CN111556796B - 土地复垦和优化系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一个用于土地复垦或优化的土地处理系统(100)。埋设于次表层的管道(10)将水输送至土地。水中可载有土壤处理添加剂。当水从管道中流出，它在流入围绕土地的排水沟之前对土地进行处理。水从沟(20)被排出并循环利用，如果需要的话，在回到管道用于又一轮处理前，除去污染物或加入添加剂。

Description

土地复垦和优化系统和方法

相关应用的交叉引用

本申请要求在先申请、共同未决的已于2017年12月26日提交的美国临时专利申请US 62/610484的优先权，其内容全部通过引用并入本文。

技术领域

本公开针对的是一种土壤修复的系统和方法，更具体地说，是一种利用位于土壤中的管道进行土壤修复和优化的系统和方法。

背景技术

耕地是一种越来越少、越来越珍贵的商品。世界人口每年增长1.1％，而由于污染、土壤养分枯竭、缺乏灌溉、不良耕作技术，以及城市和工业活动的扩张等原因，优质肥沃的可耕地实际上在减少。世界正越来越接近其人口的粮食需求超过使用现有技术的可利用土地的生长能力的地步。在许多地区，受污染的土地可能无法用于商业和/或住宅的再开发，需要进一步牺牲可耕种的农田来进行城市扩张。未经处理的土地上的污染物最终可能会潜入地下水或邻近未被污染的土地上，给当地居民带来疾病、生态破坏等困扰。

土壤污染一般至少以三种方式之一进行处理。生物修复引入专门的微生物来分解土壤中的污染物。热解吸是指在旋转干燥器中加热土壤以去除或分离土壤中的污染物。化学固定将受污染的材料与其它土材料混合，然后用化学添加剂将混合物中的污染物结合起来。

这些处理方法都有缺陷。生物修复必须适应污染物，而且只有在有能够分解特定污染物的微生物的情况下才有效。热解吸和化学固定法需要人工清除大量的土壤，对于发展中国家或小农场来说，这些方法可能过于昂贵或复杂。这些修复技术没有考虑到在处理后对土壤进行增殖和提供灌溉的需求。

需要一种解决方案，不仅要优化利用现有的可耕地，而且要进一步对非耕地进行适当的清理、充实和复垦，同时将所需的营养物质和有机物质重新投入到已确定的土地中，以促进环境再生或生产健康、无污染的食品。

发明内容

土地处理系统包括埋设于地块中的至少一个管回路。管回路的壁具有多个延伸贯穿的管孔。至少一根主水管连接到管回路。至少一条排水沟围绕该地块，并排水到至少一个储水单元。至少一个灌溉泵设于储水单元和主水管之间。水流从管回路循环至地块，至排水沟，至储水单元，至灌溉泵，至主水管，并返回至管回路。

上述系统的使用方法需要将至少有一个管回路埋设于地块的上表面之下。将管回路的首端连接到至少一根主水管的出口管分支。将管回路的末端连接到主水管的入口管分支。挖掘至少一条完全围绕地块的排水沟。将排水沟连接到至少一个储水单元。排水沟内衬有渗透膜和非渗透膜。将至少一个灌溉泵连接在主水管与储水单元之间。将系统控制器连接到灌溉泵。水流从管回路循环至地块，至排水沟，至储水单元，至灌溉泵，至主水管，并返回至管回路。

附图说明

图1a为土地复垦和优化系统的一个示例性实施例的系统图。

图1b为安装在土地中的系统的部分截面图。

图1c和1d分别为管回路的一个示例性实施例的俯视和截面图。

图2a、2b、2c、2d、2e和2f为一种示例性的土地复垦方法的流程图。

图3a和3b为示例性的土地优化方法的流程图。

图4为土地复垦和优化系统的控制器的一个示例性实施例的系统图。

应该理解的是，为了清楚起见，并不是每张图中的每个部件都有标注。不应将没有标注解释为没有披露。

具体实施方式

在本说明书中，为了简洁、清楚和理解而使用了某些术语。在现有技术的要求之外，不应应用不必要的限制，因为这些术语仅用于描述目的，并且旨在被广泛理解。在此描述的不同系统和方法可以单独使用或与其它系统和方法结合使用。在所附权利要求的范围内，各种等价物、替代物和修改是可能的。所附权利要求中的每一限制旨在援引《美国法典》第35章第12条(35U.S.C.§112)第6款规定的解释，前提是在各自的限制中明确陈述了“用于……的手段”或“用于……的步骤”。

