[发明专利]一种基于生态沟渠技术的旱作农田氮磷拦截系统及其应用

说明书

本发明公开了一种基于生态沟渠技术的旱作农田氮磷拦截系统，包括生态沟渠、缓冲堰板和拦截组件，生态沟渠包括渠壁和渠底，渠壁卡接在渠底上，缓冲堰板倾斜设置在渠壁上，拦截组件包括拦截格栅、吸附块、生物浮板、生态滤墙和调节闸板，拦截格栅、吸附块、生物浮板、生态滤墙和调节闸板沿水流方向依次设置在渠底上；本发明结构设计合理、系统稳定可靠，提高了农田污水中氮磷的去除率，减少了农田废水对河流水环境的影响，适宜大量推广。

技术领域

本发明涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种基于生态沟渠技术的旱作农田氮磷拦截系统及其应用。

背景技术

生态沟渠是指具有一定宽度和深度，由水、土壤和生物组成，具有自身独特结构并发挥相应生态功能的农田沟渠生态系统，也称之为农田沟渠湿地生态系统。生态沟渠能够通过截留泥沙、土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用，减少水土流失，降低进入地表水中氮、磷的含量。由工程和植物两部分组成的生态拦截型沟渠系统，能减缓水速，促进流水携带的颗粒物沉淀，吸收和拦截沟壁、水体和沟底中溢出的养分，同时水生植物的存在可以加速氮、磷界面交换和传递，从而使污水中氮、磷的浓度快速减小，具有良好的净化效果；沟渠中水生植物对污水中的氮、磷有很好的吸收能力，水生植物能被农民收割，解决了二次污染问题；建造灵活、无动力消耗、运行成本低廉。旱作农田沟渠服务功能有其特殊性，排水效率要求较高，旱地匹配的排水沟渠横断面尺寸一般较大。

现有的旱作农田全混凝土沟渠工程成本高，污染物拦截效果差，而传统土质沟渠虽然净化效果好，但由于受横向和纵向水力冲刷影响较大，易产生沟壁坍塌、沟底淤泥沉积等问题，系统稳定性较差。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种安全稳定、氮磷去除率高的基于生态沟渠技术的旱作农田氮磷拦截系统。

本发明的技术方案为：一种基于生态沟渠技术的旱作农田氮磷拦截系统，包括生态沟渠、缓冲堰板和拦截组件，生态沟渠包括渠壁和渠底，渠壁设置有两个，两个渠壁卡接在渠底上，两个渠壁与渠底构成倒梯形结构；缓冲堰板设置有两个，两个缓冲堰板分别倾斜设置在两个渠壁上，缓冲堰板上水平设置有挡墙，挡墙上设置有过流通道；拦截组件包括拦截格栅、吸附块、生物浮板、生态滤墙和调节闸板，拦截格栅、吸附块、生物浮板、生态滤墙和调节闸板沿水流方向依次设置在渠底上，吸附块为内部中空的立方体结构，吸附块上设置有过水孔，吸附块上端设置有潜水植物种植槽，吸附块内部空腔设置有炭质吸附剂，生物浮板内部中空，生物浮板上端设置有挺水植物种植槽，生物浮板底部设置有纤维丝网，生物浮板内部空腔设置有微生物填料，微生物填料通过纤维丝网与外部农田径流导通，生态滤墙内部中空，生态滤墙上设置有多个过滤微孔，调节闸板包括闸座和调节板，闸座固定设置在渠底上，调节板插接在闸座上，调节板与闸座连接处设置有调节丝杠。

进一步地，缓冲堰板底部设置有沉淀槽，沉淀槽内部设置有沉淀网格，通过设置沉淀槽和沉淀网格初步拦截缓冲堰板上随雨水冲刷而下的泥土，避免泥土堵塞后续处理单元，提高了系统的可靠性。

进一步地，挡墙设置有三个，三个挡墙上的过流通道上下相互错开，相邻的两个挡墙之间设置有经济作物种植槽，通过设置挡墙，大大减缓了农田污水的流速，使得农田废水中的杂质能够有效沉淀。

进一步地，吸附块设置有两个，过水孔设置在吸附块的前端和后端，且位于吸附块前端的过水孔的高度低于位于吸附块后端的过水孔的高度，设置两个吸附块大大增加了炭质吸附剂对氮磷污染物的吸附量，通过在吸附块设置高度不同的过水孔，增加了污水在吸附块中的停留时间，提高吸附效果。

进一步地，生态滤墙包括第一滤墙和第二滤墙，所述第一滤墙内部空腔中设置有聚四氯乙烯改性水滑石磁性吸附填料，所述第二滤墙内部空腔中设置有改性斜发沸石联合生物炭吸附填料，由于氮磷污染物的性质不同，通过聚四氯乙烯改性水滑石磁性吸附填料吸附水中的氮物质，通过改性斜发沸石联合生物炭吸附填料吸附水中的磷物质，提高水中氮、磷的去除率。