CN111592175A - 一种农业面源污染控制生态治理系统及治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种农业面源污染控制生态治理系统及治理方法，涉及生态治理技术领域，依次包括：农田、集水窖、生态拦截沟渠、水解酸化池、混合植物湿地、以及立体生境净化塘；农田中的污染源流入集水窖；集水窖用以对污染源实现污染源汇集、调节、沉砂处理；生态拦截沟渠用以吸氮磷、除农残处理；水解酸化池分为水解段和酸化段，用以对农药、有机物进行水解、酸化处理；混合植物湿地包括配水渠、混合植物湿地主体、集水渠，用以进一步去除氮磷处理；立体生境净化塘用以最终净化处理，达标排放。从农田排水污染物的发生区域、路径、趋向入手，实施近源拦截、过程控制、尾端净化的多段过程拦截净化，提高拦截系统的处理效率，稳定水质。

Description

一种农业面源污染控制生态治理系统及治理方法

技术领域

本发明涉及生态治理技术领域，特别涉及一种农业面源污染控制生态治理系统及治理方法。

背景技术

点源污染和面源污染是导致我国地表水体污染的主要两大污染方式，随着人们对点源污染控制的重视，点源污染已得到较好的控制和管理，但面源污染逐渐成为或已成为影响水环境质量的主要污染形式。与点源污染来源于工厂、污水处理厂等固定污染源不同，面源污染来自于分散的污染源。其中来自农业的面源污染是面源污染中分布最广泛，对水体环境威胁最大的一部分。农业面源污染通常指在农业生产活动中，农田中的泥沙、壤中流、农药及其它污染物在灌溉或降水过程中迅速通过地表径流壤中流。农田排水和下渗进入水体而造成的地表水和地下水环境污染。

农业面源污染的形成是一个综合过程，受到土壤、地形、降水、土地覆盖、人类活动诸多因素的影响。根据各因素在面源污染形成中起的作用，将其概括为源因子和迁移因子两大类。源因子指影响污染物来源的各个因素，主要包括土壤养分含量、外界养分投入(化肥、有机肥等)、居民生活及蓄禽养殖等；迁移因子指影响污染物迁移因素，包括降水、坡度、坡长、迁移距离、土地利用方式等。农业面源污染的特征是：分布范围广、影响因子众多、随机性大、形成机理复杂、潜伏滞后性强。

简言之，农业面源污染是指供助降雨灌溉或水融使农田土壤表面或土体中的氮、磷等污染物向地表水和地面水迁移的过程，是地表水富营养化或地下水硝酸盐污染的主要原因之一。农业面源污染亟待治理，然而在以往的农业面源污染治理过程中大多采用城镇污水或水利治理的某些模式，没有形成具有农业面源污染治理的特色。因此，就急需一种更佳有效的治理措施。

通过检索，1)公开号为CN109158410A的发明专利提供了一种综合治理典型农业面源污染的方法及系统。该方法包括控制农业面源污染源头，以使初始污染物形成第一治理物；第一治理物进行生态拦截第一治理物，形成第二治理物；第二治理物进行生态修复第二治理物，形成排放物。该系统包括按照初始污染物的流向依次设置的污染源头控制子系统、生态拦截子系统以及生态修复子系统。本申请提供的方法及系统在控制农业面源污染源头后，通过生态拦截的方式处理污染物，最后通过生态修复的方式对处理后的污染物进行末端治理，以此形成整体的有机治理以及综合治理。本申请提供的方法及系统能够构建资源节约型、环境友好型、生态保育型可持续农业生产模式，使得农业面源污染得到有效监控和治理。2)公告号为CN105659962B的发明专利提供了一种水稻种植区农业面源污染生态治理方法，从农业面源污染流出农田到进入下游受纳水体的整个过程入手，提出三道防线的具体减污技术，以田间节水灌溉与水肥综合调控减少农业面源污染排放的源头控制为第一道防线，生态沟对农业面源污染的去除净化为第二道防线，塘堰湿地对农业面源污染的去除净化为第三道防线，三道防线之间为串联关系，即首端为第一道防线，其次联接到第二道防线，最后联接到第三道防线。本发明方法对农业面源污染中的氮磷排放净化效果好，提高了氮磷利用率，建设成本和运行成本均较低廉，丰富了水稻灌区植物多样性，适合在南方种植水稻的地区进行推广。以上均不同于本申请中的水体酸化后通过混合植物湿地基质-微生物-植物的组合生态系统的关键治理措施，不构成本申请的技术启示。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种农业面源污染控制生态治理系统，从农田排水污染物的发生区域、路径、趋向入手，实施近源拦截、过程控制、尾端净化的多段过程拦截净化，提高了拦截系统的处理效率和耐冲击负荷能力，稳定了设施出水水质。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种农业面源污染控制生态治理系统，按照污染源的流向依次包括：农田、集水窖、生态拦截沟渠、水解酸化池、混合植物湿地、以及立体生境净化塘；