本土地复垦和优化系统100是可以通过添加有机物和其它必要的养分、水、肥料等将土壤修复到正常化水平和/或优化土壤使环境重生或作物种植的不同的技术的组合。系统100可以将许多土壤污染物，如但不限于重金属、致癌物、碳氢化合物、挥发性有机化合物和其它不想要的土壤物质，降低到适当的正常化水平。如果需要，系统100还可以或代替向土壤中添加正确的水、养分、有机肥和其他土壤添加剂，以通过现有的水培知识促进环境再生或有机作物的平衡生长。

该系统100由于清洗和消除土壤中的污染物，可以实现环境修复和/或健康作物的生长。该系统100是基于多种不同水处理技术的科学应用。通过系统100应用这些工艺，可以为其它被破坏的地区提供土壤修复，并为后代改变世界每英亩粮食供应的质量和产量。对目前由于重工业污染或其它环境因素而无法使用的被污染的土地进行修复的另一个好处是创造未被污染的土地，促进为生物提供一个安全的环境。系统100与土地的正常生长、浇水和施肥过程协同作用，以促进健康的、有机的作物生长和环境修复。

从图1a和1b中可以看到，系统100包括多个管回路10，其埋设于待开垦和/或待优化的地块的霜冻线和/或最大植物根系深度以下。理想的情况是，管回路10位于表土中，高于慢排水土壤硬地层，以使水主要流经表土。每个管回路10位于待处理的地块的特定部分之下，允许为该特定区域的土地定制处理。如图1c中可以看到，管回路10可以是半刚性或刚性材料，管回路10的壁上具有延伸贯穿的管孔11以输送水、肥料、营养物和其它流体土壤添加剂。如图1c和1d中可以看到，管孔11不一定延伸贯穿壁的最上部，也不一定形成规律性或线性的延展。如图1c中可以看到，管孔11也可以按间隔分组。

管回路10可以沿待处理土地的长度和/或宽度延伸，或在待处理土地的部分长度和/或宽度的某一点终止或弯曲。管回路10可以是直的、弯曲的或沿其长度折回一次或多次。在其它实施例中，管回路10可以具有纵横交错和/或多层次的配置。管道环路10也可以形成网状管网。

管孔11可以与孔道止回阀12适配，以防止土壤、异常长根和其它杂物进入管回路10。管回路10的安置可以通过水平钻孔和管道部署，和/或通过手动或机械地在土地中挖掘或犁沟并将管回路10铺设到位来完成。在使用水平钻孔的某些实施例中，用于辅助钻孔的钻孔凝胶可装载土壤修复添加剂以提高系统100的土壤修复能力，或装载土壤改良添加剂以允许额外的土壤优化。在某些实施例中，放置抗流体膜13，其从管回路10的周向延伸以使管回路10密封到土壤，并防止水过早地泛出。这保证了土壤压力得到维持，并且水在进入排水沟20之前取适当的路径穿过土壤。膜13可以是吸湿膜，并且可以放置在管回路10进入或离开土壤和/或进入或离开排水沟20的地方。

管回路10分别通过出口管分支16a和入口管分支16b与至少一根主水管15连接。出口管分支16a将管回路10的首端连接到一根主水管15，以接收被处理的水。相应的入口管分支16b将管回路10的末端连接到同一主水管15，以返回任何剩余的被处理的水。每根主水管15可以有一对以上的出口管分支16a和入口管分支16b。出口管分支16a和入口管分支16b均可包括一个或多个分支阀17。分支阀17可以是机械的，或者可以由电子或手动控制器驱动。这样的选择性驱动允许通过特定的管环10或其中精确的分组来输送流体，以实现对土地的不同区域进行有针对性的处理。单向分支阀17还可以防止回流进入管回路10或主水管15。

当水从管回路10排出后，水经过土壤，去除或结合污染物和/或沉积土壤添加剂。可能带有污染物和/或多余的添加剂的多余的水会流向土地的边缘，土地的边缘沿周边完全被排水沟20包围。排水沟20的底部衬有液体不渗透膜21，以防止水将污染物或多余的土壤添加剂带到其它区域。排水沟20的侧面可以衬有液体不渗透膜21或液体渗透膜22，但至少有一个侧面衬有液体渗透膜22，以允许液体经过土地进入排水沟20。

