[發明專利]一種適用于灌區排水溝渠的回流式生態凈化池

有效

• 申請號: 201410607312.9
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104326552A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 饒磊;王沛芳;侯俊
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種適用于灌區排水溝渠的回流式生態凈化池，屬于農田面源控制技術領域。

背景技術

在農業生產活動中，溶解的或固體的污染物，如農田中的土粒、氮素、磷素、農藥重金屬、農村禽畜糞便與生活垃圾等有機或無機物質，從非特定的地域，在降水和徑流沖刷作用下，通過農田地表徑流、農田排水和地下滲漏進入到下游受納水體中，從而引起大面積的水體環境污染，這種污染的發生和擴散方式稱為農業面源污染。我國作為農業生產大國，近年來農業生產規模和水平到了快速的發展，種植面積大幅度提高，從而造成過量施肥的現象嚴重，并很難在短期內迅速扭轉，土壤中的氮、磷養分富集還將繼續嚴重化，農田對水體富營養化的潛在威脅將有增無減。因此，農業面源污染已經成為我國河湖污染的第一大污染源，對生態系統功能、人類健康和經濟發展等造成了嚴重的后果。

生態修復技術是一種利用生態系統原理對受損水體進行修復方式的方法。通過建立水體及周邊生態環境的交互，使得生態系統能實現自我協調、自我維持和自我演替的良性循環。世界各國研究人員對富營養化嚴重的河流湖庫進行了大量的生態修復試驗研究，充分的驗證了生態修復的有效性。但是，目前多數的研究主要集中在對污染物受納水體（如湖泊水庫等)的防污降污方面，雖然也取得了一定的治理效果，但是從污染治理的角度來看，這些均屬于末端治理，對于末端治理措施無法控制污染物來源，因此不能從根本上解決水體富營養化的問題。如何從面源污染物的源頭（即農田灌區)范圍內控制N、P污染物向下游的遷移和擴散，對于水環境治理將具有事半功倍的效果，具有重要的科學意義和應用價值。

農田排水溝渠是農業灌區中最常見的農田排灌設施，溝網密度大，面積一般占到總土地面積的3%左右，在這些農田排水溝渠中施用生態阻控技術可有效的減少污染物的擴散和遷移。目前，在農田排水溝渠中設置集中的生態凈化池是一種常用的生態阻控方法，在凈化池中種植水生植物或布設一些凈化裝置，如生物凈化箱等，利用水流通過凈化裝置時發生的一系列物理化學反應來截留和降低污染物濃度。這種方法能有效地減少農田養分流失對下游水體造成的面源污染，且維護較為簡單方便，易于實施。但在實施中發現，凈化池的凈化效率直接取決于污水與凈化裝置的反應時間，為了延長污水在凈化池中的水力停留時間，凈化池需要有較大的容積才能達到凈化要求，但占用大量耕地來建設大容量凈化池是不合適的。因此，在保證凈化池具有較高的凈化效率的前提下，盡量減少凈化池的占地面積，這對生態凈化池在農業面源治理中的推廣使用具有很好的實際意義。

發明內容

本發明提出了一種適用于灌區排水溝渠的回流式生態凈化池，具有占地面積小、水力停留時間長、維護方便、凈化效果好等優點，其目的是用于凈化從農田中排出的富營養水，降低農業面源污染對下游水體的污染，同時能有效的解決目前凈化方法的汛期阻水問題。

本發明的技術解決方案：包括閘門、回流進水渠、凈化池、回流出水渠、分水墻、繞流墻和生態凈化箱；所述凈化池、回流進水渠和回流出水渠均對稱地開設于農田排水溝渠的兩側，所述凈化池通過回流進水渠和回流出水渠與農田排水溝渠連通，所述閘門安裝于回流進水渠入口處的農田排水溝渠上，所述分水墻設置于閘門上游側的農田排水溝渠中線上，所述凈化池中部設置一塊繞流墻，并放置若干個生態凈化箱，所述繞流墻與農田排水溝渠的中線垂直。

上述回流進水渠和回流出水渠均開口于農田排水溝渠中，并與農田排水溝渠連通，回流出水渠的開口位置位于回流進水渠開口位置的上游，回流進水渠、凈化池和回流出水渠形成相互連通的串聯結構。

上述閘門為兩片對開式結構，回流進水渠的入水口應位于閘門的上游側，閘門的開啟度可調，閘門完全開啟后可將回流進水渠的入口關閉。

上述分水墻為契形結構，分水墻的薄壁端指向農田排水溝渠的上游方向，厚壁端指向農田排水溝渠的下游方向。

上述生態凈化箱為透水結構，包括網箱蓋、生物填料球、網箱體和活性炭過濾層，所述生物填料球堆放于網箱體內，所述活性炭過濾層垂直放置于網箱體內，并與生物填料球呈間隔排列。

上述生物填料球由聚烯烴塑料制成鏤空球形，球內裝有聚氨酯基體的生物填料，用來吸附水中的N、P等污染物質。

本發明所達到的有益效果：

1、本發明采用回流式結構，使得農業污水能在農田排水溝渠、回流進水渠、凈化池和回流出水渠中進行動態循環流動，以達到多次凈化的目的，污水在凈化池中的平均停留時間是普通凈化池的2~3倍，具有凈化效果好的優點。同時由于凈化池利用效率高，凈化池面積可適當減小，提高土地使用率。