CN112408710A - 一种农业面源污染修复用生态拦截装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业面源污染修复用生态拦截装置及方法，装置包括拦截渠体、预处理组件、浮筒拦截组件和生态拦截组件；预处理组件包括拦截格栅和收集箱，拦截格栅设在拦截渠体头部端，收集箱设在拦截渠体外壁上，浮筒拦截组件包括安装盖板、吸附棉筒和滑动安装块，吸附棉筒卡接在安装盖板上，滑动安装块卡接在拦截渠体上后与浮筒拦截组件卡接，生态拦截组件包括填料框、种植架和水生植物种植器，种植架卡接在填料框上，水生植物种植器设在种植架上；本发明利用预处理组件拦截并收集水体中杂质，利用浮筒拦截组件吸附水体中有机污染物，利用生态拦截组件吸附固定水体中有机污染物；本发明结构设计合理，污染物拦截效率高，适宜大量推广。

Description

一种农业面源污染修复用生态拦截装置及方法

技术领域

本发明涉及面源污染修复设备技术领域，具体涉及一种农业面源污染修复用生态拦截装置及方法。

背景技术

农业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，如农田中的土粒、氮素、磷素、农药重金属、农村禽畜粪便与生活垃圾等有机或无机物质，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所引起的污染；在农业面源污染中农村固体废弃物污染尤为严重在农村的大量流动水源处随处可见在两边积留着大量的固体废弃物，同时在水面也飘杂着庞多的漂浮杂物，这对农村水体的污染影响及其严重。

现阶段，为解决河流表面漂浮的污染物，大部分是在河流表面采用拦截处理，然后，通过人工集中捕捞污染物，保持河面清洁，降低河流污染，但是，现有的污染物拦截装置普遍存在以下问题：实用性较差，处理过程中易造成二次污染；功能比较单一，污染物拦截不够彻底；设备运行不够稳定，经济投入较大。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种修复效率高、科学环保的农业面源污染修复用生态拦截装置及方法。

本发明的技术方案为：一种农业面源污染修复用生态拦截装置，包括拦截渠体、预处理组件、浮筒拦截组件和生态拦截组件；拦截渠体为U型槽结构，且拦截渠体底部头端为V型结构，拦截渠体的内壁上依次对称设置有第一滑动卡槽和第二滑动卡槽，拦截渠体底部设置有定位槽，定位槽与第二滑动卡槽位置对应；预组件包括拦截格栅和收集箱，拦截格栅设置在拦截渠体头部端，收集箱设置有两个，两个收集箱分别设置在拦截渠体外壁两侧，且两个收集箱靠近拦截格栅的一端均设置有收集口；浮筒拦截组件设置有2-4个，浮筒拦截组件包括安装盖板、吸附棉筒和滑动安装块，安装盖板设置有两个，两个安装盖的中心位置之间活动卡接有定位管，吸附棉筒活动卡接在两个安装盖板之间，且套设在定位管上，两个安装盖的外边沿处通过螺纹拉杆连接，2-4个浮筒拦截组件之间依次转动卡接，两个滑动安装块分别活动卡接在两个第一滑动卡槽上，且分别与连接在一起的2-4个浮筒拦截组件的两端转动卡接；生态拦截组件包括填料框、种植架和水生植物种植器，填料框为上端开口的多孔矩形框体，填料框活动卡接在定位槽上，填料框内部填充有脱磷固氮填料，种植架的两侧活动卡接在第二滑动卡槽内，且种植架底部与填料框上端开口活动卡接，种植架上设置有种植槽，种植槽与填料框导通，水生植物种植器通过滑动滚珠活动卡接在种植槽内，且水生植物种植器上端边沿处呈散射状均匀设置有多个旋转拨动板，水生植物种植器内种植有挺水植物。

进一步地，拦截格栅包括上固定板和格栅杆，上固定板固定设置在拦截渠体头部端，且与拦截渠体底部头端结构相适应，格栅杆均匀设置在拦截渠体与上固定板之间，且与其转动卡接，两个收集箱内部均活动卡接有打捞网箱，打捞网箱与收集口位置对应处均设置有开口，打捞网箱上端设置有吊耳；通过设置与拦截渠体和上固定板转动卡接的格栅杆，有利于提高格栅杆的拦截效果，同时减小了格栅杆对水流的阻力，通过设置打捞网箱，便于对收集箱内收集的污染物进行清理，延长装置的运行周期。

