一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤的顆粒性質(zhì)、質(zhì)地和結(jié)構(gòu)、土壤的厚度、滲透性和化學性質(zhì)對地下滲濾系統(tǒng)的處理能力和凈化效果有很大的影響，這是因為土壤對污水的凈化起著物理截留、化學沉淀、吸附、氧化還原、絡合及離子交換等作用，同時為土壤微生物即污染物質(zhì)的分解者提供了必要的環(huán)境條件，使污水得到很好的凈化。生態(tài)土壤凈化系統(tǒng)和土壤地下滲透系統(tǒng)相似，都是通過生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動逐級降解、凈化污水。生態(tài)土壤凈化的理念在美、日、澳等國進行廣泛的應用，取得了良好的效果。同時該項技術(shù)利用土壤的自然凈化能力，將水處理與綠化相結(jié)合，從而美化和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。具有基建投資低、運轉(zhuǎn)費用少、操作管理簡便等優(yōu)點，特別適合我國國情。
[0003]近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和跨學科的綜合利用，國內(nèi)外生態(tài)土壤凈化床技術(shù)的研究和應用日益受到重視。目前，國內(nèi)所研究的生態(tài)土壤凈化系統(tǒng)主要是處理生活污水，針對農(nóng)田面源污染的并不多，如公開的專利“一種自動復氧生活污水生態(tài)土壤凈化床”(CN101525200A)，“水解-接觸穩(wěn)定-立體生態(tài)土壤處理系統(tǒng)凈化污水的方法”(CN1644514A)，“一種防堵塞生態(tài)土壤污水處理裝置”(CN103274566A)，“一種生活污水生態(tài)土壤處理系統(tǒng)”(CN202717671U)等，農(nóng)田面源污染農(nóng)藥含量高、高氮磷，直接排入水體破壞水體自凈能力，造成水環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床。該裝置針對農(nóng)田面源污染的特性，設(shè)計合理分區(qū)、高效去除農(nóng)田污水中的農(nóng)藥、氮磷污染。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于:包括進水口、控制閥A、過濾凈化層、布水管、水孔A、表層沙土復合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、防滲層、穿孔排水管、水孔B、出水區(qū)、出水口和控制閥B;所述裝置進水口連接過濾凈化層一端，連接處設(shè)置控制閥A，過濾凈化層另一端連接布水管，布水管分布有水孔A，水孔A設(shè)置10~20個；生態(tài)土壤凈化區(qū)由上到下分布依次為:表層沙土復合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、防滲層；所述穿孔排水管分布有水孔B，穿孔排水管一端連接礫石集水層，另一端連接出水區(qū)，出水區(qū)左側(cè)與生態(tài)土壤凈化區(qū)相連建造，右側(cè)設(shè)置出水口，出水口處設(shè)置控制閥B。
[0006]其中所述過濾凈化層使用碌石過濾，厚度為70~80cm,所用碌石粒徑為15~20mm。
[0007]其中所述的表層沙土復合種植層厚度為40~50cm，其中沙、土比例為1:1。
[0008]其中所述的農(nóng)藥高效凈化層使用酸改性凹凸棒土，厚度與表層沙土復合種植層厚度的比例為2:1?1.8:1。
[0009]其中所述的氮磷高效吸附凈化填料層厚度與表層沙土復合種植層厚度的比例為1.6:1~1.4:1，其中填料層采用沸石、石灰石、陶粒復合凈化，三者比例為1:2:1~1:2.4:1，其中沸石粒徑為5~8mm,石灰石粒徑為陶粒粒徑為3~5mm。
[0010]其中所述的礫石集水層厚度與表層沙土復合種植層厚度的比例為1.2:1，礫石粒徑為 15~20_。
[0011]本裝置進行工作時，污水由進水口進入過濾凈化層，去除面源徑流中的大顆粒物質(zhì)，過濾后的污水經(jīng)布水管流入生態(tài)土壤凈化區(qū)，污水由上到下分別經(jīng)過沙、土比例為1:1的表層沙土復合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層，高效去除面源污染中的農(nóng)藥、N、P等污染物，凈化后的出水經(jīng)過穿孔排水管流入出水區(qū)，最終由出水口排入附近水體。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，過濾區(qū)、生態(tài)土壤凈化區(qū)的分區(qū)凈化保障了生態(tài)土壤區(qū)不受農(nóng)田面源污染固體雜質(zhì)的影響，確保高效的運行效率；生態(tài)土壤凈化區(qū)的分層凈化，通過不同的組合配比，具有針對性的降解農(nóng)藥、氮磷污染，實現(xiàn)農(nóng)田面源污水的高效凈化效果。本發(fā)明分區(qū)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、處理效果顯著。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1-進水口、2-控制閥A、3_過濾凈化層、4-布水管、5_水孔A、6_表層沙土復合種植層、7-農(nóng)藥高效凈化層、8-氮磷高效吸附凈化填料層、9-礫石集水層、10-防滲層、
11-穿孔排水管、12-水孔B、13-出水區(qū)、14-出水口、15-控制閥B。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本污水處理裝置包括進水口 1、控制閥A2、過濾凈化層3、布水管4、水孔A5、表層沙土復合種植層6、農(nóng)藥高效凈化層7、氮磷高效吸附凈化填料層8、礫石集水層
