專利名稱：基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水再利用裝置，尤其是涉及一種基于短期輪伐速生林的污水-植物資源 再生灌溉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
林地污水生態(tài)處理(FLTS)源于林業(yè)生產(chǎn)的需要，其本質(zhì)仍屬于污水土地生態(tài)處理類型， 但我國(guó)現(xiàn)有的關(guān)于城市污水土地生態(tài)處理技術(shù)指南([l]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司編.城市 污水土地處理處理技術(shù)指南[M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1997)中并沒(méi)涉及到與林業(yè)生產(chǎn)相結(jié) 合的措施。集約化短期輪伐林栽培(SRIC)是一種較新的栽培方式([2] Moffat A丄，Armstrong A. T.， Ockleston J. The optimization of sewage sludge and effluent disposal on energy crops of short rotation hybrid poplar[J]. Biomass and Bioenergy 2001， 20: 161 -169 )，比中期輪伐林和皆 伐林具有更高木材生物量，但卻具有更快的營(yíng)養(yǎng)、水分消耗速度([3]WhiteE.H.， Whole-tree harvesting depletes soil nutrients[J]. Canadian Journal of Forest Research, 1974， 4: 530-535; [4] Hansen E.A.， Baker J.B. Biomass and nutrient removal in short-rotation intensively cultured plantations. In: Proceedings of the symposium on Impact of Intensive Harvesting on Forest Nutrient Cycling[M]. SUNY-ESF， Syracuse, NY， 1979， 13: 130-151; [5] EricssonT. Nurient cycling in energy forest plantations [J] Biomass and Bioenergy， 1994， 6: 115-121 )。 f艮早,就有人 建議污水不僅可以作為可替代的資源，而且可以作為一種商品肥源([6] Al-JamalM.S.， Sammis T.W.， Mexal JG,， et al. A growth-irrigation scheduling model for wastewater use in forest production. Agricultural Water Management 2002， 5657-5659)。隨后的研究表明，污灌能顯著 增加一些短期輪伐林的生物量、凋落物量，并提高凋落物分解速度等([7] Guo L.B.， Sims R.E.H. Effect of meatworks effluent irrigation on soil, tree biomass production and nutrient uptake in 五i/c"i[y/7nw g/oZw/ws seedlings in growth cabinets[J].Bioresource Technology, 2000， 72: 243-251; [8] Guo L.B. ， Sims R.E.H. Eucalypt litter decomposition and nutrient release under a short rotation forest regime and effluent irrigation treatments in New Zealand I. External effects[J]. Soil Biology & Biochemistry ， 2001 ， 33: 1381-1388; [9] Guo L.B.， Sims R.E.H. Eucalypt litter decomposition and nutrient release under a short rotation forest regime and effluent irrigation treatments in NewZealand II. Internal effects[J〗.Soil biology & biochemistry, 2002， 34: 913-922; [10] Polglase P.J.， Tompkins D. ， Stewart L.G. ， et al. Mineralization and leaching of nitrogen in an effluent irrigated pine plantation[J]. J. Environ. Qual.， 1995， 24: 911-920)。因此，通過(guò)模型優(yōu)化污灌參數(shù)([ll〗 Snow V.O. ， Bond W丄，Myers B.J. ， et al. Modeling the water balance of effluent-irrigated trees[J]. Agricultural Water Management, 1999， 30: 47-67; [12] Theiveyanathan S., Benyon R.G.， Marcar N.E.， et al. An irrigation-scheduling model for application of saline water to tree plantations [J] Forest Ecology and Management, 2004， 193: 97-112)，并依據(jù)降雨預(yù)報(bào)、土壤水分和污水營(yíng) 養(yǎng)成分監(jiān)測(cè)進(jìn)行污灌短期決策管理([13] Mahmood B.， Wall G丄.，Russell J.M. A physical model to make short-term management decisions at effluent-irrigated land treatment system[J]. Agricultrual Water Management, 2003， 58: 55-56)，完全可以實(shí)現(xiàn)污水處理與提高短期輪伐 林的生物量雙重效果。國(guó)外已經(jīng)發(fā)展許多類似處理系統(tǒng)。如印度利用桉樹(shù)(五wo^/7tospp.) 