在处理大面积土地的某些实施例中，这样被包围的土地可以被额外的排水沟20细分为单独的土地，每块土地都有其自己的一组管回路10，但是共享相互相邻的排水沟20和/或系统100的某些保留的组件。从图1b可以看到，已修复土地之间的排水沟20的两侧面都衬有液体渗透膜22，以允许两块土地排水到同一条沟中。在已修复土地和未修复土地之间，排水沟20临近已修复土地的侧面衬有液体渗透膜22，而临近未修复土地的侧面衬有液体不渗透膜21，以防止液体经过土地之间。

在某些实施例中，排水沟20通过大容量水处理器30排水到储水单元40，水处理器30去除和/或分解化学和/或微粒污染物，例如但不限于挥发性有机化合物、碳氢化合物、重金属、弹药残渣、农用化学品、盐、人和动物废弃物。在某些实施例中，水处理器30包括或与电离单元31协同，以提供臭氧和氢氧化物电离辅助污染物分解。水处理器30可以是大容量水清洗单元，例如但不限于用于清洗压裂水的水处理器。

水处理器30可以使用水处理方法，例如但不限于去离子、生物水处理(带或不带介质过滤)、臭氧化、氢氧化物(OhT)加药、水软化、蒸馏和蒸汽蒸馏、紫外线辐射、静电水处理、絮凝、过滤及其任何组合。水处理器30可以使用过滤方法，例如但不限于反渗透过滤、沉积物过滤、砂过滤、使用市售介质(例如但不限于动态降解流动氧化还原过滤介质、水处理服务过滤器等)过滤、活性炭过滤、纳米或石墨烯膜过滤、电渗析、用活性氧化铝(AI2O3)过滤，及其任何组合。水处理器30可利用沉积物去除法，例如但不限于堰、离心分离、重力分离器、粗膜或介质反冲洗、Y型过滤器、降速过滤器，及其任何组合。

水处理器30处理的水被转移到储水单元40。在一个实施例中，储水单元40是衬有另一种液体不渗透膜21的储水池。在另一实施例中，储水单元40是闭合的、部分开放的、或开放的储罐。仍在另一实施例中，储水单元40包括串联、并联或以其任意组合连接的多个储水单元40。水中的沉积物可在储水单元40中沉积以防止迁移到并堵塞或损坏系统100的其它部分。这种沉积物沉积可以是水处理器30去除沉积物的补充或替代。储水单元40还可以引入上述任何一种沉积物去除方法。

过滤泵55可将水从储水单元40泵送至过滤单元32以进行附加处理。在一个实施例中，过滤单元32使用反渗透过滤来进一步去除水中的污染物。其它实施例可以使用额外和/或替代的过滤技术，例如上述所列任何过滤方法或其组合。

水经过过滤单元32后，灌溉泵55对水进行加压，以输送至主水管15。在进入主水管15之前，水可由连接到灌溉泵55或通往其的水管的各种处理单元进一步处理。至少一个添加剂单元33可以提供额外的土壤添加剂或有助于土壤修复的添加剂，例如但不限于化学粘合剂或降解剂。通过非限制性示例，可以使用计量泵、文氏泵、管路注射、各种混合和/或吹气过程以及它们的任何组合来添加此类添加剂。

另外一个电离单元31可以在水进入土地之前对其进行处理，以允许对污染物进行有效的就地分解。加热器单元34可以提高水温来加热土地，从而允许更早的种植和发芽。加热器单元34是液体加热器，例如但不限于薄膜加热器、陶瓷加热器、电阻加热器、太阳能加热器、地热热泵、化石燃料加热器、摩擦加热器、热电加热器及其任何组合。可在任何阶段添加任何组合的额外和/或重复的处理单元，以利用上述任何处理、水处理、沉积物去除和/或过滤方法。

分支阀17、水处理器30、电离单元31、过滤单元32、添加剂单元33、加热器单元34、储水单元40、过滤泵50和/或灌溉泵55可由系统控制器60控制。系统控制器60可通过至少一个湿度传感器70、化学传感器71、温度传感器72、压力传感器73、流量传感器74及其任意组合，对处理中的土地或任何系统组件进行自动和/或手动监测。也可以使用其它传感器，例如但不限于pH和光传感器。这些传感器可以集成到系统组件中和/或安置在整个处理中的土地上。

