一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙層溝渠處理系統(tǒng)，具體涉及一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝 渠處理系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)面源污染控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著人類活動(dòng)的增強(qiáng)，水污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化問題日益突出。作為水體污 染最主要來源的農(nóng)業(yè)面源污染已成為水環(huán)境污染治理、尤其是湖泊污染治理的重要焦點(diǎn)。 農(nóng)田排水溝渠系統(tǒng)作為農(nóng)田面源排放和下游受納水體的過渡帶，同時(shí)具有排水和污染物消 減雙重功能，日漸成為各級(jí)水環(huán)境保護(hù)工作者關(guān)注的熱點(diǎn)之一。
[0003] 目前，農(nóng)田排水溝渠系統(tǒng)控制面源污染研究的一個(gè)重要方向是生態(tài)溝渠構(gòu)建和應(yīng) 用，其構(gòu)建內(nèi)容主要包括工程和植物兩個(gè)部分。工程部分主要采用攔截壩或不同的護(hù)坡技 術(shù)如生態(tài)混凝土、生態(tài)磚、護(hù)坡網(wǎng)等增加溝渠的粗糙度和阻力，從而降低流速，攔截泥沙，增 加溝渠水利停留時(shí)間；同時(shí)增加水體與溝坡和溝底的接觸面積，促進(jìn)污染物的吸附和降解。 植物部分主要通過不同植物的比較篩選和優(yōu)化配置，提高植物對(duì)溝渠水體的吸收和攔截速 率。
[0004] 盡管大量研究證實(shí)，相比自然排水溝渠，生態(tài)溝渠對(duì)農(nóng)田排水中的污染物有更好 的去除能力，但現(xiàn)有生態(tài)溝渠仍存在以下一些問題。①生態(tài)溝渠內(nèi)的水體大多流動(dòng)較快，導(dǎo) 致水力停留時(shí)間短，污染物去除效率低。如果溝渠內(nèi)設(shè)置過多或過高的攔截壩，又影響溝渠 的排水功能;②生態(tài)溝渠中的植物需要定期收割，若不及時(shí)收割，一方面生長(zhǎng)的植物容易堵 塞溝渠，影響溝渠排水;另一方面植物腐爛分解時(shí)體內(nèi)的碳氮磷等元素又會(huì)重新釋放出來， 造成二次污染。植物的收割無形中增加了運(yùn)行和管理成本，而且大量收獲的生物質(zhì)也是一 種固體廢棄物，如果不能及時(shí)處理，也能引起嚴(yán)重的環(huán)境問題;③研究表明，農(nóng)田廢水硝酸 鹽氮超標(biāo)最為嚴(yán)重，硝酸鹽氮的有效消減是實(shí)現(xiàn)農(nóng)田廢水處理的關(guān)鍵。目前，硝酸鹽氮的去 除主要靠微生物的反硝化作用，然而溝渠排水流動(dòng)性強(qiáng)，其溶解氧(D0)相對(duì)較高，不利于微 生物反硝化作用，導(dǎo)致氮的去除效果普遍偏低;④現(xiàn)有生態(tài)溝渠主要關(guān)注農(nóng)業(yè)廢水的污染 物去除效率，對(duì)廢水的蓄積及循環(huán)利用考慮較少，殊不知，農(nóng)業(yè)廢水也是重要的水資源，如 果能合理的收集、處理和回收利用，將大大減少灌溉用水的需求量和農(nóng)業(yè)廢水的產(chǎn)生量。
[0005] 以上問題表明我國(guó)農(nóng)田區(qū)域急需開發(fā)一種不影響溝渠正常排水，卻能提高溝渠內(nèi) 廢水蓄積量，廢水停留時(shí)間，微生物膜表面積及微生物反硝化效率的新型溝渠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層 溝渠處理系統(tǒng)，平時(shí)溝渠里的排水從處理系統(tǒng)的下層斷面依次通過陷阱、過濾墻、暗溝和沉 淀池而得到凈化，且所蓄積的廢水可重新用于農(nóng)業(yè)灌溉。暴雨時(shí)溝渠洪水可直接從系統(tǒng)上 層斷面通過，不影響溝渠排水功能，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明提供一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)，包括上層斷面以及設(shè) 置在上層斷面底部的下層斷面，所述下層斷面由陷阱、過濾墻、暗溝和沉淀池組構(gòu)成，所述 陷阱的前池壁頂端設(shè)有進(jìn)水管以及安裝在進(jìn)水管上的球閥，所述沉淀池的后池壁頂端設(shè)有 排水管，所述上層斷面即為原有溝渠。
[0009] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述處理系統(tǒng)建造于農(nóng)田排水溝渠內(nèi)。
[0010] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述上層斷面和下層斷面之間由隔板隔開并且 隔板能承受一定的壓力，所述隔板間隙做密封處理以杜絕上層斷面與下層斷面之間水氣交 換。
[0011] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述下層斷面由陷阱、過濾墻、暗溝和沉淀池依 次串聯(lián)而成。
