一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤的顆粒性質(zhì)、質(zhì)地和結(jié)構(gòu)、土壤的厚度、滲透性和化學(xué)性質(zhì)對(duì)地下滲濾系統(tǒng)的處理能力和凈化效果有很大的影響，這是因?yàn)橥寥缹?duì)污水的凈化起著物理截留、化學(xué)沉淀、吸附、氧化還原、絡(luò)合及離子交換等作用，同時(shí)為土壤微生物即污染物質(zhì)的分解者提供了必要的環(huán)境條件，使污水得到很好的凈化。生態(tài)土壤凈化系統(tǒng)和土壤地下滲透系統(tǒng)相似，都是通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)逐級(jí)降解、凈化污水。生態(tài)土壤凈化的理念在美、日、澳等國(guó)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用，取得了良好的效果。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)利用土壤的自然凈化能力，將水處理與綠化相結(jié)合，從而美化和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。具有基建投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少、操作管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，特別適合我國(guó)國(guó)情。
[0003]近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和跨學(xué)科的綜合利用，國(guó)內(nèi)外生態(tài)土壤凈化床技術(shù)的研究和應(yīng)用日益受到重視。目前，國(guó)內(nèi)所研究的生態(tài)土壤凈化系統(tǒng)主要是處理生活污水，針對(duì)農(nóng)田面源污染的并不多，如公開(kāi)的專(zhuān)利“一種自動(dòng)復(fù)氧生活污水生態(tài)土壤凈化床”(CN101525200A)，“水解-接觸穩(wěn)定-立體生態(tài)土壤處理系統(tǒng)凈化污水的方法”(CN1644514A)，“一種防堵塞生態(tài)土壤污水處理裝置”(CN103274566A)，“一種生活污水生態(tài)土壤處理系統(tǒng)”(CN202717671U)等，農(nóng)田面源污染農(nóng)藥含量高、高氮磷，直接排入水體破壞水體自?xún)裟芰Γ斐伤h(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床。該裝置針對(duì)農(nóng)田面源污染的特性，設(shè)計(jì)合理分區(qū)、高效去除農(nóng)田污水中的農(nóng)藥、氮磷污染。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于:包括進(jìn)水口、控制閥A、過(guò)濾凈化層、布水管、水孔A、表層沙土復(fù)合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、防滲層、穿孔排水管、水孔B、出水區(qū)、出水口和控制閥B;所述裝置進(jìn)水口連接過(guò)濾凈化層一端，連接處設(shè)置控制閥A，過(guò)濾凈化層另一端連接布水管，布水管分布有水孔A，水孔A設(shè)置10~20個(gè)；生態(tài)土壤凈化區(qū)由上到下分布依次為:表層沙土復(fù)合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、防滲層；所述穿孔排水管分布有水孔B，穿孔排水管一端連接礫石集水層，另一端連接出水區(qū)，出水區(qū)左側(cè)與生態(tài)土壤凈化區(qū)相連建造，右側(cè)設(shè)置出水口，出水口處設(shè)置控制閥B。
[0006]其中所述過(guò)濾凈化層使用碌石過(guò)濾，厚度為70~80cm,所用碌石粒徑為15~20mm。
[0007]其中所述的表層沙土復(fù)合種植層厚度為40~50cm，其中沙、土比例為1:1。
[0008]其中所述的農(nóng)藥高效凈化層使用酸改性凹凸棒土，厚度與表層沙土復(fù)合種植層厚度的比例為2:1?1.8:1。
[0009]其中所述的氮磷高效吸附凈化填料層厚度與表層沙土復(fù)合種植層厚度的比例為1.6:1~1.4:1，其中填料層采用沸石、石灰石、陶粒復(fù)合凈化，三者比例為1:2:1~1:2.4:1，其中沸石粒徑為5~8mm,石灰石粒徑為陶粒粒徑為3~5mm。
[0010]其中所述的礫石集水層厚度與表層沙土復(fù)合種植層厚度的比例為1.2:1，礫石粒徑為 15~20_。
[0011]本裝置進(jìn)行工作時(shí)，污水由進(jìn)水口進(jìn)入過(guò)濾凈化層，去除面源徑流中的大顆粒物質(zhì)，過(guò)濾后的污水經(jīng)布水管流入生態(tài)土壤凈化區(qū)，污水由上到下分別經(jīng)過(guò)沙、土比例為1:1的表層沙土復(fù)合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層，高效去除面源污染中的農(nóng)藥、N、P等污染物，凈化后的出水經(jīng)過(guò)穿孔排水管流入出水區(qū)，最終由出水口排入附近水體。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，過(guò)濾區(qū)、生態(tài)土壤凈化區(qū)的分區(qū)凈化保障了生態(tài)土壤區(qū)不受農(nóng)田面源污染固體雜質(zhì)的影響，確保高效的運(yùn)行效率；生態(tài)土壤凈化區(qū)的分層凈化，通過(guò)不同的組合配比，具有針對(duì)性的降解農(nóng)藥、氮磷污染，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田面源污水的高效凈化效果。本發(fā)明分區(qū)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、處理效果顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1-進(jìn)水口、2-控制閥A、3_過(guò)濾凈化層、4-布水管、5_水孔A、6_表層沙土復(fù)合種植層、7-農(nóng)藥高效凈化層、8-氮磷高效吸附凈化填料層、9-礫石集水層、10-防滲層、