作为非限制性示例，在一个实施例中，压力传感器73检测管回路10内可能指示管回路10的损坏或堵塞的异常压力尖峰或下降。作为非限制性示例，在另一实施例中，流量传感器74检测管回路10内可能指示管回路10的损坏或堵塞的异常水流。通过非限制性示例，在另一实施例中，化学传感器71检测流入入口管分支16b的水中剩余的土壤添加剂的量，以防止土壤过度富集。

从各种系统组件收集的数据可以存储在控制器数据存储器66上。在一个实施例中，控制器数据存储器66是云存储器。系统控制器60可以通过有线和/或无线连接而连接到系统100的上述任何组件。系统控制器60可以接收状态更新、处理反馈、传感器数据和用户输入，向用户和控制器数据存储器66发送控制信号和输出数据，并且自动计算对系统100的任何部分所需的调整，以保持给定的操作水平或遵循处理过程。

系统控制器60可以直接控制系统组件，或者可以向子控制器发送命令来控制单个组件或组件组。非常大的修复和/或优化操作的实施例可以使用多个控制器60，其独立操作的或从属于主控制器80，控制器80功能类似于控制器60，但具有增强的存储和处理能力以满足对更复杂的系统100的控制。控制器60可以完全自动化调节系统100的所有方面，要求手动输入所有控制因子，或者以用户设置、手动干预和/或某些例外所需的用户批准来提供有限的自动化。

系统控制器60可以使用包括不同操作参数的操作文件90。操作参数是在给定环境中处理给定污染物或一组污染物所必需的系统和/或组件命令和/或设置，或在给定环境中优化给定区域的土地所必需的系统和/或组件命令和/或设置。操作文件90可以具有完全预先设置的参数，具有一些可定制化的参数，或者需要用户输入所有参数。参数可以基于污染物、预定的未来作物或其他植物、土壤类型、土地配置、排水、天气条件、现有的或可用的系统组件、任何其它所需的或可选的变量，以及它们的任何组合。根据土地的预期最终用途，操作文件90也可能不同。

作为非限制性实例，用于在寒冷、干旱环境中修复具有浅砂质粘土的平整土地的铬污染的操作文件90，可能与用于在温暖、潮湿环境中修复具有深粉质壤土的斜坡土地的旋风石污染的操作文件90大不相同。用于在热带草原环境中的营养缺乏的粘壤土的丘陵土地中优化土壤以种植大麦的操作文件90，也可能不同于用于在海洋环境中的沙壤土的梯田中优化土壤以种植早期发芽大豆的操作文件90。用于修复污染土地以用于种植作物的操作文件90可能不同于用于修复污染土地以用于商业开发的操作文件90。

在修复之前，通过各种方法进行土壤扫描有助于确定修复成功的可能性。在向地表以下更深深度排水的水平或速度上缺乏一致性会造成重大问题。通过非限制性示例，在土地中钻探的老井可以消除或降低在土壤中产生将受污染的水推到地表并入排水沟20的必要背压的能力。在这种情况下，可决定使用其它处理方法、修饰次表层或仅处理部分土地。

系统100可通过两个不同阶段用于多种配置：(1)修复和(2)优化。应当理解，只要系统100的基本功能保持不变，系统100各要素的具体安排就可以重组。

在第一阶段，至少利用管回路10、主水管15、排水沟20、水处理器30、过滤单元32、储水单元40、过滤泵50和灌溉泵55对污染土地进行修复。水流从管回路10循环到土地，到排水沟20，到水处理器30，到储水单元40，到过滤泵50，到过滤单元32，到灌溉泵55，到主水管15，并返回至管回路10进行另一个修复循环。在每一个循环中，污染物都会被水从土地上冲走，水被净化除去污染物后再利用。

一旦土地被修复，水处理器30、过滤单元32和过滤泵50可被移除，以允许系统100在第二阶段作为土壤处理系统发挥作用。在也使用传感器、电离单元31、添加剂单元33和/或加热器单元34的实施例中可以移除这些组件中的一些或全部。反过来，用户可以添加不同的或额外的传感器、添加剂单元33和/或加热器单元34以协助在第二阶段优化土地。在某些实施例中，第一阶段可以完全省略，且系统部件的安置仅是为了能够立即进行土壤处理。

