一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)污水的收集，具體涉及一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)及控制方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集約化農(nóng)業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)中的不斷深入和進(jìn)步，隨之而來的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重。農(nóng)村面源污染已成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中的突出問題。位于云南省中部的滇池是我國最大的內(nèi)陸淡水湖泊之一，昆明市就坐落在滇池湖畔。滇池流域面積2920km2，其水資源對昆明市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾生活起著至關(guān)重要的作用，但因污染物的大量排入，滇池已成為水體富營養(yǎng)化程度最嚴(yán)重的湖泊之一。近年來國家和地方已投入大量資金開展滇池污染治理工作，實(shí)施了一大批見效快、治理技術(shù)成熟的點(diǎn)源污染治理工程，滇池水質(zhì)惡化的趨勢得到一定控制。然而，滇池的富營養(yǎng)化表征并沒有明顯改善，特別是其主體外?！八A”仍大面積、長時間出現(xiàn)。究其原因，在滇池入湖污染負(fù)荷中，農(nóng)村面源污染還沒有得到有效控制，而農(nóng)業(yè)面源污染的氮、磷貢獻(xiàn)率已超過50%。所以，加強(qiáng)對農(nóng)村農(nóng)業(yè)污水的處理在當(dāng)前就顯得尤為迫切。
[0003]目前滇池周圍的農(nóng)業(yè)種植類型主要是蔬菜和花卉的大棚種植，大棚區(qū)域內(nèi)分布著上百條的農(nóng)灌溝渠，每年會有大量的污染物通過農(nóng)灌溝渠排入滇池。目前滇池周圍截污干渠以及配套的污水廠已修建完成并投入運(yùn)行，但其處理能力還是有限的，并不能把所有農(nóng)灌溝渠的污水全部收集。又因?yàn)榇笈锓N植不同于傳統(tǒng)的作物種植，大棚區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染有其自身的特點(diǎn)，其主要污染物為總磷(TP)，尤其是溶解性總磷(DTP)。水質(zhì)水量變化也不同于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)面源污染，由于大棚的覆蓋，地表的洼地蓄水量減少和不滲透性增加，造成大棚區(qū)域的徑流系數(shù)增加，降雨產(chǎn)匯流較快，徑流量增加，并且存在一定的初期沖刷，所以降雨的前期徑流污染物濃度要高于后期徑流。此外，目前截留井的設(shè)計(jì)大多是針對城市污水的，不太適合農(nóng)業(yè)面源污染。
[0004]基于以上因素，有必要針對滇池農(nóng)業(yè)面源污染而設(shè)計(jì)一款截流系統(tǒng)，以在相同截流水量的情況下最大程度上截流更多的污染物，這對后續(xù)污水廠的穩(wěn)定運(yùn)行和對滇池水環(huán)境的保護(hù)都起著至關(guān)重要的作用。
[0005]在其他農(nóng)村地區(qū)或者城郊結(jié)合部，同樣存在與滇池相似的農(nóng)業(yè)種植類型、類似的農(nóng)業(yè)面源污染以及污水廠處理能力不夠的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明所解決的問題在于，怎樣提供一種針對農(nóng)業(yè)面源污染，能夠在相同截流水量的情況下截流更多污染物的農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明還提供一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流控制方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案: 一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)，在農(nóng)灌溝渠末端設(shè)有截流渠，所述截流渠由截流井、截流控制裝置和檢查井組成;在農(nóng)灌溝渠側(cè)壁上與每個截流井對應(yīng)位置設(shè)有出水口，該出水口構(gòu)成對應(yīng)截流井的入水口，截流井的出水通過截流口進(jìn)入檢查井，檢查井出水口與污水管連接；
截流控制裝置包括閘門、啟閉機(jī)、超聲明渠流量計(jì)和控制單元，所述閘門設(shè)置在截流井內(nèi)并緊貼截流口，用于開閉截流口；所述啟閉機(jī)與閘門連接以提供閘門開閉動力;所述超聲明渠流量計(jì)的探頭設(shè)置在截流井內(nèi)最高水位線的上方位置，超聲明渠流量計(jì)用于測量截流井中水的流量;超聲明渠流量計(jì)的輸出接控制單元，控制單元輸出端與啟閉機(jī)連接，以根據(jù)超聲明渠流量計(jì)檢測到的流量通過啟閉機(jī)控制閘門的啟閉。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述截流井靠近入水口位置設(shè)有攔污格柵，所述攔污格柵的柵條間距為30mm;截流井內(nèi)設(shè)置有量水堰。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，在截流井與農(nóng)灌溝渠的接口處設(shè)有沉砂池，沉砂池的底部低于截流井底部，截流井底部低于農(nóng)灌溝渠底部。
