[實(shí)用新型]一種可反沖洗組合式農(nóng)田面源污染截流凈化系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220642446.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN202936287U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫井梅;李陽;任炳昱;王曉玲;鄭毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14;E02B7/16;E02B8/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張宏祥

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及河浜水環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于靠近受農(nóng)田面源污染較重的溝渠（河浜）在正常水位下具有反沖洗功能的組合式物理-生物生態(tài)農(nóng)田面源污染截流凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，農(nóng)業(yè)面源污染已成為我國重大的水環(huán)境問題，化肥的過量施用導(dǎo)致了氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的大量流失，造成湖泊等水體的富營養(yǎng)化，使之失去生產(chǎn)和生活的使用價(jià)值，并可能造成地下水污染甚至食品污染。農(nóng)業(yè)面源COD、N、P的污染負(fù)荷已占水體污染負(fù)荷中的1/2～2/3。據(jù)報(bào)道，錢塘江流域水體污染負(fù)荷中工業(yè)水污染源占6.38%，生活污染源15.61%，農(nóng)業(yè)面源占78.01%。我國農(nóng)田化肥平均施用水平375公斤/公頃，大大超出發(fā)達(dá)國家設(shè)置的225公斤/公頃的安全上限；加之施肥結(jié)構(gòu)不合理，化肥利用率不高，導(dǎo)致在降雨和排灌后流失嚴(yán)重，含有大量氮磷養(yǎng)分的徑流直接排入溝渠河道或湖庫，加劇湖庫富營養(yǎng)化程度。而由于氮磷是植物生長(zhǎng)的營養(yǎng)元素，水體中氮磷含量的大量增加，勢(shì)必引起水生生物和某些藻類的過度生長(zhǎng)和繁殖，從而造成水體中溶解氧含量下降，引發(fā)水生動(dòng)物和水生植物的大量死亡，而腐敗的生物體又會(huì)加劇水體的污染，給環(huán)境帶來很大風(fēng)險(xiǎn)。

太湖藍(lán)藻事件暴發(fā)后，關(guān)于農(nóng)田面源徑流、滲漏養(yǎng)分的生態(tài)攔截技術(shù)的研究興起。長(zhǎng)期以來，專家學(xué)者針對(duì)溝渠（河浜）岸、溝渠（河浜）床以及溝渠（河浜）道水體三者的不同特點(diǎn)提出了眾多面源污染原位攔截和生態(tài)修復(fù)的技術(shù)與方法，其中以生態(tài)緩沖岸坡、水生植物強(qiáng)化修復(fù)、生態(tài)透水壩等較為突出。然而這些實(shí)施方案中均不同程度存在著弊端：一方面，對(duì)于緩沖岸坡或其他不使用基質(zhì)填料的方案，由于水力條件的先天不足，在過水流速較快的情況下（如降雨徑流），其對(duì)污染物的攔截凈化效果較差；而對(duì)于使用基質(zhì)填料的方案，盡管基質(zhì)填料的疏松多孔性質(zhì)的存在使得水利條件大大改善，物理過濾吸附作用也使得其對(duì)污染物尤其是顆粒態(tài)污染物的攔截效果有著明顯提升，但隨著使用時(shí)間的推進(jìn)，顆粒態(tài)物質(zhì)對(duì)基質(zhì)填料空隙的堵塞將逐漸嚴(yán)重，使得整體凈化效果逐漸降低，如果不能及時(shí)的進(jìn)行人工清理，將有可能因?yàn)閺氐锥氯罱K完全失效；同時(shí)，對(duì)于類似于生態(tài)透水壩結(jié)構(gòu)的攔截凈化系統(tǒng)，其填料的安置裝填體積通常較大，人工清理、管理也十分的不便和低效。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的，在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能夠適用于水位變化的、可反沖洗的組合式物理-生物生態(tài)農(nóng)田面源污染截流凈化系統(tǒng)，它通過利用部分溝渠（河浜）床構(gòu)建導(dǎo)流溢流堰、可反沖洗立式填料、生態(tài)沉降坑等結(jié)構(gòu)，梯度配置挺水植物和藻類，形成物理-植物-微生物的三元立體凈化體系，在減輕人工管理作業(yè)的情況下，有效的攔截溝渠（河浜）上游而來的污染物質(zhì)；同時(shí)在大雨量徑流或洪水位情況下，該凈化系統(tǒng)不影響溝渠（河浜）行洪。

本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種可反沖洗組合式農(nóng)田面源污染截流凈化系統(tǒng)，包括渠壁或者河堤以及填料，其特征在于，所述渠壁或者河堤沿下游夾角為40°～60°處設(shè)置有導(dǎo)流溢流堰1，導(dǎo)流溢流堰1整體垂直水流橫向投影長(zhǎng)度為渠道或者河道寬度的1/3-1/2，厚度為30～50cm，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其堰頂高程高于渠道或者河道正常水位10-25cm，但不高于大雨量徑流水位和行洪水位；沿導(dǎo)流溢流堰1遠(yuǎn)離渠壁或者河堤一端所指方向的垂直距離40～60cm的對(duì)岸設(shè)置有第一級(jí)生態(tài)沉降坑4，坑深為40～60cm，長(zhǎng)度為渠道或者河道寬度的1/3～1/2，寬度為沿水流方向40～60cm，坑內(nèi)鋪設(shè)粒徑1～2mm的細(xì)質(zhì)沙石填料6，鋪設(shè)厚度為坑深的一半；在第一級(jí)生態(tài)沉降坑4的下游設(shè)置有第二級(jí)生態(tài)沉降坑5，第二級(jí)生態(tài)沉降坑5的結(jié)構(gòu)和幾何尺寸與第一級(jí)生態(tài)沉降坑4相同；所述兩生態(tài)沉降坑之間設(shè)置有可反沖洗立式填料A2，所述可反沖洗立式填料A2為立方體結(jié)構(gòu)，外表面設(shè)置有金屬絲網(wǎng)加以固定包裹，其長(zhǎng)度與生態(tài)沉降坑長(zhǎng)度相同，內(nèi)部填充粒徑為2-3cm的碎石或爐渣，填料的厚度粒徑比為5～15，厚度控制在15～40cm，填料頂高程與導(dǎo)流溢流堰1相同；在第二級(jí)生態(tài)沉降坑5的下游設(shè)置有可反沖洗立式填料B3，可反沖洗立式填料B3的結(jié)構(gòu)和幾何尺寸與可反沖洗立式填料A2相同；所有生態(tài)沉降坑與可反沖洗立式填料相鄰的內(nèi)壁與填料外表面均處于同一鉛垂面內(nèi)，即生態(tài)沉降坑與可反沖洗立式填料呈緊密排列，間距為0；在可反沖洗立式填料A2與可反沖洗立式填料B3之間設(shè)置有可拆卸固定桿9；