如图2a至2f的流程图所示，以下方法200说明了系统100的安装和使用，以修复受污染的土地。应当理解，只要方法200的基本功能保持不变，方法200的步骤的安排可以重新排序。

如图2a所示，在可选步骤202中，执行土壤扫描以确定使用系统100成功的可能性。

在步骤204中，至少一个管回路10安装在土壤中，埋设于土地的上表面之下，并且可选地使用膜13密封到土壤中。埋设可通过水平钻孔和管道部署，和/或通过在土地中挖掘或犁沟并将管回路10铺设到位。

在可选步骤206中，用土壤填充由于安装管回路10而产生的任何沟或其他表面凹陷。可能需要土壤压实来帮助保持地面压力的一致性。

在步骤208中，将管回路10的首端连接到至少一根主水管15的出口管分支16a，将管回路10的末端连接到主水管15的相应入口管分支16b。

在可选步骤210中，重复步骤202到208，直到整个待修复区域具有足够的管回路10以覆盖待修复区域。

在步骤212中，挖掘至少一条完全围绕待修复区域的排水沟渠20，并连接到至少一个储水单元40。可另外挖掘互连的排水沟20，以细分该区域并将不同组的管回路10分离。

如图2b所示，在步骤214中，排水沟20衬有非渗透膜21和渗透膜22。

在步骤216中，将灌溉泵55连接在主水管15和至少一个储水单元40之间。

在可选的步骤218中，将电离单元31连接到通向灌溉泵55的水管。

在可选的步骤220中，将添加剂单元33连接到通向灌溉泵55的水管。

在可选的步骤222中，将加热器单元34连接到通向灌溉泵55的水管。

如图2c所示，在步骤224中，将过滤单元32连接在灌溉泵55和储水单元40之间。

在步骤226中，将过滤泵50连接在过滤单元32和储水单元40之间。

在步骤228中，将水处理器30连接在储水单元40和排水沟20之间。

在可选的步骤230中，将电离单元31还连接在储水单元40和排水沟20之间。

在可选步骤232中，将至少一个湿度传感器70、化学传感器71、温度传感器72、压力传感器73和/或流量传感器74安置在至少一个系统100的上述组件中或待修复区域中。

如图2d所示，在步骤234中，将系统控制器60连接到需要控制或提供数据的所有已安装的系统组件。

在可选的步骤236中，系统控制器60从所有连接的系统组件和/或从至少一个用户接收初始设置数据。

在可选的步骤238中，系统控制器60基于步骤236中获得的初始设置数据对所有连接的系统组件进行初始配置。

在步骤240中，系统控制器60在待修复区域中执行至少一个修复操作。该操作至少使水流从管回路10循环到土地，到排水沟10，到储水单元40，到灌溉泵55，到主水管15，并返回到管回路10。

在步骤242中，系统控制器60从至少一个连接的系统组件接收反馈。

如图2e所示，在可选步骤244中，系统控制器60基于在步骤242中获得的反馈、时间和/或循环数改变至少一个操作参数。

在可选步骤246中，系统控制器60基于在步骤242中获得的反馈、时间和/或周期数来维持当前操作参数。

在可选的步骤248中，系统控制器60重复步骤240至246，直到污染达到预设水平、预设经过时间、预设循环通过次数，和/或满足另一个预设条件。

在可选步骤250中，系统控制器60重复步骤240到246，直到用户停止系统100重复步骤240到246。

如图2f所示，在可选步骤252中，移除水处理器30。

在可选步骤254中，储水单元40和排水沟20直接连接。

在可选步骤256中，移除任何其它不必要的系统组件。

如图3a和3b所示，下面的方法300说明了使用系统100通过输送作为灌溉用纯净水或含有至少一种额外的土壤添加剂的水来优化土地。在步骤302之前，如果事先不需要从土地上去除污染物，则可以使用方法200的步骤202-216、220-226、232和/或234中的任何一个来安装系统100的各种组件。应当理解，只要方法300的基本功能保持不变，方法300的步骤的安排可以重新排序。

