性基质是由改性牡蛎壳和轻质生物炭混合制备而成，碱性基质的粒径2.0mm，碱性基质中轻质生物炭的质量分数为3％，改性牡蛎壳是由牡蛎壳在450℃条件下煅烧后经破碎和筛分处理制备而成。
进水沉淀池11的池底设有积泥凹槽111，进水沉淀池11池壁的中上部设有进水口112，进水沉淀池11内固氮基质型植物格室16的下部悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体115，积泥凹槽111内装有垂直取放的斜泥斗，进水口112在池壁的内外两侧分别连接有通向进水沉淀池11池底的竖管113和通向农田排水口的横管114。
生物接触氧化池12内设有板式填料床121，板式填料床121由多片渗排水网垫片制备而成。
鸟粪石反应回收池13分为2层，每层都设有附载或不负载鸟粪石的晶种网筛131，相邻的晶种网筛131之间放置有筒状填料袋132，筒状填料袋132内填装含镁化合物，晶种网筛131由不锈钢材料制成，晶种网筛131的筛孔孔径为2mm，含镁化合物为氧化镁、氢氧化镁和氯化镁中的任意一种或多种组合，填料袋的由土工膜缝合而成，填料袋的四周设有多个用于缓慢释放含镁化合物的针眼。
吸附脱氮净化池14的底部和中部均装有与池底相平行的隔网，隔网上设有吸附脱氮填料床，吸附脱氮填料床中填充有粒径3.0mm的沸石或火山石颗粒。
出水净化池15的池壁中上部设有出水口151，出水口151接有通向排水沟渠或下一级田块的固定横管152，固定横管152通过活动接口接有与其相垂直且管口向上的活动竖管153，活动竖管153通过左右移动调节田间水位。
出水净化池15的下部也悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体115，渗排水网垫是以聚丙烯为基材经乱丝熔融铺网加工而成，渗排水网垫的厚度为0.3cm。
进水口112的高程低于农田排水口的底部高程5cm。
实施例2
一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，如图1所示，包括脱氮除磷装置本体1，脱氮除磷装置本体1采用地埋式安装在农田排水口附近的田埂或沟埂边，脱氮除磷装置本体1通过四块隔板2由左至右依次分隔成进水沉淀池11、生物接触氧化池12、鸟粪石反应回收池13、吸附脱氮净化池14和出水净化池15，进水沉淀池11、生物接触氧化池12、吸附脱氮净化池14和出水净化池15的上部都设有固氮基质型植物格室16，鸟粪石反应回收池13的上部设有碱性基质型植物格室17，进水沉淀池11、生物接触氧化池12、出水净化池15中都投有田螺18；
进水沉淀池11与生物接触氧化池12之间、吸附脱氮净化池14与出水净化池15之间的隔板2顶部都设有用于通过水流的第一孔槽21，生物接触氧化池12与鸟粪石反应回收池13之间、鸟粪石反应回收池13与吸附脱氮净化池14之间的隔板2底部都设有第二孔槽22，水流通过第一孔槽21和第二孔槽22呈折流方式流经脱氮除磷装置本体1的各个池体。
固氮基质型植物格室16由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜161组成，尼龙网铺设并固定在土工格室的底部，边框固定在土工格室的四周，土工格室内设有格腔，固氮基质填充在土工格室的格腔内，水生蔬菜161栽种在固氮基质中；土工格室是由HDPE片材料经焊接而形成的三维网状格室，水生蔬菜161为西洋菜、空心菜、水芹、慈姑、茭白中的一种或多种，边框由塑料管、木材竹材或钢片制成；固氮基质为火山石或沸石中的一种或两种与轻质生物炭混合得到的混合物，固氮基质的粒径为4.0mm，固氮基质中轻质生物炭的质量分数为15％，轻质生物炭是水稻、玉米或油菜秸秆在400℃条件下经限氧碳化处理获得的炭化物。
碱性基质型植物格室17是由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜161组成，尼龙网铺设并固定在土工格室底层，边框固定在土工格室的四周，碱性基质填充在土工格室的格腔中，碱性基质是由改性牡蛎壳和轻质生物炭混合制备而成，碱性基质的粒径4.0mm，碱性基质中轻质生物炭的质量分数为7％，改性牡蛎壳是由牡蛎壳在650℃条件下煅烧后经破碎和筛分处理制备而成。
进水沉淀池11的池底设有积泥凹槽111，进水沉淀池11池壁的中上部设有进水口112，进水沉淀池11内固氮基质型植物格室16的下部悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体115，积泥凹槽111内装有垂直取放的斜泥斗，进水口112在池壁的内外两侧分别连接有通向进水沉淀池11池底的竖管113和通向农田排水口的横管114。
生物接触氧化池12内设有板式填料床121，板式填料床121由多片渗排水网垫片制备而成。