进一步地，格栅杆上通过转动卡环连接有生物飘带，通过生物飘带为水中微生物提供附着条件，利用微生物分解和吸收水中有机污染物。

进一步地，吸附棉筒上设置有清理组件，清理组件包括清理电机、清理刮板和连接丝杠，清理电机固定设置在定位管内部，清理电机的输出轴上设置有主动齿轮，主动齿轮位于安装盖内部，连接丝杠设置有3-6个，3-6个连接丝杠均匀卡接在两个安装盖之间，3-6个连接丝杠的端部均设置有连接齿轮，各个连接齿轮分别与主动齿轮啮合连接，清理刮板活动套设在吸附棉筒外部，且分别与各个连接丝杠螺纹连接；使用时，通过外部电源带动清理电机启动，通过主动齿轮带动连接齿轮转动，进而使清理刮板在连接丝杠的作用下在吸附棉筒表面往复运动，刮除吸附棉筒表面附着的污染物，确保吸附棉筒的吸附效果。

进一步地，两个安装盖之间活动卡接有转动叶片，转动叶片位于清理刮板外部，通过设置转动叶片，使得浮筒拦截组件在水流冲击作用下发生转动，一方面能够缓解水流对浮筒拦截组件的冲击力，另一方面能够保证吸附棉筒的吸附效率达到最优。

进一步地，拦截渠体的内部上铺设有透水砖，通过设置透水砖，能够降低拦截渠体对河流的扰动，提高了河流生态环境的稳定性。

一种农业面源污染修复用生态拦截方法，包括以下步骤：

S1：将拦截渠体通过吊装设备投放于受污染河流底部，并沿河流流向依次安装预处理组件、浮筒拦截组件和生态拦截组件；

S2：当污染水源经过拦截格栅时，水体中大颗粒杂质被拦截，由于拦截渠体头端底部为V型结构，所以被拦截格栅拦截的污染物在水流冲刷作用下，通过收集箱上的收集口进入打捞网箱内部，同时水中微生物附着在生物飘带上，用于吸收分解污染水体中的有机污染物；

S3：污染水体通过浮筒拦截组件时，水流冲击转动叶片，使得浮筒拦截组件发生转动，利用吸附棉筒吸附水体中的有机污染物；同时，浮筒拦截组件随着水位的变化，通过滑动安装块在第一滑动卡槽内上下滑动；

S4：污染水体最后经生态拦截组件处理后流入下游河流，水体中的有机污染物被填料框内填充的脱磷固氮填料吸收固定，并以此作为水生植物种植器内种植的挺水植物的营养物质，达到净化水体的目的；

S5、当装置运行一段时间后，通过吊装设备将利用吊耳将打捞网箱吊出收集箱，对打捞网箱内的污染物进行清理；并通过外部电源带动清理电机启动，通过主动齿轮带动连接齿轮转动，进而使清理刮板在连接丝杠的作用下在吸附棉筒表面往复运动，刮除吸附棉筒表面附着的污染物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，设备运行稳定、可靠，通过设置拦截格栅和浮筒拦截组件，能够对面源污染水体中漂浮污染物进行拦截净化，同时便于定期对其所截留的污染物进行清理，有效保障了设备的运行稳定性；同时，利用在格栅杆上设置生物飘带，为污染水体中微生物提供附着环境，利用微生物分解水体中的污染物；通过设置能够在种植槽转动的水生植物种植器，降低了水流对水生植物的冲击作用，有利于水生植物的生长，促进植物根系吸收、固定水体中氮磷等有机污染物。

附图说明

图1是本发明的纵剖图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的预处理组件与拦截渠体的连接示意图；