如图3a所示，在可选步骤302中，系统控制器60从所有连接的系统组件和/或至少一个用户接收初始设置数据。

在可选的步骤304中，系统控制器60基于步骤302中获得的初始设置数据对所有连接的系统组件进行初始配置。

在步骤306中，系统控制器60在待优化区域中执行至少一个添加剂操作。

在步骤308中，系统控制器60从至少一个连接的系统组件接收反馈。

在可选步骤310中，系统控制器60基于在步骤308中获得的反馈、时间和/或周期数来改变至少一个操作参数。

在可选步骤312中，系统控制器60基于在步骤308中获得的反馈、时间和/或周期数来维持当前操作参数。

如图3b所示，在可选的步骤314中，系统控制器60重复步骤306至312，直到土壤中的土壤添加剂的量达到预设水平、预设经过时间、预设循环通过次数，和/或满足另一个预设条件。

在可选的步骤316中，系统控制器60重复步骤306至312，直到用户手动停止系统100。

图4描述了系统100中控制器60的一个示例性实施例。控制器60通常是包括处理器61、软件62、通信接口63、用户接口64、处理器存储器65和控制器数据存储器66的独立处理系统。处理器61从处理器存储器65加载和执行软件62，包括至少一个操作文件90，其中包含用于至少一种特定类型操作的命令、数据值/范围和变量，如上所述。当由控制器60执行时，软件62指示处理器61按照本文所述的方法200和300的某些步骤操作。

控制器60包括用于控制和修改系统100的功能的软件62。虽然本文所提供的描述指的是控制器60和处理器61，但要认识到，这些控制器的执行可以使用一个或多个处理器61来执行，这些处理器61可以是通信连接的，并且这样的执行被认为是在描述的范围内。还考虑到，控制器60的这些组件可以在许多物理位置中操作。

处理器61可以包括从控制器数据存储器66中检索和执行软件62的微处理器和其它电路。处理器61可以在单个处理设备内实现，但也可以分布在与现有程序指令协作的多个处理设备或子系统之间。处理器61的例子包括通用的中央处理单元、特定应用的处理器和逻辑装置，以及任何其它类型的处理装置、处理装置的组合或其变化。

控制器数据存储器66可以包括处理器61可读的并且能够存储软件62的任何存储介质。控制器数据存储器66可以包括以用于存储信息的任何方法或技术执行的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质，所述信息例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它信息。控制器数据存储器66可以作为单个存储设备执行，但也可以跨多个存储设备或子系统执行。控制器数据存储器66还可以包括附加元件，例如能够与处理器61通信的控制器。

存储介质的例子包括随机存取存储器、只读存储器、磁盘、光盘、闪存、虚拟存储器和非虚拟存储器、磁集、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或可用于存储所需信息并可由指令执行系统访问的任何其它介质，以及它们的任何组合或变化，或任何其它类型的存储介质。在一些实施方式中，存储介质可以是非暂时性存储介质。在一些实施例中，存储介质的至少一部分可以是暂时性的。存储介质可以是系统100的内部的或外部的。

如本文进一步详细描述的，控制器60通过通信接口63接收和传输数据。数据可以包括来自传感器70到74的数据、由控制器数据存储器66记录的数据和/或从用户接口64接收的数据。在实施例中，通信接口63也运行以在发送数据之前和/或接收数据之后处理数据。数据处理可以包括打包、数字化、格式转换、加密和/或这些过程的反向。

用户接口64可以包括一个或多个输入设备，例如但不限于鼠标、键盘或小键盘、语音输入设备、用于接收来自用户的手势的触摸输入设备、用于检测用户的非触摸手势和其它动作的运动输入设备，和/或其它能够接收来自用户的用户输入的类似输入设备和相关处理元件。输出设备，如视频显示器或图形显示器，可以显示数据或系统组件的当前状态。扬声器、打印机、触觉设备和其它类型的输出设备也可以包括在用户接口64中。用户可以通过用户接口64与控制器60进行通信，以输入或接收数据、设置初始参数、设置停止参数或用户可能想要使用控制器60完成的任何其它任务。

在上述描述中，为了简洁、清晰和理解，使用了某些术语。不可由此推断出超出现有技术要求的不必要的限制，因为这些术语仅用于描述目的，并旨在被广泛理解。本文描述的任何不同的配置、系统和方法步骤可以单独使用或与其他配置、系统和方法步骤结合使用。可以预期，在所附权利要求的范围内，各种等价物、替代物和修改是可能的。