所述农田周边的生态田梗周边种植生态田梗植物，农田中的污染源流入集水窖；

所述集水窖上设有集水窖进水口，底部设有排砂管，上方一侧设有集水窖排水管，所述集水窖排水管排向生态拦截沟渠中；

所述生态拦截沟渠中的坡面种植沟渠坡面植物，渠底种植沟渠底面植物，经处理后流向水解酸化池中；

所述水解酸化池分为水解段和酸化段，所述水解段中设置水解段填料，酸化段中设置酸化段填料，污染源依次流经水解段填料、酸化段填料；

所述混合植物湿地包括配水渠、混合植物湿地主体、集水渠，其中混合植物湿地主体中设置上部布水层、湿地填料层、底部集水层，上部布水层的上方设置土壤层，土壤层中配植植物层；污染源依次流经配水渠、上部布水层、湿地填料层、底部集水层、集水渠；集水渠流向立体生境净化塘中；

所述立体生境净化塘包括塘底锁污层、塘底沉水植物、塘中的鱼类和塘中水面上的生态浮床、塘底坡边种植的沉水植物带、塘坡中段种植的浮游植物带、靠近浮游植物带上部种植的浮叶植物带、塘坡上部水陆交界处种植的挺水植物带、塘滨地带种植的湿生植物带、以及塘堤面陆域种植的陆生植物带；经立体生境净化塘处理后，达标排放。

进一步地，所述生态田梗植物为大豆、豌豆、水芹菜中的一种或多种。

进一步地，所述沟渠坡面植物为草本植物，如狗牙根或黑麦草等；沟渠底面植物为挺水植物，如石菖蒲或水芹菜等。

进一步地，所述水解酸化池中设置用于堆料、且带过水孔的支撑板，支撑板上方设置将水解酸化池分成水解段和酸化段的隔板。

进一步地，所述水解段填料为稻壳；所述酸化段填料为小麦、玉米、油料、棉花等农作物秸秆中的任何一种或多种混合物。

进一步地，所述土壤层中配植芦苇、香蒲、美人蕉、再力花中的一种或多种。

进一步地，所述湿地填料层为沸石和煤渣混合料。

进一步地，所述上部布水层、底部集水层中填充为砾石；上部布水层中设置与配水渠连通的上部布水管，底部集水层中设置与集水渠连通的底部集水管。

本发明还提供了一种农业面源污染控制生态治理方法，包括以下步骤：

S1、污染源汇集、调节、沉砂处理：污染源从农田流经集水窖，集水窖对水量和水质进行调节，沉砂由排砂管排出，上层液经集水窖排水管流向生态拦截沟渠中；

S2、吸氮磷、除农残：经S1处理后的污染源进入生态拦截沟渠后，通过沟渠坡面植物、沟渠底面植物吸纳氮磷以及水体中残留农药，改善净化水质，后流向水解酸化池中；

S3、水解、酸化处理：经S2处理后的污染源进入水解酸化池的水解段，水解段填料经水解反应使废水中含有农药成分的大分子有机物开环断键；经过水解生物反应后的污染源进入酸化段，在酸化段填料作用下，使开环断键后的大分子有机物酸化为可溶性小分子，之后流向混合植物湿地；