图4是本发明的浮筒拦截组件与拦截渠体的连接示意图；

图5是本发明的吸附棉筒与盖板的连接示意图；

图6是本发明的清理组件与浮筒拦截组件的连接示意图；

图7是本发明的生态拦截组件与拦截渠体的连接示意图；

其中，1-拦截渠体、10-第一滑动卡槽、11-第二滑动卡槽、12-定位槽、2-预处理组件、20-拦截格栅、200-上固定板、201-格栅杆、21-收集箱、210-收集口、22-打捞网箱、220-吊耳、23-生物飘带、230-转动卡环、3-浮筒拦截组件、30-安装盖板、300-定位管、301-螺纹拉杆、302-转动叶片、31-吸附棉筒、32-滑动安装块、33-清理组件、330-清理电机、331-清理刮板、332-连接丝杠、333-主动齿轮、334-连接齿轮、4-生态拦截组件、40-填料框、41-种植架、410-种植槽、42-水生植物种植器、420-滑动滚珠、421-旋转拨动板。

具体实施方式

实施例：如图1、2所示的一种农业面源污染修复用生态拦截装置，包括拦截渠体1、预处理组件2、浮筒拦截组件3和生态拦截组件4；拦截渠体1为U型槽结构，且拦截渠体1底部头端为V型结构，拦截渠体1的内壁上依次对称设置有第一滑动卡槽10和第二滑动卡槽11，拦截渠体1底部设置有定位槽12，定位槽12与第二滑动卡槽11位置对应；拦截渠体1的内部上铺设有透水砖，通过设置透水砖，能够降低拦截渠体1对河流的扰动，提高了河流生态环境的稳定性；

如图2、3所示，预组件2包括拦截格栅20和收集箱21，拦截格栅20设置在拦截渠体1头部端，收集箱21设置有两个，两个收集箱21分别设置在拦截渠体1外壁两侧，且两个收集箱21靠近拦截格栅20的一端均设置有收集口210；拦截格栅20包括上固定板200和格栅杆201，上固定板200固定设置在拦截渠体1头部端，且与拦截渠体1底部头端结构相适应，格栅杆201均匀设置在拦截渠体1与上固定板200之间，且与其转动卡接，两个收集箱21内部均活动卡接有打捞网箱22，打捞网箱22与收集口210位置对应处均设置有开口，打捞网箱22上端设置有吊耳220；通过设置与拦截渠体1和上固定板200转动卡接的格栅杆201，有利于提高格栅杆201的拦截效果，同时减小了格栅杆201对水流的阻力，通过设置打捞网箱22，便于对收集箱21内收集的污染物进行清理，延长装置的运行周期；格栅杆201上通过转动卡环230连接有生物飘带23，生物飘带23为纤维布条，通过生物飘带23为水中微生物提供附着条件，利用微生物分解和吸收水中有机污染物；

如图2、4、5、6所示，浮筒拦截组件3设置有3个，浮筒拦截组件3包括安装盖板30、吸附棉筒31和滑动安装块32，安装盖板30设置有两个，两个安装盖30的中心位置之间活动卡接有定位管300，吸附棉筒31活动卡接在两个安装盖板30之间，且套设在定位管300上，两个安装盖30的外边沿处通过螺纹拉杆301连接，3个浮筒拦截组件3之间依次转动卡接，两个滑动安装块32分别活动卡接在两个第一滑动卡槽10上，且分别与连接在一起的3个浮筒拦截组件3的两端转动卡接；吸附棉筒31上设置有清理组件33，清理组件33包括清理电机330、清理刮板331和连接丝杠332，清理电机330固定设置在定位管300内部，清理电机330为市售产品，清理电机330的输出轴上设置有主动齿轮333，主动齿轮333位于安装盖30内部，连接丝杠330设置有4个，4个连接丝杠330均匀卡接在两个安装盖30之间，4个连接丝杠330的端部均设置有连接齿轮334，各个连接齿轮334分别与主动齿轮333啮合连接，清理刮板331活动套设在吸附棉筒31外部，且分别与各个连接丝杠330螺纹连接；使用时，通过外部电源带动清理电机330启动，通过主动齿轮333带动连接齿轮334转动，进而使清理刮板331在连接丝杠的作用下在吸附棉筒31表面往复运动，刮除吸附棉筒31表面附着的污染物，确保吸附棉筒31的吸附效果；两个安装盖30之间活动卡接有转动叶片302，转动叶片302位于清理刮板331外部，通过设置转动叶片302，使得浮筒拦截组件3在水流冲击作用下发生转动，一方面能够缓解水流对浮筒拦截组件3的冲击力，另一方面能够保证吸附棉筒31的吸附效率达到最优；

