CN212954725U

CN212954725U - 一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统

Info

Publication number: CN212954725U
Application number: CN202020696924.0U
Authority: CN
Inventors: 黄李
Original assignee: Hunan Katie Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Katie Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2030-04-30

Abstract

本实用新型提供了一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，涉及生态治理技术领域，按照污染源的流向依次包括：生物强化调节沉淀池、水解酸化池、浅层生态湿地主体、深水强化土壤水解酸化塘、消毒净化池；所述生物强化调节沉淀池用于拦污、初步沉淀泥沙；所述水解酸化池用于水解酸化水体；所述浅层生态湿地主体用以进一步去除氮磷处理；所述深水强化土壤水解酸化塘用于彻底净化；所述消毒净化池用于对水体最终的消毒，后达标排放。利用沟渠进入中小流域入口适宜地形处构边水源前置生态治理系统，能够有效减少集水区来水的有机污染负荷，氮、磷污染负荷。

Description

一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统

技术领域

本实用新型涉及生态治理技术领域，特别涉及一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统。

背景技术

农田面源污染矿量大，污染主体多，污染源分散而且隐蔽，污染发生时间和空间只有随机性和不确定性，难监测、难量化，因此，农业面源污染控制难度较大。

农业面源污染不仅包括氮、磷等无机污染物，还包括农药带有的有机污染，呈复合污染特征。加上农业生产经营的多样化，使得农业面源污染难以像点源污染治理那样制定统一的技术标准和措施。因此农业面源污染治理难度大。

农业面源污染进入中小流域或饮用水源水体，将直接威胁水源地保护区的水质，因此亟待治理，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领域里的治理某些模式，存在着某些不足的缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，利用沟渠进入中小流域入口适宜地形处构边水源前置生态治理系统，能够有效减少集水区来水的有机污染负荷，氮、磷污染负荷。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，按照污染源的流向依次包括：生物强化调节沉淀池、水解酸化池、浅层生态湿地主体、深水强化土壤水解酸化塘、消毒净化池；

所述生物强化调节沉淀池首端设有拦污井，末端设有集水槽，拦污井前端设有进水口，后端设有与生物强化调节沉淀池相通的拦污井后端池壁出水孔，生物强化调节沉淀池内靠近首端的底部设有泥沙斗，池底还种植有池底强化植物，水经处理后汇入集水槽中，流向水解酸化池；

所述水解酸化池一端进水，另一端出水，池中设有用于堆放水解酸化池填料的支撑板，经处理后流向浅层生态湿地主体；

所述浅层生态湿地主体包括配水渠、浅层生态湿地、出水渠，其中浅层生态湿地中设置上部布水层、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、出水渠；出水渠流向深水强化土壤水解酸化塘中；

所述深水强化土壤水解酸化塘一端进水，另一端出水流向消毒净化池；深水强化土壤水解酸化塘的塘壁采用生态保护坡，塘壁上种植塘坡面挺水植物，塘堤种植塘堤石植物，塘底种植塘底沉水植物，塘水面设置有生态浮床；

所述消毒净化池包括消毒池和清水池，消毒池首端设有进水端，消毒池底设有消毒设备，消毒设备处理后排向清水池，后达标排放。

进一步地，所述拦污井后端与集水槽之间依次设有前段挡流板、后段挡流板，拦污井后端与前段挡流板之间还设有隔板，所述前段挡流板、后段挡流板、隔板底部与生物强化调节沉淀池底留有通道。

进一步地，所述水解酸化池填料为改性硅藻土。

进一步地，所述湿地填料层为石英砂。

进一步地，所述塘堤石植物为草本植物和木本植物混种。

进一步地，所述深水强化土壤水解酸化塘从进口到出口之间水域按品字形布置导流板。

进一步地，所述深水强化土壤水解酸化塘中靠近塘出口的一端塘内设置透水过滤坝。

进一步地，所述消毒设备为紫外线消毒设备。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用沟渠进入中小流域入口适宜地形处构边水源前置生态治理系统，能够有效减少集水区来水的有机污染负荷，氮、磷污染负荷；具有拦截储蓄农田尾水，经流水沉淀，过滤和生态处理水中的污染物，减轻水体富营养化，改善和保护水质的作用。