S4、混合植物湿地进一步去除氮磷：经S3处理后的污染源进入混合植物湿地中的配水渠，并流入上部布水层，再经湿地填料层向下流进入底部集水层之后进入集水渠中，湿地填料层、土壤层和配植植物层形成基质-微生物-植物的组合生态系统，进一步去除氮、磷，之后流向立体生境净化塘；

S5、立体生境净化塘最终修复：经S4处理后的污染源流入立体生境净化塘，塘底锁污层有效地阻止底泥中的磷向水体中释放，由塘底沉水植物、鱼类和生态浮床组成的微生物系统，利用植物的根系吸收水中的总磷、氨氮、有机物等使塘内水体的营养物质得到转移，使水体得到净化；靠塘底坡边种植的沉水植物带、塘坡中段种植的浮游植物带、靠近浮游植物带上部种植的浮叶植物带、塘坡上部水陆交界处种植的挺水植物带、塘滨地带种植的湿生植物带、以及塘堤面陆域种植的陆生植物带形成的水陆立体生境，对有机物氮、磷进行有效拦截和净化；经以上几步处理之后达标排放。

进一步地，S3中水解段填料为稻壳，水解生物反应时间不低于半小时；酸化段填料为小麦、玉米、油料、棉花中的一种或多种，酸化反应时间不低于1个小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：从农田排水污染物的发生区域、路径、趋向入手，实施近源拦截、过程控制、尾端净化的多段过程拦截净化，提高了拦截系统的处理效率和耐冲击负荷能力，稳定了设施出水水质。

1、本发明中通过沟渠坡面植物、沟渠底面植物吸纳氮磷以及水体中残留农药，改善净化水质，还可以利用沟渠内的坡降比，以延长停留时间，促进流水携带颗粒物质的沉降。

2、本发明中通过设置在水解段的水解段填料中的稻壳时，控制水解生物反应时间半个小时，使废水中含有农药成分的大分子有机物开环断键；水解段填料采用稻壳是为了富集和增加水解微生物的数量，促进水解生物反应，经过水解生物反应后的待处理水进入酸化段，通过设置在酸化段的酸化段填料，可以是小麦、玉米、油料、棉花等农作物秸秆中的任何一种，控制酸化反应时间1个小时，使开环断键后的大分子有机物酸化为可溶性小分子，以提高BOD/COD的比值，即可生化性，为下阶段处理以提高对有机污染物的去除率，打好基础；酸化段填料采用农作物秸秆是为了富集和增加酸化微生物的数量，促进酸化生物反应。

3、本发明中湿地填料层、土壤层和配植植物层形成基质-微生物-植物的组合生态系统，当处理水通过系统时，由于长有植物根系、生物膜的填料层对污水产生过滤、沉淀、吸附等物理作用；植物生长对污水中的污染物吸收和同化；通过湿生植物的导气组织向水体和填料层输送氧气，使填料周围的多种微生物在厌氧、缺氧、好氧等复杂状态下消化降解污染物，对氮、磷有进一步的去除。

4、本发明中由塘底沉水植物、鱼类和生态浮床组成的微生物系统，利用植物的根系吸收水中的总磷、氨氮、有机物等使塘内水体的营养物质得到转移，使水体得到净化；靠塘底坡边种植的沉水植物带、塘坡中段种植的浮游植物带、靠近浮游植物带上部种植的浮叶植物带、塘坡上部水陆交界处种植的挺水植物带、塘滨地带种植的湿生植物带、以及塘堤面陆域种植的陆生植物带形成的水陆立体生境，对有机物氮、磷进行有效拦截和净化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本发明实施例的治理流程图；