如图1、2、7所示，生态拦截组件4包括填料框40、种植架41和水生植物种植器42，填料框40为上端开口的多孔矩形框体，填料框40活动卡接在定位槽12上，填料框40内部填充有脱磷固氮填料，如火山石、沸石中和活性炭颗粒等体积组成的混合物；种植架41的两侧活动卡接在第二滑动卡槽11内，且种植架41底部与填料框40上端开口活动卡接，种植架41上设置有种植槽410，种植槽410与填料框40导通，水生植物种植器42通过滑动滚珠420活动卡接在种植槽410内，且水生植物种植器42上端边沿处呈散射状均匀设置有多个旋转拨动板421，水生植物种植器42内种植有挺水植物，如芦苇或美人蕉。

利用上述实施例的装置修复农业面源污染的生态拦截方法，包括以下步骤：

S1：将拦截渠体1通过吊装设备投放于受污染河流底部，并沿河流流向依次安装预处理组件2、浮筒拦截组件3和生态拦截组件4；

S2：当污染水源经过拦截格栅20时，水体中大颗粒杂质被拦截，由于拦截渠体1头端底部为V型结构，所以被拦截格栅20拦截的污染物在水流冲刷作用下，通过收集箱21上的收集口210进入打捞网箱22内部，同时水中微生物附着在生物飘带23上，用于吸收分解污染水体中的有机污染物；

S3：污染水体通过浮筒拦截组件3时，水流冲击转动叶片302，使得浮筒拦截组件3发生转动，利用吸附棉筒31吸附水体中的有机污染物；同时，浮筒拦截组件3随着水位的变化，通过滑动安装块32在第一滑动卡槽10内上下滑动；

S4：污染水体最后经生态拦截组件4处理后流入下游河流，水体中的有机污染物被填料框40内填充的脱磷固氮填料吸收固定，并以此作为水生植物种植器42内种植的挺水植物的营养物质，达到净化水体的目的；

S5、当装置运行一段时间后，通过吊装设备将利用吊耳220将打捞网箱22吊出收集箱21，对打捞网箱22内的污染物进行清理；并通过外部电源带动清理电机330启动，通过主动齿轮333带动连接齿轮334转动，进而使清理刮板331在连接丝杠的作用下在吸附棉筒31表面往复运动，刮除吸附棉筒31表面附着的污染物。

Claims (7)

1.一种农业面源污染修复用生态拦截装置，其特征在于，包括拦截渠体(1)、预处理组件(2)、浮筒拦截组件(3)和生态拦截组件(4)；所述拦截渠体(1)为U型槽结构，且拦截渠体(1)底部头端为V型结构，拦截渠体(1)的内壁上依次对称设置有第一滑动卡槽(10)和第二滑动卡槽(11)，拦截渠体(1)底部设置有定位槽(12)，所述定位槽(12)与第二滑动卡槽(11)位置对应；所述预组件(2)包括拦截格栅(20)和收集箱(21)，所述拦截格栅(20)设置在拦截渠体(1)头部端，所述收集箱(21)设置有两个，两个收集箱(21)分别设置在拦截渠体(1)外壁两侧，且两个收集箱(21)靠近拦截格栅(20)的一端均设置有收集口(210)；所述浮筒拦截组件(3)设置有2-4个，浮筒拦截组件(3)包括安装盖板(30)、吸附棉筒(31)和滑动安装块(32)，所述安装盖板(30)设置有两个，两个安装盖(30)的中心位置之间活动卡接有定位管(300)，所述吸附棉筒(31)活动卡接在两个安装盖板(30)之间，且套设在所述定位管(300)上，两个安装盖(30)的外边沿处通过螺纹拉杆(301)连接，2-4个浮筒拦截组件(3)之间依次转动卡接，两个所述滑动安装块(32)分别活动卡接在两个第一滑动卡槽(10)上，且分别与连接在一起的2-4个浮筒拦截组件(3)的两端转动卡接；所述生态拦截组件(4)包括填料框(40)、种植架(41)和水生植物种植器(42)，所述填料框(40)为上端开口的多孔矩形框体，填料框(40)活动卡接在所述定位槽(12)上，填料框(40)内部填充有脱磷固氮填料，所述种植架(41)的两侧活动卡接在所述第二滑动卡槽(11)内，且种植架(41)底部与填料框(40)上端开口活动卡接，种植架(41)上设置有种植槽(410)，所述种植槽(410)与填料框(40)导通，所述水生植物种植器(42)通过滑动滚珠(420)活动卡接在所述种植槽(410)内，且水生植物种植器(42)上端边沿处呈散射状均匀设置有多个旋转拨动板(421)，水生植物种植器(42)内种植有挺水植物。