[0011]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述檢查井包括井底、由側(cè)壁組成的井身、井蓋，污水管設(shè)置在與截流口相對的井身上，污水管底部低于截流口底部;在井身上設(shè)有檢修用爬梯，爬梯位于井蓋下方。
[0012]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述控制單元通過無線信號遠(yuǎn)傳裝置與中控系統(tǒng)遠(yuǎn)程連接，由中控系統(tǒng)發(fā)出指令信號，遠(yuǎn)程控制啟閉機(jī)驅(qū)動閘門啟閉。
[0013]本發(fā)明還提供一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流控制方法，本方法農(nóng)灌溝渠的污水通過側(cè)壁的出水口進(jìn)入截流渠內(nèi)，并通過截流渠進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，其中截流口的開閉由閘門控制;其特征在于:閘門的開閉按如下方法進(jìn)行控制:
1)設(shè)置閘門初始狀態(tài)為開啟；
2)檢測截流口前的流量信號，并將信號按設(shè)定的時間間隔反饋到控制單元，控制單元按后一時刻流量減前一時刻流量計(jì)算每個時間間隔內(nèi)的流量差σ ；
3)當(dāng)0>0，且|σ|大于預(yù)設(shè)的流量差閾值01時，則判斷徑流形成，控制單元同時啟動時間控制器開始計(jì)時；
4)當(dāng)σ〈0，且Iσ I大于預(yù)設(shè)的流量差閾值02時，或者當(dāng)步驟3)中時間控制器的計(jì)時超過設(shè)定值時，此時關(guān)閉閘門，停止計(jì)時；
5)當(dāng)(Κ0，且Iσ I小于預(yù)設(shè)的流量差閾值03時，判斷徑流結(jié)束，閘門重新開啟；
不斷重復(fù)步驟2)-5)，以實(shí)現(xiàn)對閘門的實(shí)時控制。
[0014]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，閘門啟閉可選擇兩種控制方式:控制單元現(xiàn)場控制與無線信號遠(yuǎn)傳/遠(yuǎn)程控制。
[0015]本發(fā)明所依據(jù)的原理如下:
根據(jù)研究顯示，農(nóng)灌溝渠徑流量的變化趨勢與其水質(zhì)DTP濃度變化存在一致性，徑流量增加與DTP濃度上升正相關(guān)，從不同耕作地徑流水質(zhì)變化規(guī)律看，無論DTP/TP還是DTP濃度的峰值均出現(xiàn)在降雨歷時2小時內(nèi)，該時段TP總量可占整個降雨期間徑流中TP總量的62.2%?82.5%。從高效截流角度，本發(fā)明采用流量(液位)和時間組合控制方式，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)面源污水的尚效截流。
[0016]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn): 1、本發(fā)明提供的一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)采用流量(液位)和時間組合控制的方式，可以最大程度上在相同截流水量的情況下截流更多的污染物，比現(xiàn)有的截流技術(shù)更加簡便高效。
[0017]2、本發(fā)明提供的一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)既可以由控制單元單一控制，也可以通過無線信號遠(yuǎn)傳進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，相對于現(xiàn)有技術(shù)控制方式更完善、方便。
[0018]3、本發(fā)明提供的一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)的控制方法依據(jù)農(nóng)村面源污染的典型污染物指標(biāo)DTP濃度以及不同的耕地類型而設(shè)計(jì)，相對于現(xiàn)有技術(shù)，對農(nóng)村面源污水的截流控制效果更好，更有針對性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明高效截流系統(tǒng)的平面圖；
圖2是圖1沿A-A線的剖面圖；
圖3是圖1沿B-B線的剖面圖。
[0020]圖中，1-截留井，2-閘門，3-啟閉機(jī)，4-超聲明渠流量計(jì)，5-控制單元，6-截污管，7-攔污格柵，8-農(nóng)灌溝渠，81-農(nóng)灌溝渠底部，9-沉砂池，10-量水堰，11-檢查井，12-井蓋，13-爬梯。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0022]實(shí)施例:
一種農(nóng)業(yè)面源污染高效截流系統(tǒng)，如圖1?圖3所示，在農(nóng)灌溝渠上間隔設(shè)有若干截流渠，所述截流渠由截流井1、截流控制裝置和檢查井11組成。
[0023]在農(nóng)灌溝渠8側(cè)壁上與每個截流井I對應(yīng)位置設(shè)有出水口，該出水口構(gòu)成對應(yīng)截流井I的入水口，截流井的出水通過截流口進(jìn)入檢查井11，檢查井11出水口與污水管6連接，所述截留井的寬度為800mm。
[0024]