图2为本发明图1中系统布局示意图；

图3为本发明图2中集水窖主剖结构示意图；

图4为本发明图2中生态拦截沟渠剖视结构示意图；

图5为本发明图2中水解酸化池主剖结构示意图；

图6为本发明图2中混合植物湿地主剖结构示意图；

图7为本发明图6中底部集水管俯视结构示意图；

图8为本发明图2中立体生境净化塘主剖结构示意图。

图中：1、农田；2、集水窖；21、集水窖进水口；22、排砂管；23、集水窖排水管；3、生态拦截沟渠；31、沟渠坡面植物；32、渠底面植物；4、水解酸化池；41、水解段；42、酸化段；43、水解段填料；44、酸化段填料；45、支撑板；46、隔板；5、混合植物湿地；51、配水渠；52、混合植物湿地主体；521、上部布水层；522、湿地填料层；523、底部集水层；524、土壤层；525、上部布水管；526、底部集水管；53、集水渠；6、立体生境净化塘；61、塘底锁污层；62、塘底沉水植物；63、鱼类；64、生态浮床；65、沉水植物带；66、浮游植物带；67、浮叶植物带；68、挺水植物带；69、湿生植物带；70、陆生植物带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-图2，本发明实施例提供了一种农业面源污染控制生态治理系统，按照污染源的流向依次包括：农田1、集水窖2、生态拦截沟渠3、水解酸化池4、混合植物湿地5、以及立体生境净化塘6。

所述农田1周边的生态田梗周边种植生态田梗植物，生态田梗植物可以为大豆、豌豆、水芹菜中的一种或多种；具体地，农田的生态田埂在原有田埂的基础上进行改进，将原有田埂加高10-15cm，在田埂两侧种植大豆、豌豆或水芹菜；农田1中的污染源为农田尾水或农田径流水，汇集流入集水窖2中，集水窖2可设在各块农田的交界处。

如图3所示，所述集水窖2上设有集水窖进水口21，底部设有排砂管22，上方一侧设有集水窖排水管23，所述集水窖排水管23排向生态拦截沟渠3中；具体地，集水窖2为鹅卵形，在原土开挖后采用砖砌窖体，窖体内采用水泥砂浆抹面后进行回填土；在集水窖2的顶部设置有进水箅，拦截杂物；底部设置有窖底排砂管22，在一侧的上部设置有集水窖排水管23。

如图4所示，所述生态拦截沟渠3中的坡面种植沟渠坡面植物31，渠底种植沟渠底面植物32，经处理后流向水解酸化池4中；具体地，所述生态拦截沟渠3底部两侧设置有护脚，护脚为C2O砼护脚，宽度为150mm，高度为100mm；两侧沟渠壁的坡比为1:0.5，用预制块砌筑，预制块为C2O砼预制块，宽度为300mm，长度为400mm，厚度为150mm；预制块之间的缝宽为10mm，用1:2水泥砂浆勾缝。沟渠壁顶部为护肩压顶，护肩压顶为C2O砼预制块，宽度为400mm，长度为400mm，厚度为200mm；沟渠壁坡面种植沟渠坡面植物31，沟渠坡面植物为草本植物自然生长，如狗牙根或黑麦草等；沟渠底种植沟渠底面植物32，沟渠底面植物为挺水植物，如石菖蒲或水芹菜等。生态拦截沟渠起始深度为800mm，坡度i＝0.01，底宽为1000mm，顶宽为1500mm。超高为500mm。