[0012] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述上層斷面的寬度與原有溝渠相同，所述下 層斷面中陷阱、過濾墻、暗溝、沉淀池、進(jìn)水管和排水管的具體尺寸根據(jù)原有溝渠的實(shí)際大 小和水量設(shè)定。
[0013] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述陷阱內(nèi)填充有機(jī)廢棄物填料，所述有機(jī)廢 棄物填料可以是由玉米秸桿、花卉秸桿、麥桿、菜葉、木肩等中的一種或幾種任意組合而成 并且所述有機(jī)廢棄物填料需定期更換。
[0014] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述過濾墻是由陶粒、沸石、爐渣等中的一種或 幾種任意組合而成的填料墻并且所述過濾墻需定期更換以防堵塞。
[0015] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述暗溝內(nèi)懸掛有易于形成微生物膜的生物填 料。
[0016] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述生物填料是條狀生物填料，由球體和/或盤 體串聯(lián)組成并且所述條狀生物填料成排均勻的垂直懸掛于暗溝中。
[0017] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述沉淀池內(nèi)可放置潛水栗用于抽取下層斷面 蓄積的廢水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，所述沉淀池內(nèi)的底泥需定期清理。
[0018] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)，具 有以下效果：
[0019] 1、本發(fā)明所述方法攔截和蓄積了大量溝渠排水，提高了溝渠排水的水力停留時(shí) 間，蓄積的溝渠排水重新用于農(nóng)業(yè)灌溉，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用；
[0020] 2、本發(fā)明所述方法能大幅度削減農(nóng)田溝渠排水中的污染物，其中SS、C0D、硝酸鹽 氮、TN、TP 的平均去除率分別達(dá)到30.94%、23· 72%、15.14%、13.90%和11.31 %;
[0021] 3、本發(fā)明所述溝渠排水處理方法不影響溝渠排水、不占用任何耕地，運(yùn)行管理簡(jiǎn) 單，并且不受季節(jié)限制，容易推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí) 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023] 在附圖中：
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)俯視 圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)側(cè)視 圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)運(yùn)行期 間雙層溝渠處理系統(tǒng)不同位點(diǎn)D0濃度；
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述的一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)運(yùn)行期 間各水質(zhì)指標(biāo)的平均去除率；
[0028] 圖中標(biāo)號(hào)：1、進(jìn)水管；2、排水管;3、溝底;4、溝壁;5、陷阱;6、過濾墻;7、暗溝;8、沉 淀池;9、球閥；10、生物填料；11、池壁；12、上層斷面；13、下層斷面;L1、陷阱長(zhǎng)度;L2、過濾墻 寬度;L3、暗溝長(zhǎng)度;L4、沉淀池長(zhǎng)度;H1、陷阱和沉淀池深度;H2、暗溝深度;W1、處理系統(tǒng)寬 度。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí) 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030] 實(shí)施例:請(qǐng)參閱圖1-4,本發(fā)明一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)，包 括上層斷面12以及設(shè)置在上層斷面12底部的下層斷面13,所述下層斷面13由陷阱5、過濾墻 6、暗溝7和沉淀池8組構(gòu)成，所述陷阱5的前池壁頂端設(shè)有進(jìn)水管1以及安裝在進(jìn)水管1上的 球閥9,所述沉淀池8的后池壁頂端設(shè)有排水管2,所述上層斷面12即為原有溝渠，所述陷阱5 里填充干的玉米秸桿，所述過濾墻6填充陶粒:煤渣（1:1)，所述暗溝7內(nèi)成排均勻的垂直懸 掛軟性組合填料，共450條。
[0031] 本實(shí)施例處理系統(tǒng)的具體尺寸為寬度W1 = 0.4m;長(zhǎng)度LI = 1.0m，L2 = 0.3m，L3 = 14.7111兒4=1.〇111;高度!11=0.9111，高度!12 = 0.4111;系統(tǒng)總長(zhǎng)17111，溝底3坡降0.29%，廢水滯留 總量約3m3。
[0032]本實(shí)施例處理系統(tǒng)建