[发明专利]一种利用坡岸治理农业径流污染的方法及治理径流污染的复合系统

说明书

技术领域

本发明涉及径流污染处理技术，具体指一种利用坡岸治理农业径流污染的方法及基于该方法设计的治理径流污染的复合系统，属于市政环保及农业工程领域。

背景技术

径流污染指在降雨径流的淋溶和冲刷作用下，大气、地面和土壤中的污染物扩散性地进入地表水和地下水中而造成水环境污染，主要起源于农业生产过程中大量使用化肥和农药，土壤侵蚀，牲畜粪便，城市地表径流以及森林采伐活动。降雨径流污染物包括：农业径流中的化肥、杀虫剂、除草剂等；城市地表径流石油类、有毒化学物质；建筑用地、农用地的水土颗粒物；废弃尾矿的盐类、酸性物质以及来自畜禽污染的细菌、氮磷等。

渗滤系统是一种在人工湿地和生物滤槽的基础上衍生出来的径流污染治理的新技术，其研究和应用近年来在国内外日益受到重视，其突出特点是操作管理方便，无能耗，费用低，且净化效果较好。

传统的渗滤系统自诞生以来，一直存在以下不足之处：①水力负荷低：在高水力负荷下，渗滤系统对污染物的去除效果十分有限，一般而言为达到较好的处理效果，应保持较低的水力负荷。而在降雨或农田灌溉中，径流污染往往水质水量变化较大，致使水力负荷高低起伏，限制了该工艺的发展和应用。②流态单一：目前大部分渗滤系统均采用单一流态，如水平流或垂直流等，但径流污染多发生在山地和丘陵地形中，污染大多沿坡地顺势而下，流态既不是水平流也非垂直流。忽略径流污染流态特征来衡量渗滤系统控制径流污染效果的方法是不充分的。③易堵塞：由于渗滤系统中装填了大量填料，在拦截颗粒污染物、为微生物提供生长载体的同时，填料的空隙不断被颗粒物堵塞。大量研究结果发现，在运行初期渗滤系统的处理效果往往较高，而随着处理时间的增长，处理效果逐渐下降。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种水力负荷高、抗冲击负荷能力强、无能耗、不易堵塞的利用坡岸治理农业径流污染的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用坡岸治理农业径流污染的方法，在农业径流汇水沟渠下端顺着坡岸自上而下构建多级渗滤床，所述渗滤床由位于上部的水生植物和位于下部的填料构成，所述填料由上层填料和下层填料构成，水生植物栽种在上层填料上；在每级渗滤床前面设沉砂缓冲池以沉积泥砂，径流经沉砂处理后再进入渗滤床进行渗滤处理，沉砂缓冲池和渗滤床构成一级“沉砂-渗滤”系统，经过多级“沉砂-渗滤”系统处理的径流最后通过系统尾部的出水区排入土壤或水体中。

本方法每级沉砂缓冲池长0.5~1.0m，宽0.8~1.0m，高0.8~1.4m；渗滤床长1.5~2.0m，宽0.8~1.0m，高0.5~1.0m；出水区长0.5~1.0m，宽0.8~1.0m，高0.5~1.0m；采取间歇运行方式，运行湿干比为8~12h：12~24h，进水流量为0.20m³/h~1.0 m³/h。

本发明还根据上述方法设计了一种治理农业径流污染的多级坡岸“沉砂-渗滤”复合系统，它包括渗滤床和出水区，所述渗滤床由顺着坡岸自上而下的多级渗滤床构成，出水区位于最下一级渗滤床之后，在每级渗滤床前面设有沉砂缓冲池，渗滤床和相邻沉砂缓冲池之间以及最下一级渗滤床和出水区之间均设有隔墙，在隔墙上设有过水孔；在出水区底部设有排水管。

进一步地，所述沉砂缓冲池由连为一体的位于上部的沉砂区和位于下部的沉砂斗构成，沉砂斗底部设有排砂管，隔墙上的过水孔位于沉砂区上；所述沉砂缓冲池总高度为0.8~1.4m，其中沉砂区高度为0.5~1.0m，沉砂斗高度为0.3~0.4m。

更进一步地，所述渗滤床由位于上部的水生植物和位于下部的填料构成，所述填料由上层填料和下层填料构成，水生植物栽种在上层填料上；上层填料为砾石且粒径为5~10mm，上层填料高度为0.05~0.1m，下层填料高度为0.4~0.9m。

所述下层填料为粒径40~60mm的废砖、粒径20~40mm的卵石或者粒径5~10mm的碎石中的任意一种，或者任意两种或三种任意比例的混合物。

所述水生植物为空心菜或美人蕉，植物栽种密度为10~20株/m²。

除具有普通渗滤系统的构筑简单、操作管理方便、费用少等传统优点外，相比现有技术，本发明还具有以下优点：

(1) 复合系统具有无能耗、不易堵塞的优点。