如图5所示，所述水解酸化池4分为水解段41和酸化段42，所述水解段41中设置水解段填料43，酸化段42中设置酸化段填料44，污染源依次流经水解段填料43、酸化段填料44；所述水解酸化池4中设置用于堆料、且带过水孔的支撑板45，支撑板45上方设置将水解酸化池4分成水解段41和酸化段42的隔板46；具体地，所述水解酸化池4分为水解段41和酸化段42，水解段41和酸化段42之间用隔板46隔开。在水解段41前端设置有水解酸化池进水管，在离池底800mm处设置有水解段填料支撑板45，支撑板45为钢板，厚度为8mm，在钢板上钻φ20mm孔，孔间距为100mm，在钻孔的钢板上铺设尼龙网，防止填料通过；在水解段41的支撑板45上散堆水解段填料43，水解段填料为稻壳，填料区宽度为1600mm，填充率为50％，填充区上面用钢丝网压顶。在酸化段42离地底500mm外设置有酸化段填料支撑板45，支撑板为钢板，厚度为8mm，在钢板上钻φ10mm孔，孔间距为150mm，在钻孔的钢板上铺设尼龙网，防止填料通过；在酸化段42的支撑板45上散堆酸化段填料44，酸化段填料44为小麦、玉米、油料、棉花等农作物秸秆中的任何一种，将秸秆切割成50mm的碎段，填料区高度为1800mm，填充率为60％，填料区上面用钢丝网压顶。在酸化段42后端池壁设计水位100mm以下处设置水解酸化池出水管，水解段4-1和酸化段4-2底部是连通的。

如图6所示，所述混合植物湿地5包括配水渠51、混合植物湿地主体52、集水渠53，其中混合植物湿地主体52中设置上部布水层521、湿地填料层522、底部集水层523，上部布水层521的上方设置土壤层524，土壤层524中配植植物层；污染源依次流经配水渠51、上部布水层521、湿地填料层522、底部集水层523、集水渠53；集水渠53流向立体生境净化塘6中；所述土壤层524中配植芦苇、香蒲、美人蕉、再力花中的一种或多种；所述湿地填料层522为沸石和煤渣混合料；所述上部布水层521、底部集水层523中填充为砾石；上部布水层521中设置与配水渠51连通的上部布水管525，底部集水层523中设置与集水渠53连通的底部集水管526。具体地，混合植物湿地5由配水渠51、混合植物湿地主体52、集水渠53三部分组成。在配水渠51前端池壁设计水位150mm以下处设置有配水渠进水管；配水渠51中设置有格栅，过滤杂物用，格栅为高链式，宽度800mm，栅条间隙宽度20mm，栅条宽度10mm，在配水渠51后端池壁设计水位200mm以下处设置有配水渠出水管。在混合植物湿地主体52中从上至下依次设置上部布水层521、湿地填料层522、底部集水层523，其中，上部布水层521厚度为300mm，材料为砾石，粒径为16-32mm；上部布水层521中间设置上部布水管525，其与水渠出水管连通，上部布水管525材料为UPVC管，上部布水管525呈非字形排列布置。主管直径150mm，支管直径为75mm，各支管之间的间距为400mm，在支管向下与水平成45°交错排列开有孔眼，孔眼直径15mm，孔距300mm；上部布水层521上面设置土壤层524，土壤层厚度为350mm，土壤层524中种植植物配植层，植物配植层均等分为四厢，第一厢种植芦苇、第二厢种植香蒲、第三厢种植美人蕉、第四厢种植再力花；湿地填料层522，湿地填料层高度为1200mm，材料为沸石和煤渣混合料，配比各占50％，粒径为32-64mm；底部集水层523，集水层厚度为350mm，材料为砾石，粒径为32-64mm；底部集水层523中间设置底部集水管526，底部集水管526材料为UPVC管，底部集水管呈非字形布置。主管直径为100mm，支管直径为50mm，各支管之间的间距为300mm，在支管向上与水平成45°交错排列，开有孔眼，孔口直径10mm，孔距200mm；在混合植物湿地主体52后端池壁底部设置有与底部集水管526连通的底部出水管；在集水渠53后端池壁设计水位200mm处以下设置集水渠出水管，流向立体生境净化塘6。