9、防滲層10、穿孔排水管11、水孔B12、出水區(qū)13、出水口 14、控制閥B15。
[0016]本裝置進行工作時，污水由進水口進入過濾凈化層，去除面源徑流中的大顆粒物質(zhì)，過濾后的污水經(jīng)布水管流入生態(tài)土壤凈化區(qū)，布水管上設(shè)置10~20個水孔A，均勻布水，使污水能夠均勻流入生態(tài)土壤凈化區(qū)，污水由上到下分別經(jīng)過厚度為40~50cm，沙、土比例為1:1的表層沙土復合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層，高效去除面源污染中的農(nóng)藥、N、P等污染物，其中農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、表層沙土復合種植層四者厚度的比例為2:1.6:1.2:1~1.8:1.4:1.2:1，農(nóng)田面源污染具有高農(nóng)藥含量的特點，為保障氮磷的去除不受農(nóng)藥的干擾，裝置采用沙土復合種植層的沙、土比例為1:1，農(nóng)藥高效凈化層使用酸改性凹凸棒土，沙土復合種植層與農(nóng)藥高效凈化層的厚度配置保證了農(nóng)藥的高效去除，氮磷吸附凈化層采用沸石、石灰石、陶粒復合凈化，三者比例為1:2:1~1:2.4:1，高效吸附降解污水中的氮磷污染，降解后的污水流入礫石集水層，礫石粒徑為15-20_，對污水進行過濾集水，凈化后的出水由穿孔排水管排出到出水區(qū)中。生態(tài)土壤凈化區(qū)通過分層凈化，合理設(shè)置厚度比例，逐步去除污染物，達到高效處理的目的。經(jīng)試驗得到污水農(nóng)藥、N、P的去除率分別達到90%、85%、75%。凈化后的出水經(jīng)過穿孔排水管流入出水區(qū)，最終由出水口排入附近水體。
【主權(quán)項】
1.一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，包括進水口(I)、控制閥A (2)、過濾凈化層(3)、布水管(4)、水孔A (5)、表層沙土復合種植層(6)、農(nóng)藥高效凈化層(7)、氮磷高效吸附凈化填料層(8)、礫石集水層(9)、防滲層(10)、穿孔排水管(11)、水孔B (12)、出水區(qū)(13 )、出水口( 14)和控制閥B (15 );所述裝置進水口( I)連接過濾凈化層(3 ) —端，連接處設(shè)置控制閥A (2 )，過濾凈化層(3 )另一端連接布水管(4 )，布水管(4 )分布有水孔A(5)，水孔A (5)設(shè)置10~20個；生態(tài)土壤凈化區(qū)由上到下分布依次為:表層沙土復合種植層(6)、農(nóng)藥高效凈化層(7)、氮磷高效吸附凈化填料層(8)、礫石集水層(9)、防滲層(10);所述穿孔排水管(11)分布有水孔B (12 )，穿孔排水管(11)設(shè)于礫石集水層(9 )內(nèi)，穿孔排水管(11)的一端伸出礫石集水層(9)連接出水區(qū)(13)，出水區(qū)(13)左側(cè)與生態(tài)土壤凈化區(qū)相連建造，右側(cè)設(shè)置出水口( 14 )，出水口( 14 )處設(shè)置控制閥B (15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述過濾凈化層(3)使用碌石過濾,厚度為70~80cm,所用碌石粒徑為15~20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述表層沙土復合種植層(6)厚度為40~50cm，其中沙、土比例為1:0.8?1:1.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述農(nóng)藥高效凈化層(7)使用酸改性凹凸棒土，厚度與表層沙土復合種植層(6)厚度的比例為2:1?1.8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述氮磷高效吸附凈化填料層(8)厚度與表層沙土復合種植層(6)厚度的比例為1.6:1~1.4:1，其中填料層采用沸石、石灰石、陶粒復合凈化，三者比例為1:2:1~1:2.4:1，其中沸石粒徑為5~8mm,石灰石粒徑為陶粒粒徑為3~5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，其特征在于，所述礫石集水層(9)厚度與表層沙土復合種植層(6)厚度的比例為1.2:1，礫石粒徑為15~20mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種農(nóng)田面源污染生態(tài)土壤凈化床，屬于污水處理設(shè)備領(lǐng)域。本發(fā)明包括過濾凈化層、布水管、表層沙土復合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層、防滲層、穿孔排水管、出水區(qū)，在裝置進水口、出水口均設(shè)置有流量控制閥。凈化床首段設(shè)置過濾凈化層，去除面源徑流中的大顆粒物質(zhì)；生態(tài)土壤凈化區(qū)由上到下分別布置表層沙土復合種植層、農(nóng)藥高效凈化層、氮磷高效吸附凈化填料層、礫石集水層，高效去除面源污染中的農(nóng)藥、N、P等污染物；沙土復合種植層表面種植植物；穿孔排水管布置在礫石集水層中。本發(fā)明針對農(nóng)田面源污染的特性，分區(qū)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、處理效果顯著。
【IPC分類】C02F9-14
【公開號】CN104671593
【申請?zhí)枴緾N201510043103
【發(fā)明人】解清杰, 蘇航, 杜道林, 陳軍靜, 朱婷
【申請人】江蘇大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月29日