鸟粪石反应回收池13分为4层，每层都设有附载或不负载鸟粪石的晶种网筛131，相邻的晶种网筛131之间放置有筒状填料袋132，筒状填料袋132内填装含镁化合物，晶种网筛131由不锈钢材料制成，晶种网筛131的筛孔孔径为4mm，含镁化合物为氧化镁、氢氧化镁和氯化镁中的任意一种或多种组合，填料袋的由土工膜缝合而成，填料袋的四周设有多个用于缓慢释放含镁化合物的针眼。
吸附脱氮净化池14的底部和中部均装有与池底相平行的隔网，隔网上设有吸附脱氮填料床，吸附脱氮填料床中填充有粒径5.0mm的沸石或火山石颗粒。
出水净化池15的池壁中上部设有出水口151，出水口151接有通向排水沟渠或下一级田块的固定横管152，固定横管152通过活动接口接有与其相垂直且管口向上的活动竖管153，活动竖管153通过左右移动调节田间水位。
出水净化池15的下部也悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体115，渗排水网垫是以聚丙烯为基材经乱丝熔融铺网加工而成，渗排水网垫的厚度为2.5cm。
进水口112的高程低于农田排水口的底部高程15cm。
实施例3
一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，如图1所示，包括脱氮除磷装置本体1，脱氮除磷装置本体1采用地埋式安装在农田排水口附近的田埂或沟埂边，脱氮除磷装置本体1通过四块隔板2由左至右依次分隔成进水沉淀池11、生物接触氧化池12、鸟粪石反应回收池13、吸附脱氮净化池14和出水净化池15，进水沉淀池11、生物接触氧化池12、吸附脱氮净化池14和出水净化池15的上部都设有固氮基质型植物格室16，鸟粪石反应回收池13的上部设有碱性基质型植物格室17，进水沉淀池11、生物接触氧化池12、出水净化池15中都投有田螺18；
进水沉淀池11与生物接触氧化池12之间、吸附脱氮净化池14与出水净化池15之间的隔板2顶部都设有用于通过水流的第一孔槽21，生物接触氧化池12与鸟粪石反应回收池13之间、鸟粪石反应回收池13与吸附脱氮净化池14之间的隔板2底部都设有第二孔槽22，水流通过第一孔槽21和第二孔槽22呈折流方式流经脱氮除磷装置本体1的各个池体。
固氮基质型植物格室16由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜161组成，尼龙网铺设并固定在土工格室的底部，边框固定在土工格室的四周，土工格室内设有格腔，固氮基质填充在土工格室的格腔内，水生蔬菜161栽种在固氮基质中；土工格室是由HDPE片材料经焊接而形成的三维网状格室，水生蔬菜161为西洋菜、空心菜、水芹、慈姑、茭白中的一种或多种，边框由塑料管、木材竹材或钢片制成；固氮基质为火山石或沸石中的一种或两种与轻质生物炭混合得到的混合物，固氮基质的粒径为3.0mm，固氮基质中轻质生物炭的质量分数为12％，轻质生物炭是水稻、玉米或油菜秸秆在350℃条件下经限氧碳化处理获得的炭化物。
碱性基质型植物格室17是由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜161组成，尼龙网铺设并固定在土工格室底层，边框固定在土工格室的四周，碱性基质填充在土工格室的格腔中，碱性基质是由改性牡蛎壳和轻质生物炭混合制备而成，碱性基质的粒径3.0mm，碱性基质中轻质生物炭的质量分数为5％，改性牡蛎壳是由牡蛎壳在550℃条件下煅烧后经破碎和筛分处理制备而成。
进水沉淀池11的池底设有积泥凹槽111，进水沉淀池11池壁的中上部设有进水口112，进水沉淀池11内固氮基质型植物格室16的下部悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体115，积泥凹槽111内装有垂直取放的斜泥斗，进水口112在池壁的内外两侧分别连接有通向进水沉淀池11池底的竖管113和通向农田排水口的横管114。
生物接触氧化池12内设有板式填料床121，板式填料床121由多片渗排水网垫片制备而成。
鸟粪石反应回收池13分为3层，每层都设有附载或不负载鸟粪石的晶种网筛131，相邻的晶种网筛131之间放置有筒状填料袋132，筒状填料袋132内填装含镁化合物，晶种网筛131由不锈钢材料制成，晶种网筛131的筛孔孔径为3mm，含镁化合物为氧化镁、氢氧化镁和氯化镁中的任意一种或多种组合，填料袋的由土工膜缝合而成，填料袋的四周设有多个用于缓慢释放含镁化合物的针眼。
吸附脱氮净化池14的底部和中部均装有与池底相平行的隔网，隔网上设有吸附脱氮填料床，吸附脱氮填料床中填充有粒径4.0mm的沸石或火山石颗粒。
出水净化池15的池壁中上部设有出水口151，出水口151接有通向排水沟渠或下一级田块的固定横管152，固定横管152通过活动接口接有与其相垂直且管口向上的活动竖管153，活动竖管153通过左右移动调节田间水位。
出水净化池15的下部也悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体115，渗排水网垫是以聚丙烯为基材经乱丝熔融铺网加工而成，渗排水网垫的厚度为1.4cm。
进水口112的高程低于农田排水口的底部高程10cm。