消耗污水([14] Hunter I. Above ground biomass and nutrient uptake of three tree species (五wccr(v/^zw cawfl/</w/e"5i>y， 五wca(v/7ftw g/YWK/^ and Da/&erg7'a wis00) as affected by irrigation and fertiliser, at 3 years of age ， in southern India[J]. Forest Ecology and Management, 2001 ， 144: 189-199);英國(guó)的利用雜交柳樹(shù)(Po;w/iw Wc/ ocwp。 x P cfe/to/tfes, Wc/ oc￡wp。"Beaupre") 處理城市污7K ([2] Moffat A丄，Armstrong A. T.， Ockleston J. The optimization of sewage sludge and effluent disposal cm energy crops of short rotation hybrid poplar[J]. Biomass and Bioenergy 2001， 20: 161-169);新西蘭利用桉樹(shù)林處理食品加工業(yè)廢水([9] Guo L.B.， Sims R.E.H. Eucalypt litter decomposition and nutrient release under a short rotation forest regime and effluent irrigation treatments in New Zealand II. Internal effects[J].Soil biology & biochemistry, 2002， 34: 913-92)。亦有一些利用天然林地生態(tài)處理系統(tǒng)的報(bào)道，如澳大利亞利用普通硬雜木林地處理 城市污7jC ([15] Gupta V.S.R.， Rogers S.， Naidu R. Effects of secondary treated sewage effluent application on the populations of microfauna in a hardwood plantation soil: Bolivar HIAT trial[J]. Geoderma 1994， (84): 249-263)。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少，最有代表性的是內(nèi)蒙霍林河區(qū)的林地 污水處理系統(tǒng)，用于處理霍林河區(qū)經(jīng)初級(jí)處理后的生活污水。該系統(tǒng)占用林地面積達(dá)880hm2， 通過(guò)前置池依靠重力或水泵輸送至松樹(shù)林、果林地，年污水處理量409 mm/a ([16] Ou Z.Q.， Sun T.H. ， Li PJ. ， Yediler A. ， et al. A production-scale ecological engineering forest system for the treatment and reutilization of municipal wastewater in the Inner Mongolia, China[J]. Ecological Engineering, 1997， 9: 71-88),但是還未見(jiàn)到結(jié)合SRIC技術(shù)的污水林地生態(tài)處理工程的報(bào) 道。我國(guó)南方短期輪伐速生林的林業(yè)生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是速生樹(shù)種(如桉屬檸檬桉、大葉桉、巨尾桉；相思樹(shù)屬臺(tái)灣相思、大葉相思、馬占相思等)生長(zhǎng)迅速，對(duì)水肥需求量大。由于 生活污水和有機(jī)廢水含有豐富的植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，利用生活污水及有機(jī)廢水 對(duì)短期輪伐速生林進(jìn)行灌溉，既可達(dá)到生態(tài)處理污水，又可同時(shí)生產(chǎn)大量的木材資源，實(shí)現(xiàn) 循環(huán)經(jīng)濟(jì)，帶來(lái)顯著生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前尚未見(jiàn)到有關(guān)利用生活污水和有機(jī)廢水對(duì)短 期輪伐速生林灌溉技術(shù)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)。 本發(fā)明設(shè)有污水進(jìn)管、截流池、輸污管、輸污泵、前置池和污水出管； 污水進(jìn)管與截流池連通，截流池通過(guò)輸污管與前置池連通，輸污泵設(shè)于輸污管的管路上， 前置池與污水出管連通。
污水出管的管壁上最好設(shè)有連續(xù)間隔的排水孔，污水出管為由帶孔磚圍砌而成的輸水管道。
污水出管上最好設(shè)有出水支管，出水支管上設(shè)有排水孔。
出水支管上所設(shè)的排水孔可設(shè)于出水支管的一端，也可設(shè)在出水支管的管壁上且為間隔 分布。
本發(fā)明的工作原理如下將本發(fā)明安裝在短期輪伐速生林中(一般是位于丘陵、山地等
斜坡地帶)，截流池置于低處(坡底)，前置池置于高處(坡頂)，污水出管埋在地表下(不損
傷樹(shù)根)，出水支管露在地表上方。收集的外界生活污水或有機(jī)廢水經(jīng)污水進(jìn)管進(jìn)入截流池，
然后通過(guò)輸污泵將污水經(jīng)輸水管送入前置池，靜置一段吋間(一般為1 3h)后，開(kāi)始灌溉。
污水經(jīng)污水出管或出水支管排出灌溉樹(shù)林。最好在低處(坡底)設(shè)污水回收溝，污水回收溝
用于收集多余流下的污水，污水回收溝收集的污水又可送回截流池或前置池進(jìn)行再利用。實(shí)
際使用時(shí)，污水出管和/或出水支管的設(shè)置可根據(jù)林地規(guī)模及地勢(shì)環(huán)境任意變化組合。 本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)和顯著的效果
1、 污水來(lái)源廣，如小型城鎮(zhèn)、風(fēng)景名勝區(qū)、生活小區(qū)及農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)廢水等均可利用。
2、 設(shè)備較簡(jiǎn)單，成本低，污水處理量大，設(shè)備結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)林地規(guī)模及地勢(shì)環(huán)境需要 任意變化組合。適用范圍廣。
