CN206109143U - 一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置，属于农田氮磷拦截处理系统的渗滤装置技术领域。基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷氮磷拦截去除组合渗滤装置，包括内部的聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）波纹吸水管及外部的多种材料组合外包层，外包层由透水土工布、蛭石、稻秸秆等材料组成，由里向外包裹于波纹吸水管周围。本实用新型结构合理，使用成本低，防淤堵能力强，排水效果好，具有良好的农田渗流氮磷污染物拦截去除功效，对改善我国农业用水水质，缓解水体富营养化状况具有重大意义。同时本实用新型还可处理大量农业和工业废弃物，节能环保，成本低廉。

Description

一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗 滤装置

技术领域

本实用新型涉及农田地下径流氮磷拦截去除系统的组合渗滤装置，具体是一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置。

背景技术

根据第一次全国污染源普查公报数据，农业源总氮排放量为270.46万t，占排放总量的57.2%，并主要通过农田径流流出。农田面源污染造成大量的氮磷营养物进入江河、湖库，导致水体富营养化，严重威胁区域水环境和水生态安全，制约了经济社会的可持续发展。我国南方平原河网地区由于地势平坦低洼、地下水位常年较高，涝渍灾害治理成为该地区农田水利工程建设的重要任务。在该地区高标准农田建设中，需要将农田灌排工程与农田面源污染治理技术相结合，做到既满足农田排水降渍，又减少农田地下径流氮磷流失，以最佳效果与最少投入解决面临的突出问题，基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截组合渗滤装置提供了一种新的手段，对有效控制农田面源污染和加快生态灌区建设具有特别重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述问题，提供一种结构合理、使用成本低、防淤堵能力强、排水效果好、可大量利用农业废弃物、节能环保、成本低廉的一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置；其具有良好的地下径流氮磷污染物拦截去除效果，对改善我国农田排水水质，缓解水体富营养化状况具有重大意义。

本实用新型的目的是这样实现的，一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置，其特征是：包括波纹吸水管，所述波纹吸水管上依次包覆有透水土工布、蛭石层、稻秸秆层，透水土工布、蛭石层、稻秸秆层构成波纹吸水管的组合外包层；所述波纹吸水管的材料为聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE。

所述透水土工布、蛭石、稻秸秆构成的波纹吸水管的组合外包层整体厚度为20～24cm；组合外包层中，最内层为透水土工布，中层为厚度8～10cm蛭石层，最外层为厚度12～14cm稻秸秆层。

所述蛭石层为多孔介质层，由若干直径10~14mm的蛭石构成。

本实用新型结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本实用新型，包括内部的聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）波纹吸水管及外部的多种材料组合外包层，组合外包层由透水土工布、蛭石、稻秸秆等材料组成，由里向外包裹于吸水暗管（波纹吸水管）周围。所述组合外包层厚度为20~24cm。其中，最内层包裹透水土工布、中层为厚度8~10cm蛭石层，最外层为厚度12~14cm稻秸秆层。蛭石多孔介质层，由直径10~14mm的蛭石构成。

基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置的应用：基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置可替代现有波纹塑料管进行地下排水，同时起到拦截去除农田地下径流氮磷污染物的作用。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，组合渗滤装置埋设于农田地下，主要材料有聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）波纹吸水管、透水土工布、蛭石、稻秸秆等，由里向外包裹于吸水暗管周围，形成以蛭石、稻秸秆为主的农田地下径流氮磷拦截组合渗滤装置。通过对地下径流通道中土壤溶液的物理、化学、生物三重协同处理，将农田排水降渍与氮磷拦截去除目标有机结合，实现其双重功能。

第二，组合外包层最外层为厚度12～14cm稻秸秆层，稻秸秆铺设均匀，渗透系数达0.2cm/s以上，是土壤透水系数20~100倍，透水性强，可以有效改善反滤层的排水特性；南方地区盛产水稻取材方便，运输方便，使用成本低；稻秸秆完全腐殖质化时长为2~3年，稻秸秆腐殖质化后仍可保持良好的组织结构，且极易被蛭石吸附，持续发挥渗滤作用；稻秸秆有机材料有利于农田渗流中硝态氮和磷的拦截。