实施例4
同实施例1，其区别在于，经中试规模的处理效果测试，采用本发明的农田排水口养分流失治理和回收利用的一体化脱氮除磷装置模拟农田排水，水力负荷为32m3/(m2·d)时，氨氮、总氮和总磷拦截净化率分别达到62％、56％和87％。
实施例5
同实施例2，其区别在于，应用于处理金华市某粮食生产功能区农田排水口，水力负荷为46m3/(m2·d)时，氨氮、总氮和总磷拦截净化率分别达到46-53％、42-48％和73-82％。
实施例6
同实施例3，其区别在于，应用于处理天台县某粮食生产功能区农田排水口，水力负荷为38m3/(m2·d)时，氨氮、总氮和总磷拦截净化率分别达到48-56％、45-53％和75-84％。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，包括脱氮除磷装置本体(1)，其特征在于：脱氮除磷装置本体(1)采用地埋式安装在农田排水口附近的田埂或沟埂边，脱氮除磷装置本体(1)通过四块隔板(2)由左至右依次分隔成进水沉淀池(11)、生物接触氧化池(12)、鸟粪石反应回收池(13)、吸附脱氮净化池(14)和出水净化池(15)，进水沉淀池(11)、生物接触氧化池(12)、吸附脱氮净化池(14)和出水净化池(15)的上部都设有固氮基质型植物格室(16)，鸟粪石反应回收池(13)的上部设有碱性基质型植物格室(17)，进水沉淀池(11)、生物接触氧化池(12)、出水净化池(15)内都投有田螺(18)；
进水沉淀池(11)与生物接触氧化池(12)之间、吸附脱氮净化池(14)与出水净化池(15)之间的隔板(2)顶部都设有用于通过水流的第一孔槽(21)，生物接触氧化池(12)与鸟粪石反应回收池(13)之间、鸟粪石反应回收池(13)与吸附脱氮净化池(14)之间的隔板(2)底部都设有第二孔槽(22)，水流通过第一孔槽(21)和第二孔槽(22)呈折流方式流经脱氮除磷装置本体(1)的各个池体。
2.根据权利要求1所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：固氮基质型植物格室(16)由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜(161)组成，尼龙网铺设并固定在土工格室的底部，边框固定在土工格室的四周，土工格室内设有格腔，固氮基质填充在土工格室的格腔内，水生蔬菜(161)栽种在固氮基质中；土工格室是由HDPE片材料经焊接而形成的三维网状格室，水生蔬菜(161)为西洋菜、空心菜、水芹、慈姑、茭白中的一种或多种，边框由塑料管、木材竹材或钢片制成；
固氮基质为火山石或沸石中的一种或两种与轻质生物炭混合得到的混合物，固氮基质的粒径为2.0-4.0mm，固氮基质中轻质生物炭的质量分数为10-15％，轻质生物炭是水稻、玉米或油菜秸秆在300-400℃条件下经限氧碳化处理获得的炭化物。
3.根据权利要求2所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：碱性基质型植物格室(17)是由土工格室、边框、尼龙网、固氮基质与水生蔬菜(161)组成，尼龙网铺设并固定在土工格室底层，边框固定在土工格室的四周，碱性基质填充在土工格室的格腔中，碱性基质是由改性牡蛎壳和轻质生物炭混合制备而成，碱性基质的粒径2.0-4.0mm，碱性基质中轻质生物炭的质量分数为3-7％，改性牡蛎壳是由牡蛎壳在450-650℃条件下煅烧后经破碎和筛分处理制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：进水沉淀池(11)的池底设有积泥凹槽(111)，进水沉淀池(11)池壁的中上部设有进水口(112)，进水沉淀池(11)内固氮基质型植物格室(16)的下部悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体(115)，积泥凹槽(111)内装有垂直取放的斜泥斗，进水口(112)在池壁的内外两侧分别连接有通向进水沉淀池(11)池底的竖管(113)和通向农田排水口的横管(114)。
5.根据权利要求4所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：生物接触氧化池(12)内设有板式填料床(121)，板式填料床(121)由多片渗排水网垫片制备而成。
6.根据权利要求1所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：鸟粪石反应回收池(13)分为2-4层，每层都设有附载或不负载鸟粪石的晶种网筛(131)，相邻的晶种网筛(131)之间放置有筒状填料袋(132)，筒状填料袋(132)内填装含镁化合物，晶种网筛(131)由不锈钢材料制成，晶种网筛(131)的筛孔孔径为2-4mm，含镁化合物为氧化镁、氢氧化镁和氯化镁中的任意一种或多种组合，填料袋的由土工膜缝合而成，填料袋的四周设有多个用于缓慢释放含镁化合物的针眼。