本实用新型中湿地填料层、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。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例的治理流程图；

图2为本实用新型图1中系统布局示意图；

图3为本实用新型图2中生物强化调节沉淀池主剖结构示意图；

图4为本实用新型图2中水解酸化池剖视结构示意图；

图5为本实用新型图2中浅层生态湿地主体主剖结构示意图；

图6为本实用新型图5中底部集水管俯视结构示意图；

图7为本实用新型图2中深水强化土壤水解酸化塘主剖结构示意图；

图8为本实用新型图2中消毒净化池主剖结构示意图。

图中：1、生物强化调节沉淀池；11、拦污井；12、集水槽；13、拦污井后端池壁出水孔；14、泥沙斗；15、池底强化植物；16、前段挡流板；17、后段挡流板；18、隔板；2、水解酸化池；21、支撑板；22、水解酸化池填料；3、浅层生态湿地主体；31、配水渠；32、浅层生态湿地；321、上部布水层；322、湿地填料层；323、底部集水层；324、土壤层；33、出水渠；4、深水强化土壤水解酸化塘；41、塘坡面挺水植物；42、塘堤石植物；43、塘底沉水植物；44、生态浮床；45、导流板；46、透水过滤坝；5、消毒净化池；51、消毒池；52、清水池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图2，本实用新型实施例提供了一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，按照污染源的流向依次包括：生物强化调节沉淀池1、水解酸化池2、浅层生态湿地主体3、深水强化土壤水解酸化塘4、消毒净化池5；其中，污染源为农田尾水或农田经流水。

如图3所示，所述生物强化调节沉淀池1首端设有拦污井11，末端设有集水槽12，拦污井11前端设有进水口，后端设有与生物强化调节沉淀池1相通的拦污井后端池壁出水孔13，生物强化调节沉淀池1内靠近首端的底部设有泥沙斗14，池底还种植有池底强化植物15，水经处理后汇入集水槽12中，流向水解酸化池2；所述拦污井后端与集水槽12之间依次设有前段挡流板16、后段挡流板17，拦污井11后端与前段挡流板16之间还设有隔板18，其主要用于水面分层以及减少水流对人工湿地的造成的冲击力，所述前段挡流板16、后段挡流板17、隔板18底部与生物强化调节沉淀池1底留有通道，防止上层液体直接排走，如此一来，经阻挡、强制沉淀后排出，起到调节、沉砂作用。具体地，所述生物强化调节沉淀池1前端设置有拦污井11，拦污井11内安装有拦污设备，可以为栅栏，拦污井11前端池壁上部设计水位处设置源进水管，拦污井11后端池壁上部设计水位以下100mm处设置有拦污井后端池壁出水孔13；在前端挡流板16前面设置一块隔板18，隔板18下面设置有淹没孔，在池前端底部设置有泥沙斗14，在池后端设集水槽12，集水槽12后端池壁设置有集水槽出水管，池底部设置有池底强化植物15，池底强化植物可以为苦草，农田尾水或农田经流水通过沟渠由进水管进入生物强化调节沉淀池1，经过拦污、沉砂和水质水量调节后由集水槽出水管进入水解酸化池2。

如图4所示，所述水解酸化池2，从一端进水，另一端出水，池中设有用于堆放水解酸化池填料22的支撑板21，所述水解酸化池填料22为改性硅藻土，经处理后流向浅层生态湿地主体3；具体地，所述水解酸化池2前端设置有水解酸化池进水管，在离池底600mm处设置支撑板21，支撑板为钢板防腐，厚度为10mm，在钢板上钻25mm孔，孔间距为120mm，在钻孔的钢板上铺设尼龙网；在支撑板上散堆水解酸化池填料22，水解酸化池填料为改性硅藻土，粒径为16～32mm，填充率为40％，填料区上面用钢丝网压顶；在水解酸化池后端池壁设计水位150mm以下处设置有水解酸化池出水管，水解酸化池出水管和浅层生态湿地主体3的配水渠进水管连接。水解酸化池2工作原理是在有氧和厌氧两个阶段，首先是在细菌胞外酶的作用下，将复杂的大分子不溶性有机物水解为简单的小分子水溶性有机物；然后通过发酵细菌将水解产物吸收进细胞内，排出挥发性脂肪酸(VFA)、醇类、乳酸等代谢产物。