如图7所示，所述立体生境净化塘6包括塘底锁污层61、塘底沉水植物62、塘中的鱼类63和塘中水面上的生态浮床64、塘底坡边种植的沉水植物带65、塘坡中段种植的浮游植物带66、靠近浮游植物带66上部种植的浮叶植物带67、塘坡上部水陆交界处种植的挺水植物带68、塘滨地带种植的湿生植物带69、以及塘堤面陆域种植的陆生植物带70；经立体生境净化塘6处理后，达标排放。具体地，所述立体生境净化塘6塘深为3000mm，塘壁边坡1:0.5，底部设宽500mm、高500mm的混凝土基础，用于塘壁固定，塘壁铺500mm厚生态袋，用于塘壁加固。塘底设置有塘底锁污层61，塘底锁污层61的材料为改性黏土、镧和聚合氯化铝与页岩颗粒，其比例各占25％，粒径为4-8mm，厚度为200mm；塘底种植塘底沉水植物62，塘底沉水植物62为黑藻；塘水面设置生态浮床64，生态浮床64为圆形，直径为2000mm，生态浮床64上种植植物为蕹菜，水面布置约15％面积的生态浮床64；塘中投放鱼类63，鱼类63按照鲤鱼、鲫鱼50％。鳊鱼20％、鲢鱼、草鱼15％、青鱼5％的比例搭配，每亩投放20-35千克鱼苗为宜；靠塘底坡边种植沉水植物带65，沉水植物带植物为狐尾藻；塘坡中段种植浮游植物带66，浮游植物带66植物为眼子菜、槐叶萍、凤眼莲等其中的任何一种；靠近浮游植物带66上部种植浮叶植物带67，浮叶植物带67植物为睡莲、荇菜、菱、王莲等其中的任何一种；塘坡上部水陆交界处种植挺水植物带68，挺水植物带68植物为花叶芦竹、旱伞草、灯心草等其中的任何一种；塘滨地带种植湿生植物带69，湿生植物带69植物为芭蕉、水仙、野芋等草本植物中的任何一种；塘堤面陆域种植陆生植物带70，陆生植物带70植物为草本植物和木本植物，草本植物是吉祥草、龙舌兰、香石竹等其中的任何一种，木本植物是水杉、池杉、垂柳中的任何一种；立体生境净化塘6前端设置有净化塘进水管，末端设置有净化塘出水管，经处理后的水到达到标准后回用于农田灌溉，或者经消毒后可用于水产养殖用水。

可以理解地，从农田排水污染物的发生区域、路径、趋向入手，实施近源拦截(集水窖)、过程控制(生态拦截沟渠)、尾端净化(混合植物湿地、立体生境净化塘)的多段过程拦截净化，提高了拦截系统的处理效率和耐冲击负荷能力，稳定了设施出水水质。

实施例二：

本发明还提供了一种农业面源污染控制生态治理方法，包括以下步骤：

S1、污染源汇集、调节、沉砂处理：污染源为农田尾水或农田径流水，通过进水箅进入集水窖2，集水窖2对水量和水质进行调节、均和，并初步沉砂，沉砂由窖底的排砂管22排出，上层液经集水窖排水管23流向生态拦截沟渠3中；

S2、吸氮磷、除农残：经S1处理后的污染源(农田尾水或农田径流水)进入生态拦截沟渠3后，通过沟渠坡面植物31(如石菖蒲或水芹菜)、沟渠底面植物32(狗牙根或黑麦草等高效富集氮、磷植物)吸纳氮磷以及水体中残留农药，改善净化水质，还可以利用沟渠内的坡降比，以延长停留时间，促进流水携带颗粒物质的沉降，后流向水解酸化池4中；

S3、水解、酸化处理：经S2处理后的污染源进入水解酸化池4的水解段41，通过设置在水解段41的水解段填料43中的稻壳时，控制水解生物反应时间半个小时，使废水中含有农药成分的大分子有机物开环断键；水解段填料43采用稻壳是为了富集和增加水解微生物的数量，促进水解生物反应，经过水解生物反应后的待处理水进入酸化段42，通过设置在酸化段42的酸化段填料44，可以是小麦、玉米、油料、棉花等农作物秸秆中的任何一种，控制酸化反应时间1个小时，使开环断键后的大分子有机物酸化为可溶性小分子，以提高BOD/COD的比值，即可生化性，为下阶段处理以提高对有机污染物的去除率，打好基础；酸化段填料44采用农作物秸秆是为了富集和增加酸化微生物的数量，促进酸化生物反应；