Claims (20)

1.一种土地处理系统，包括：

埋设于地块中的至少一个管回路，所述至少一个管回路的壁上具有多个延伸贯穿的管孔；

至少一根主水管，其连接到所述至少一个管回路；

至少一条排水沟，其围绕所述地块，接收通过重力经由沟表面的排水，所述至少一条排水沟沿至少一个表面衬有液体渗透膜；

至少一个灌溉泵，其设于至少一个储水单元和所述至少一根主水管之间；和

一股水流，其从所述至少一个管回路循环至所述地块，通过重力经由沟表面排至所述至少一条排水沟，从所述排水沟流至所述至少一个储水单元，至所述至少一个灌溉泵，至所述至少一根主水管，并返回至所述至少一个管回路。

2.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个水处理器，所述水处理器设于所述至少一条排水沟和所述至少一个储水单元之间。

3.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个过滤单元，所述过滤单元设于所述至少一个储水单元和所述至少一个灌溉泵之间。

4.如权利要求3所述的系统，还包括至少一个过滤泵，所述过滤泵设于所述至少一个储水单元和所述至少一个过滤单元之间。

5.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个电离单元，所述电离单元设于所述至少一条排水沟和所述至少一个灌溉泵之间。

6.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个添加剂单元，所述添加剂单元连接到通向所述至少一个灌溉泵的水管。

7.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个加热器单元，所述加热器单元设于所述至少一个储水单元和所述至少一个灌溉泵之间。

8.如权利要求1所述的系统，所述至少一条排水沟沿着至少一个表面衬有非渗透膜。

9.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个系统控制器，所述系统控制器在操作上耦合到分支阀、水处理器、电离单元、过滤单元、添加剂单元、加热器单元、储水单元、过滤泵、至少一个灌溉泵、湿度传感器、化学传感器、温度传感器、压力传感器和流量传感器中的至少一个。

10.如权利要求9所述的系统，还包括至少一个主控制器，所述主控制器在操作上耦合到至少一个系统控制器。

11.如权利要求9所述的系统，还包括至少一个传感器，所述传感器在操作上耦合到至少一个系统控制器。

12.如权利要求9所述的系统，还包括至少一个操作文件，所述操作文件存储在所述至少一个系统控制器内。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述至少一个操作文件包括用于至少一个系统组件的命令或至少一个系统设置，所述命令或设置用于在给定环境中处理给定污染物或一组污染物或用于优化地块。

14.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个分支阀，所述分支阀连接到所述至少一个主水管。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述至少一个分支阀在操作上耦合至至少一个系统控制器。

16.一种使用土地处理系统的方法，包括：

将至少一个管回路埋设于地块的上表面之下；

将所述至少一个管回路的首端连接到至少一根主水管的出口管分支，将所述至少一个管回路的末端连接到所述至少一根主水管的入口管分支；

挖掘至少一条完全围绕该所述地块的排水沟，沿所述至少一条排水沟的至少一个表面衬有液体渗透膜；

将所述至少一条排水沟连接到至少一个储水单元；

在所述至少一条排水沟内衬有渗透膜和非渗透膜；

将至少一个灌溉泵连接在所述至少一根主水管和所述至少一个储水单元之间；

将系统控制器连接到所述至少一个灌溉泵；并且

将一股水流从所述至少一个管回路循环至所述地块，至所述至少一条排水沟，至所述至少一个储水单元，至所述至少一个灌溉泵，至所述至少一根主水管，并返回至所述至少一个管回路。

17.如权利要求16所述的方法，还包括将水处理器连接在所述至少一个储水单元和所述至少一条排水沟之间，以从所述水流中去除污染物，并随后移除所述水处理器。

18.如权利要求16所述的方法，还包括将过滤单元连接在所述灌溉泵和所述至少一个储水单元之间，以从所述水流中去除污染物，并随后移除所述过滤单元。

19.如权利要求18所述的方法，还包括将过滤泵连接在所述过滤单元和所述至少一个储水单元之间，并将所述过滤泵与所述过滤单元一起移除。

20.如权利要求16所述的方法，还包括将至少一个电离单元连接在所述至少一个排水沟和所述至少一个灌溉泵之间，以分解所述水流中的污染物，并随后移除所述电离单元。

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