如图5-6所示，所述浅层生态湿地主体3包括配水渠31、浅层生态湿地32、出水渠33，其中浅层生态湿地32中设置上部布水层321、湿地填料层322、底部集水层323，上部布水层321的上方设置土壤层324，土壤层324中配植植物层；污染源依次流经配水渠31、上部布水层321、湿地填料层322、底部集水层323、出水渠33；出水渠33流向深水强化土壤水解酸化塘4中；所述湿地填料层322为石英砂；具体地，所述浅层生态湿地主体3由配水渠31，浅层生态湿地32和出水渠33三部分组成。在配水渠31前端池壁设计水位250mm以下处设置有配水渠进水管，在后端池壁设计水位250mm以下处设置有配水渠出水管。在浅层生态湿地32底部设置有上部布水层321，布水层厚度为200mm，材料为砾石，粒径为16～32mm；上部布水层中间设置有上部布水管，材料为upvc管，布水管呈非字型布置，主管直径为150mm，支管直径75mm，各支管之间的间距300mm，在支管向下与水平呈45°交错排列开有15mm孔眼，孔距为300mm；上部布水层上面设置土壤层324，土壤厚度为300mm，土壤层中种植植物配置层，植物配置层植物为水芹菜。湿地填料层322，湿地填料为石英砂，粒径为4-8mm，填料层厚度为500mm，底部集水层323，底部集水层厚度为200mm，材料为砾石，粒径为32～64mm；底部集水层中间设置有底部集水管，材料为upvc管，集水管呈非字型布置，主管直径为100mm，支管直径为50mm，各支管之间的间距为200mm，在支管向上与水平呈45度交错排列开有10mm的孔眼，孔距为200mm，和底部集水管连接的是底部出水管，与深水强化土壤水解酸化塘4进水管连接。

如图7所示，所述深水强化土壤水解酸化塘4，其从一端进水，另一端出水流向消毒净化池5；深水强化土壤水解酸化塘4的塘壁采用生态保护坡，塘壁上种植塘坡面挺水植物41，塘堤种植塘堤石植物42，塘底种植塘底沉水植物43，塘水面设置有生态浮床44；所述塘堤石植物42为草本植物和木本植物混种；所述深水强化土壤水解酸化塘4从进口到出口之间水域按品字形布置导流板45；所述深水强化土壤水解酸化塘4中靠近塘出口的一端塘内设置透水过滤坝46；具体地，所述深水强化生态塘4塘深为3500mm，塘壁边坡比为1:0.5，在塘底部是素土夯实。再在周围砌筑浆砌石基础，高度为500mm，宽度为400mm，塘壁采用生态护坡，生态护坡为连锁植草砖护坡，单块植草砖宽度为1200mm，高度为900mm，塘坡面种植种植塘坡面挺水植物41，塘坡面挺水植物为水生美人蕉，塘堤面种植塘堤面植物42，塘堤面植物为草本植物和木本植物混种，草本植物为龟背竹，木本植物为垂柳；塘底种植塘底沉水植物43，塘底沉水植物为狐尾藻；另外在塘前端和后端空间设置有品字型导流板45，防止水流直接通过，增加净化行程；在塘水面设置有生态浮床44，生态浮床为方型，长度为2000mm，宽度为1000mm，生态浮床上种植蕹菜；在塘后端空间设置有透水过滤坝46，透水过滤坝为梯形，坝体材料为石灰岩和煤渣，粒径为32～64mm；在深水强化生态塘4进口设置有塘进水管，出口设置有塘出水管，.深水强化生态塘4出水由塘出水管与消毒净化池5的消毒池进水管连通。深水强化生态塘4工作原理是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，强化对氮、磷有进一步的去除，增加整体去除效率。