11-穿孔排水管、12-水孔B、13-出水區(qū)、14-出水口、15-控制閥B。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本污水處理裝置包括進(jìn)水口 1、控制閥A2、過(guò)濾凈化層3、布水管4、水孔A5、表層沙土復(fù)合種植層6、農(nóng)藥高效凈化層7、氮磷高效吸附凈化填料層8、礫石集水層
9、防滲層10、穿孔排水管11、水孔B12、出水區(qū)13、出水口 14、控制閥B15。
[0016]本裝置進(jìn)行工作時(shí)，污水由進(jìn)水口進(jìn)入過(guò)濾凈化層，去除面源徑流中的大顆粒物質(zhì)，過(guò)濾后的污水經(jīng)布水管流入生態(tài)土壤凈化區(qū)，布水管上設(shè)置10~20個(gè)水孔A，均勻布水，使污水能夠均勻流入生態(tài)土壤凈化區(qū)，污水由上到下分別經(jīng)過(guò)厚度為40~50cm，沙、土比例為1:1的表層沙土復(fù)合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層，高效去除面源污染中的農(nóng)藥、N、P等污染物，其中農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、表層沙土復(fù)合種植層四者厚度的比例為2:1.6:1.2:1~1.8:1.4:1.2:1，農(nóng)田面源污染具有高農(nóng)藥含量的特點(diǎn)，為保障氮磷的去除不受農(nóng)藥的干擾，裝置采用沙土復(fù)合種植層的沙、土比例為1:1，農(nóng)藥高效凈化層使用酸改性凹凸棒土，沙土復(fù)合種植層與農(nóng)藥高效凈化層的厚度配置保證了農(nóng)藥的高效去除，氮磷吸附凈化層采用沸石、石灰石、陶粒復(fù)合凈化，三者比例為1:2:1~1:2.4:1，高效吸附降解污水中的氮磷污染，降解后的污水流入礫石集水層，礫石粒徑為15-20_，對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾集水，凈化后的出水由穿孔排水管排出到出水區(qū)中。生態(tài)土壤凈化區(qū)通過(guò)分層凈化，合理設(shè)置厚度比例，逐步去除污染物，達(dá)到高效處理的目的。經(jīng)試驗(yàn)得到污水農(nóng)藥、N、P的去除率分別達(dá)到90%、85%、75%。凈化后的出水經(jīng)過(guò)穿孔排水管流入出水區(qū)，最終由出水口排入附近水體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，包括進(jìn)水口(I)、控制閥A (2)、過(guò)濾凈化層(3)、布水管(4)、水孔A (5)、表層沙土復(fù)合種植層(6)、農(nóng)藥高效凈化層(7)、氮磷高效吸附凈化填料層(8)、礫石集水層(9)、防滲層(10)、穿孔排水管(11)、水孔B (12)、出水區(qū)(13 )、出水口( 14)和控制閥B (15 );所述裝置進(jìn)水口( I)連接過(guò)濾凈化層(3 ) —端，連接處設(shè)置控制閥A (2 )，過(guò)濾凈化層(3 )另一端連接布水管(4 )，布水管(4 )分布有水孔A(5)，水孔A (5)設(shè)置10~20個(gè)；生態(tài)土壤凈化區(qū)由上到下分布依次為:表層沙土復(fù)合種植層(6)、農(nóng)藥高效凈化層(7)、氮磷高效吸附凈化填料層(8)、礫石集水層(9)、防滲層(10);所述穿孔排水管(11)分布有水孔B (12 )，穿孔排水管(11)設(shè)于礫石集水層(9 )內(nèi)，穿孔排水管(11)的一端伸出礫石集水層(9)連接出水區(qū)(13)，出水區(qū)(13)左側(cè)與生態(tài)土壤凈化區(qū)相連建造，右側(cè)設(shè)置出水口( 14 )，出水口( 14 )處設(shè)置控制閥B (15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述過(guò)濾凈化層(3)使用碌石過(guò)濾,厚度為70~80cm,所用碌石粒徑為15~20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述表層沙土復(fù)合種植層(6)厚度為40~50cm，其中沙、土比例為1:0.8?1:1.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述農(nóng)藥高效凈化層(7)使用酸改性凹凸棒土，厚度與表層沙土復(fù)合種植層(6)厚度的比例為2:1?1.8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述氮磷高效吸附凈化填料層(8)厚度與表層沙土復(fù)合種植層(6)厚度的比例為1.6:1~1.4:1，其中填料層采用沸石、石灰石、陶粒復(fù)合凈化，三者比例為1:2:1~1:2.4:1，其中沸石粒徑為5~8mm,石灰石粒徑為陶粒粒徑為3~5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述礫石集水層(9)厚度與表層沙土復(fù)合種植層(6)厚度的比例為1.2:1，礫石粒徑為15~20mm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，屬于污水處理設(shè)備領(lǐng)域。本發(fā)明包括過(guò)濾凈化層、布水管、表層沙土復(fù)合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、防滲層、穿孔排水管、出水區(qū)，在裝置進(jìn)水口、出水口均設(shè)置有流量控制閥。凈化床首段設(shè)置過(guò)濾凈化層，去除面源徑流中的大顆粒物質(zhì)；生態(tài)土壤凈化區(qū)由上到下分別布置表層沙土復(fù)合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層，高效去除面源污染中的農(nóng)藥、N、P等污染物；沙土復(fù)合種植層表面種植植物；穿孔排水管布置在礫石集水層中。本發(fā)明針對(duì)農(nóng)田面源污染的特性，分區(qū)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、處理效果顯著。
【IPC分類(lèi)】C02F9-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104671593
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510043103
【發(fā)明人】解清杰, 蘇航, 杜道林, 陳軍靜, 朱婷
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日