S4、混合植物湿地进一步去除氮磷：经S3处理后的污染源进入混合植物湿地5中的配水渠51，在配水渠51中设置的格栅用以截留处理水体如塑料、纤维、碎皮、果皮、蔬菜碎叶等悬浮物和漂浮物，以防止湿地堵塞，经混和后的待处理水由配水渠出水管和与之连接的混合植物湿地主体52的上部布水管525进入上部布水层521，再经由沸石和煤渣混合组成的湿地填料层522向下流进入底部集水层523，底部集水管526进入集水渠53；混合植物湿地主体52采用水平潜流型，湿地填料层522、土壤层524和配植植物层形成基质-微生物-植物的组合生态系统，当处理水通过系统时，由于长有植物根系、生物膜的填料层对污水产生过滤、沉淀、吸附等物理作用；植物生长对污水中的污染物吸收和同化；通过湿生植物的导气组织向水体和填料层输送氧气，使填料周围的多种微生物在厌氧、缺氧、好氧等复杂状态下消化降解污染物，对氮、磷有进一步的去除，之后流向立体生境净化塘6；

S5、立体生境净化塘最终修复：经S4处理后的污染源流入立体生境净化塘6，塘底锁污层61是在底泥上形成的稳定的覆盖层，能有效地阻止底泥中的磷向水体中释放，由塘底沉水植物62、鱼类63和生态浮床64组成的微生物系统，利用植物的根系吸收水中的总磷、氨氮、有机物等使塘内水体的营养物质得到转移，使水体得到净化；靠塘底坡边种植的沉水植物带65、塘坡中段种植的浮游植物带66、靠近浮游植物带66上部种植的浮叶植物带67、塘坡上部水陆交界处种植的挺水植物带68、塘滨地带种植的湿生植物带69、以及塘堤面陆域种植的陆生植物带70形成的水陆立体生境，对有机物氮、磷进行有效拦截和净化；

经以上几步处理之后的农田尾水或农田径流水在达到《农田灌溉水质标准》GB5084-2005标准后回用于农田灌溉，或者经消毒后可用于水产养殖用水。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，按照污染源的流向依次包括：农田(1)、集水窖(2)、生态拦截沟渠(3)、水解酸化池(4)、混合植物湿地(5)、以及立体生境净化塘(6)；

所述农田(1)周边的生态田梗周边种植生态田梗植物，农田(1)中的污染源流入集水窖(2)；

所述集水窖(2)上设有集水窖进水口(21)，底部设有排砂管(22)，上方一侧设有集水窖排水管(23)，所述集水窖排水管(23)排向生态拦截沟渠(3)中；

所述生态拦截沟渠(3)中的坡面种植沟渠坡面植物(31)，渠底种植沟渠底面植物(32)，经处理后流向水解酸化池(4)中；

所述水解酸化池(4)分为水解段(41)和酸化段(42)，所述水解段(41)中设置水解段填料(43)，酸化段(42)中设置酸化段填料(44)，污染源依次流经水解段填料(43)、酸化段填料(44)；

所述混合植物湿地(5)包括配水渠(51)、混合植物湿地主体(52)、集水渠(53)，其中混合植物湿地主体(52)中设置上部布水层(521)、湿地填料层(522)、底部集水层(523)，上部布水层(521)的上方设置土壤层(524)，土壤层(524)中配植植物层；污染源依次流经配水渠(51)、上部布水层(521)、湿地填料层(522)、底部集水层(523)、集水渠(53)；集水渠(53)流向立体生境净化塘(6)中；

所述立体生境净化塘(6)包括塘底锁污层(61)、塘底沉水植物(62)、塘中的鱼类(63)和塘中水面上的生态浮床(64)、塘底坡边种植的沉水植物带(65)、塘坡中段种植的浮游植物带(66)、靠近浮游植物带(66)上部种植的浮叶植物带(67)、塘坡上部水陆交界处种植的挺水植物带(68)、塘滨地带种植的湿生植物带(69)、以及塘堤面陆域种植的陆生植物带(70)；经立体生境净化塘(6)处理后，达标排放。