如图8所示，所述消毒净化池5包括消毒池51和清水池52，其首端设有进水端，消毒池51底设有消毒设备，所述消毒设备为紫外线消毒设备，消毒设备处理后排向清水池52，后达标排放。具体地，所述消毒净化池5由消毒池51和清水池52两部分组成。在消毒池前端池壁上部设置有消毒池进水管，在消毒池底部设置有消毒设备，消毒设备为紫外线消毒器，消毒池51其主要工作原理是指利用水处理用紫外线消毒器，通过紫外线对水体进行照射，从而杀灭水体中的病毒、细菌等微生物，达到消毒净化的目的；消毒设备出水管穿过消毒净化池的中间隔墙进入清水池52，在清水池后端池壁上部设计水位下300mm处设置有清水池出水管和控制阀。经沉淀后的水质达到《地表水环境质量标准》(GT3838-2002)Ⅲ类标准后排入水体。

可以理解地，利用沟渠进入中小流域入口适宜地形处构边水源前置生态治理系统，能够有效减少集水区来水的有机污染负荷，氮、磷污染负荷；具有拦截储蓄农田尾水，经流水沉淀，过滤和生态处理水中的污染物，减轻水体富营养化，改善和保护水质的作用。

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实用新型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实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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，在不脱离本实用新型原理的前提下，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，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，按照污染源的流向依次包括：生物强化调节沉淀池(1)、水解酸化池(2)、浅层生态湿地主体(3)、深水强化土壤水解酸化塘(4)、消毒净化池(5)；

所述生物强化调节沉淀池(1)首端设有拦污井(11)，末端设有集水槽(12)，拦污井(11)前端设有进水口，后端设有与生物强化调节沉淀池(1)相通的拦污井后端池壁出水孔(13)，生物强化调节沉淀池(1)内靠近首端的底部设有泥沙斗(14)，池底还种植有池底强化植物(15)，水经处理后汇入集水槽(12)中，流向水解酸化池(2)；

所述水解酸化池(2)一端进水，另一端出水，池中设有用于堆放水解酸化池填料(22)的支撑板(21)，经处理后流向浅层生态湿地主体(3)；

所述浅层生态湿地主体(3)包括配水渠(31)、浅层生态湿地(32)、出水渠(33)，其中浅层生态湿地(32)中设置上部布水层(321)、湿地填料层(322)、底部集水层(323)，上部布水层(321)的上方设置土壤层(324)，土壤层(324)中配植植物层；污染源依次流经配水渠(31)、上部布水层(321)、湿地填料层(322)、底部集水层(323)、出水渠(33)；出水渠(33)流向深水强化土壤水解酸化塘(4)中；

所述深水强化土壤水解酸化塘(4)一端进水，另一端出水流向消毒净化池(5)；深水强化土壤水解酸化塘(4)的塘壁采用生态保护坡，塘壁上种植塘坡面挺水植物(41)，塘堤种植塘堤石植物(42)，塘底种植塘底沉水植物(43)，塘水面设置有生态浮床(44)；

所述消毒净化池(5)包括消毒池(51)和清水池(52)，消毒池(51)首端设有进水端，消毒池(51)底设有消毒设备，消毒设备处理后排向清水池(52)，后达标排放。

2.根据权利要求1所述的中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，所述拦污井(11)后端与集水槽(12)之间依次设有前段挡流板(16)、后段挡流板(17)，拦污井(11)后端与前段挡流板(16)之间还设有隔板(18)，所述前段挡流板(16)、后段挡流板(17)、隔板(18)底部与生物强化调节沉淀池(1)底留有通道。

3.根据权利要求1所述的中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，所述水解酸化池填料(22)为改性硅藻土。

4.根据权利要求1所述的中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，所述湿地填料层(322)为石英砂。

5.根据权利要求1所述的中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，所述塘堤石植物(42)为草本植物和木本植物混种。

6.根据权利要求1所述的中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，所述深水强化土壤水解酸化塘(4)从进口到出口之间水域按品字形布置导流板(45)。

7.根据权利要求1所述的中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，所述深水强化土壤水解酸化塘(4)中靠近塘出口的一端塘内设置透水过滤坝(46)。

8.根据权利要求1所述的中小型流域农业面源污染水源前置生态治理系统，其特征在于，所述消毒设备为紫外线消毒设备。