2.根据权利要求1所述的一种农业面源污染修复用生态拦截装置，其特征在于，所述拦截格栅(20)包括上固定板(200)和格栅杆(201)，所述上固定板(200)固定设置在拦截渠体(1)头部端，且与拦截渠体(1)底部头端结构相适应，所述格栅杆(201)均匀设置在拦截渠体(1)与上固定板(200)之间，且与其转动卡接，两个所述收集箱(21)内部均活动卡接有打捞网箱(22)，所述打捞网箱(22)与收集口(210)位置对应处均设置有开口，打捞网箱(22)上端设置有吊耳(220)。

3.根据权利要求2所述的一种农业面源污染修复用生态拦截装置，其特征在于，所述格栅杆(201)上通过转动卡环(230)连接有生物飘带(23)。

4.根据权利要求1所述的一种农业面源污染修复用生态拦截装置，其特征在于，所述吸附棉筒(31)上设置有清理组件(33)，所述清理组件(33)包括清理电机(330)、清理刮板(331)和连接丝杠(332)，所述清理电机(330)固定设置在定位管(300)内部，清理电机(330)的输出轴上设置有主动齿轮(333)，所述主动齿轮(333)位于安装盖(30)内部，所述连接丝杠(330)设置有3-6个，3-6个连接丝杠(330)均匀卡接在两个安装盖(30)之间，3-6个连接丝杠(330)的端部均设置有连接齿轮(334)，各个所述连接齿轮(334)分别与主动齿轮(333)啮合连接，所述清理刮板(331)活动套设在吸附棉筒(31)外部，且分别与各个连接丝杠(330)螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种农业面源污染修复用生态拦截装置，其特征在于，两个所述安装盖(30)之间活动卡接有转动叶片(302)，所述转动叶片(302)位于清理刮板(331)外部。

6.利用权利要求1-5任意一项所述的装置修复农业面源污染的生态拦截方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将拦截渠体(1)通过吊装设备投放于受污染河流底部，并沿河流流向依次安装预处理组件(2)、浮筒拦截组件(3)和生态拦截组件(4)；

S2：当污染水源经过拦截格栅(20)时，水体中大颗粒杂质被拦截，由于拦截渠体(1)头端底部为V型结构，所以被拦截格栅(20)拦截的污染物在水流冲刷作用下，通过收集箱(21)上的收集口(210)进入打捞网箱(22)内部，同时水中微生物附着在生物飘带(23)上，用于吸收分解污染水体中的有机污染物；

S3：污染水体通过浮筒拦截组件(3)时，水流冲击转动叶片(302)，使得浮筒拦截组件(3)发生转动，利用吸附棉筒(31)吸附水体中的有机污染物；同时，浮筒拦截组件(3)随着水位的变化，通过滑动安装块(32)在第一滑动卡槽(10)内上下滑动；

S4：污染水体最后经生态拦截组件(4)处理后流入下游河流，水体中的有机污染物被填料框(40)内填充的脱磷固氮填料吸收固定，并以此作为水生植物种植器(42)内种植的挺水植物的营养物质，达到净化水体的目的；

S5、当装置运行一段时间后，通过吊装设备将利用吊耳(220)将打捞网箱(22)吊出收集箱(21)，对打捞网箱(22)内的污染物进行清理；并通过外部电源带动清理电机(330)启动，通过主动齿轮(333)带动连接齿轮(334)转动，进而使清理刮板(331)在连接丝杠的作用下在吸附棉筒(31)表面往复运动，刮除吸附棉筒(31)表面附着的污染物。

7.根据权利要求2所述的一种农业面源污染修复用生态拦截装置，其特征在于，所述格栅杆(201)上设置有转动卡环(230)，所述转动卡环(230)树上连接有生物飘带(23)。

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