7.根据权利要求1所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：吸附脱氮净化池(14)的底部和中部均装有与池底相平行的隔网(141)，隔网(141)上设有吸附脱氮填料床(142)，吸附脱氮填料床(142)中填充有粒径3.0-5.0mm的沸石或火山石颗粒。
8.根据权利要求1所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：出水净化池(15)的池壁中上部设有出水口(151)，出水口(151)接有通向排水沟渠或下一级田块的固定横管(152)，固定横管(152)通过活动接口接有与其相垂直且管口向上的活动竖管(153)，活动竖管(153)通过左右移动调节田间水位。
9.根据权利要求5所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：出水净化池(15)的下部也悬挂有由渗排水网垫切割而成的条型网垫体(115)，渗排水网垫是以聚丙烯为基材经乱丝熔融铺网加工而成，渗排水网垫的厚度为0.3-2.5cm。
10.根据权利要求4所述的一种原位处理农田排水的一体化脱氮除磷装置，其特征在于：进水口(112)的高程低于农田排水口的底部高程5-15cm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111205875A (zh) * 2020-01-15 2020-05-29 浙江农林大学 一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法
CN114684928A (zh) * 2022-03-23 2022-07-01 中国城市建设研究院有限公司 一种用于田埂拦截净化面源污染物的生态网及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249494A (zh) * 2011-06-23 2011-11-23 南京大学 降低厌氧过程高浓度氨氮同步提高产甲烷菌活性的方法
US20150299874A1 (en) * 2014-04-16 2015-10-22 Ava-Co2 Schweiz Ag Method for recovery of phosphate from a liquid phase
CN107244739A (zh) * 2017-08-03 2017-10-13 湖南艾布鲁环保科技有限公司 一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统
CN109315103A (zh) * 2018-10-31 2019-02-12 曲靖促创科技有限公司 一种农田氮磷面源污染的防控方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249494A (zh) * 2011-06-23 2011-11-23 南京大学 降低厌氧过程高浓度氨氮同步提高产甲烷菌活性的方法
US20150299874A1 (en) * 2014-04-16 2015-10-22 Ava-Co2 Schweiz Ag Method for recovery of phosphate from a liquid phase
CN107244739A (zh) * 2017-08-03 2017-10-13 湖南艾布鲁环保科技有限公司 一种农业面源污染农田尾水的生态修复系统
CN109315103A (zh) * 2018-10-31 2019-02-12 曲靖促创科技有限公司 一种农田氮磷面源污染的防控方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111205875A (zh) * 2020-01-15 2020-05-29 浙江农林大学 一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法
CN114684928A (zh) * 2022-03-23 2022-07-01 中国城市建设研究院有限公司 一种用于田埂拦截净化面源污染物的生态网及其应用
WO2022267649A3 (en) * 2022-03-23 2023-01-19 China Urban Construction Design & Research Institute Co., Ltd. Device for collection and recovery of nitrogen and phosphorus nutrients and its application in purification of agricultural drainage

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