3、 運(yùn)行管理較簡(jiǎn)單，費(fèi)用低?？煞謪^(qū)輪灌，輪灌期、灌溉時(shí)間及灌溉量均可滿足不同樹(shù) 種的要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及安裝示意圖。圖2為本發(fā)明的污水出管實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明的污水出管實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明的污水出管實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明的污水出管實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為本發(fā)明的污水出管實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為本發(fā)明的污水出管實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。 在圖2 7中，雙點(diǎn)劃線表示污水。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
參見(jiàn)圖l，本發(fā)明安裝在斜坡林地，設(shè)有污水進(jìn)管l、截流池2、輸污管3、輸污泵4、 前置池5和污水出管6;污水進(jìn)管1與截流池2連通，截流池2通過(guò)輸污管3與前置池5連 通，輸污管3的管路上設(shè)有輸污泵4，前置池5與污水出管6連通，污水出管6設(shè)有埋于地 表P下污水出管，污水出管與前置池5連通。在坡底設(shè)有污水回收溝7。污水出管的數(shù)量、 規(guī)格和結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)林地規(guī)模及地勢(shì)環(huán)境變化組合。
實(shí)施例1
參見(jiàn)圖2，污水出管62埋于地表P下，污水出管62的管壁上設(shè)有連續(xù)間隔的漏水孔(圖 中未畫(huà)出)，污水出管62的周邊設(shè)置碎石層621，污水從漏水孔排出，并經(jīng)碎石層621滲透 進(jìn)入土壤，行形成地溝管網(wǎng)式滲灌。
實(shí)施例2
在圖3中，污水出管63埋于地表P下，污水出管63是由四孔方磚631砌成的4條輸水 管道，污水從四孔方磚631的磚壁滲透進(jìn)入土壤，形成地溝磚孔式滲灌。 實(shí)施例3
在圖4中，污水出管64設(shè)有出水支管641。污水出管64埋于地表P下，出水支管641 與污水出管64連接，出水支管641露出雄表P，出水支管641的上端口為排水孔。污水從排 水孔噴灑，形成點(diǎn)式噴灌。
實(shí)施例4
在圖5中，污水出管65設(shè)有出水支管651。污水出管65埋于地表P下，出水支管651 與污水出管65連接，出水支管651露出地表P，出水支管651呈立狀，其上端口封堵，其管 壁上設(shè)有間隔分布的排水孔。污水從排水孔噴灑，形成豎管式噴灌。
實(shí)施例5在圖6中，污水出管66設(shè)有出水支管661。污水出管66埋于地表P下，出水支管661 與污水出管66連接，出水支管661露出地表P，出水支管661呈臥狀，出水支管661的管壁 上設(shè)有間隔分布的排水孔。污水從排水孔噴灑，形成臥式管線漫灌。
實(shí)施例6
在圖7中，污水出管67設(shè)有出水支管671。污水出管67埋于地表P下,出水支管671與 污水出管67連接，出水支管671呈立臥狀，出水支管671的兩端封堵，其管壁上設(shè)有間隔分 布的排水孔。污水從排水孔噴灑，形成立式橫管噴灌。
圖2 7中體現(xiàn)的污水出管為六種單元結(jié)構(gòu)的形式，實(shí)際使用時(shí)，污水出管可由任意數(shù)量 的相同單元結(jié)構(gòu)或不同單元結(jié)構(gòu)組合而成。
權(quán)利要求
1.基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有污水進(jìn)管、截流池、輸污管、輸污泵、前置池和污水出管；污水進(jìn)管與截流池連通，截流池通過(guò)輸污管與前置池連通，輸污泵設(shè)于輸污管的管路上，前置池與污水出管連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)，其特征在 于污水出管的管壁上設(shè)有連續(xù)間隔的排水孔。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)，其特征在 于污水出管為由帶孔磚圍砌而成的輸水管道。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)，其特征在 于污水出管上設(shè)有出水支管，出水支管上設(shè)有排水孔。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)，其特征在 于出水支管上所設(shè)的排水孔設(shè)于出水支管的一端。
6. 如權(quán)利要求1所述的基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)，其特征在 于出水支管上所設(shè)的排水孔設(shè)在出水支管的管壁上且為間隔分布。
全文摘要
基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)，涉及一種污水再利用裝置。提供一種基于短期輪伐速生林的污水-植物資源再生灌溉系統(tǒng)。設(shè)有污水進(jìn)管、截流池、輸污管、輸污泵、前置池和污水出管；污水進(jìn)管與截流池連通，截流池通過(guò)輸污管與前置池連通，輸污泵設(shè)于輸污管的管路上，前置池與污水出管連通。污水來(lái)源廣，如小型城鎮(zhèn)、風(fēng)景名勝區(qū)、生活小區(qū)及農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)廢水等均可利用。設(shè)備較簡(jiǎn)單，成本低，污水處理量大，設(shè)備結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)林地規(guī)模及地勢(shì)環(huán)境需要任意變化組合。適用范圍廣。運(yùn)行管理較簡(jiǎn)單，費(fèi)用低?？煞謪^(qū)輪灌，輪灌期、灌溉時(shí)間及灌溉量均可滿足不同樹(shù)種的要求。
文檔編號(hào)A01G25/06GK101305684SQ20081007137
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者盧昌義, 胡宏友 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)