2.根据权利要求1所述的农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，所述生态田梗植物为大豆、豌豆、水芹菜中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，所述沟渠坡面植物(31)为草本植物，如狗牙根或黑麦草等；沟渠底面植物为挺水植物，如石菖蒲或水芹菜等。

4.根据权利要求1所述的农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，所述水解酸化池(4)中设置用于堆料、且带过水孔的支撑板(45)，支撑板(45)上方设置将水解酸化池(4)分成水解段(41)和酸化段(42)的隔板(46)。

5.根据权利要求1所述的农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，所述水解段填料(43)为稻壳；所述酸化段填料(44)为小麦、玉米、油料、棉花等农作物秸秆中的任何一种或多种混合物。

6.根据权利要求1所述的农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，所述土壤层(524)中配植芦苇、香蒲、美人蕉、再力花中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，所述湿地填料层(522)为沸石和煤渣混合料。

8.根据权利要求1所述的农业面源污染控制生态治理系统，其特征在于，所述上部布水层(521)、底部集水层(523)中填充为砾石；上部布水层(521)中设置与配水渠(51)连通的上部布水管(525)，底部集水层(523)中设置与集水渠(53)连通的底部集水管(526)。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的农业面源污染控制生态治理系统的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、污染源汇集、调节、沉砂处理：污染源从农田(1)流经集水窖(2)，集水窖(2)对水量和水质进行调节，沉砂由排砂管(22)排出，上层液经集水窖排水管(23)流向生态拦截沟渠(3)中；

S2、吸氮磷、除农残：经S1处理后的污染源进入生态拦截沟渠(3)后，通过沟渠坡面植物(31)、沟渠底面植物(32)吸纳氮磷以及水体中残留农药，改善净化水质，后流向水解酸化池(4)中；

S3、水解、酸化处理：经S2处理后的污染源进入水解酸化池(4)的水解段(41)，水解段填料(43)经水解反应使废水中含有农药成分的大分子有机物开环断键；经过水解生物反应后的污染源进入酸化段(42)，在酸化段填料(44)作用下，使开环断键后的大分子有机物酸化为可溶性小分子，之后流向混合植物湿地(5)；

S4、混合植物湿地进一步去除氮磷：经S3处理后的污染源进入混合植物湿地(5)中的配水渠(51)，并流入上部布水层(521)，再经湿地填料层(522)向下流进入底部集水层(523)之后进入集水渠(53)中，湿地填料层(522)、土壤层(524)和配植植物层形成基质-微生物-植物的组合生态系统，进一步去除氮、磷，之后流向立体生境净化塘；

S5、立体生境净化塘最终修复：经S4处理后的污染源流入立体生境净化塘(6)，塘底锁污层(61)有效地阻止底泥中的磷向水体中释放，由塘底沉水植物(62)、鱼类(63)和生态浮床(64)组成的微生物系统，利用植物的根系吸收水中的总磷、氨氮、有机物等使塘内水体的营养物质得到转移，使水体得到净化；靠塘底坡边种植的沉水植物带(65)、塘坡中段种植的浮游植物带(66)、靠近浮游植物带(66)上部种植的浮叶植物带(67)、塘坡上部水陆交界处种植的挺水植物带(68)、塘滨地带种植的湿生植物带(69)、以及塘堤面陆域种植的陆生植物带(70)形成的水陆立体生境，对有机物氮、磷进行有效拦截和净化；经以上几步处理之后达标排放。

10.根据权利要求9所述的农业面源污染控制生态治理方法，其特征在于，S3中水解段填料(43)为稻壳，水解生物反应时间不低于半小时；酸化段填料(44)为小麦、玉米、油料、棉花中的一种或多种，酸化反应时间不低于1个小时。

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