第三，组合外包层中层为厚度8～10cm蛭石层，蛭石是层状结构的硅酸盐材料，比重较小，具有良好的透气性和极强的吸附、助滤功能，常被用于水处理，总孔隙度达一般在40%以上、渗透能力2倍于稻秸秆，有利于对氮磷拦截；均匀、透气、多孔的蛭石外包层有利于形成微生物群落，可有效去除农田渗流中的氮磷和其他有机污染物。

第四，组合外包层内层选用透水土工布，透水土工布通过机器自动包裹于波纹塑料吸水管的外部，稻秸秆与蛭石铺设施工方便。且透水土工布具有很好的排水能力，耐腐蚀，同时可以防止细小颗粒通过，防止孔隙淤堵，影响排水性能。

附图说明

图1是本实用新型的平面结构示意图；

图2是本实用新型的纵断面结构示意图；

图3是本实用新型的沟槽断面结构示意图；

图中：1稻秸秆层、2波纹吸水管、3透水土工布、4蛭石层、5回填土、6组合渗滤装置、7不透水硬质管。

具体实施方式

如图1-3所示，一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置，首先在田间开挖底宽为50～55cm的沟槽，开挖深度和间距依据当地农田排水工程设计标准以及土壤特性，通过水力计算确定，暗管（波纹吸水管）比降控制在1/1000～1/2000，然后在沟槽的底部铺设14cm厚的稻秸秆垫层，将包裹透水土工布3的波纹吸水管2放置于稻秸秆垫层的中心位置，再在波纹吸水管2的外层覆盖厚度为8～10cm蛭石层4，并在蛭石介质层的外层填充12～14cm稻秸秆层，最后用回填土5将沟槽填满。另外，上述组合渗滤装置靠近出水口的1.5～2.0m处需设置不透水的硬质塑料管7。

渗滤体的氮磷拦截去除作用：在农田渗滤系统中设置以蛭石、稻秸秆为主的地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置。农田塑料吸水暗管管径、埋设深度与间距依据当地农田排水工程设计标准以及土壤特性，通过水力计算确定。最外层为厚度12～14cm稻秸秆层、中层为厚度8～10cm蛭石层，内层为透水土工布。稻秸秆、蛭石和透水土工布组合外包材料构成反滤层满足透水性强，层层拦截由粗到细的土壤颗粒，保证其排水和防淤堵。直径10～14mm、构成8-10cm厚的多孔介质层，与外层稻秸秆、透水土工布一起构成的组合渗滤装置对地下渗流滤中的氮磷进行滞留、过滤、吸附、氧化还原作用，同时为微生物群落提供更好的附着与生长条件，微生物的硝化与反硝化作用成为地下排水过程氮磷去除的主要途径，本专利申请者的试验结果表明该装置的渗流氮磷拦截去除率可以达到40%以上，其中对磷的去除率超过80%。

图中：L为波纹吸水管的长度，B为波纹吸水管的间距，D为波纹吸水管的埋深。

本实用新型结构合理，使用成本低，防淤堵能力强，排水效果好，具有良好的氮磷污染物拦截去除功效，对改善我国农田排水水质，缓解水体富营养化状况具有重大意义。同时本实用新型还可大量利用农业和工业废弃物，节能环保，成本低廉。

Claims (3)

1.一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置，其特征是：包括波纹吸水管（2），所述波纹吸水管（2）上依次包覆有透水土工布（3）、蛭石层（4）、稻秸秆层（1），透水土工布（3）、蛭石层（4）、稻秸秆层（1）构成波纹吸水管（2）的组合外包层；所述波纹吸水管（2）的材料为聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE。

2.根据权利要求1所述的一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置，其特征是：所述透水土工布（3）、蛭石层（4）、稻秸秆层（1）构成的波纹吸水管（2）的组合外包层整体厚度为20～24cm；组合外包层中，最内层为透水土工布（3），中层为厚度8～10cm蛭石层（4），最外层为厚度12～14cm稻秸秆层（1）。

3.根据权利要求1所述的一种基于蛭石、稻秸秆的农田地下径流氮磷拦截去除组合渗滤装置，其特征是：所述蛭石层（4）为多孔介质层，由若干直径10~14mm的蛭石构成。