[发明专利]一种适用于灌区排水沟渠的回流式生态净化池

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于灌区排水沟渠的回流式生态净化池，属于农田面源控制技术领域。

背景技术

在农业生产活动中，溶解的或固体的污染物，如农田中的土粒、氮素、磷素、农药重金属、农村禽畜粪便与生活垃圾等有机或无机物质，从非特定的地域，在降水和径流冲刷作用下，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏进入到下游受纳水体中，从而引起大面积的水体环境污染，这种污染的发生和扩散方式称为农业面源污染。我国作为农业生产大国，近年来农业生产规模和水平到了快速的发展，种植面积大幅度提高，从而造成过量施肥的现象严重，并很难在短期内迅速扭转，土壤中的氮、磷养分富集还将继续严重化，农田对水体富营养化的潜在威胁将有增无减。因此，农业面源污染已经成为我国河湖污染的第一大污染源，对生态系统功能、人类健康和经济发展等造成了严重的后果。

生态修复技术是一种利用生态系统原理对受损水体进行修复方式的方法。通过建立水体及周边生态环境的交互，使得生态系统能实现自我协调、自我维持和自我演替的良性循环。世界各国研究人员对富营养化严重的河流湖库进行了大量的生态修复试验研究，充分的验证了生态修复的有效性。但是，目前多数的研究主要集中在对污染物受纳水体（如湖泊水库等)的防污降污方面，虽然也取得了一定的治理效果，但是从污染治理的角度来看，这些均属于末端治理，对于末端治理措施无法控制污染物来源，因此不能从根本上解决水体富营养化的问题。如何从面源污染物的源头（即农田灌区)范围内控制N、P污染物向下游的迁移和扩散，对于水环境治理将具有事半功倍的效果，具有重要的科学意义和应用价值。

农田排水沟渠是农业灌区中最常见的农田排灌设施，沟网密度大，面积一般占到总土地面积的3%左右，在这些农田排水沟渠中施用生态阻控技术可有效的减少污染物的扩散和迁移。目前，在农田排水沟渠中设置集中的生态净化池是一种常用的生态阻控方法，在净化池中种植水生植物或布设一些净化装置，如生物净化箱等，利用水流通过净化装置时发生的一系列物理化学反应来截留和降低污染物浓度。这种方法能有效地减少农田养分流失对下游水体造成的面源污染，且维护较为简单方便，易于实施。但在实施中发现，净化池的净化效率直接取决于污水与净化装置的反应时间，为了延长污水在净化池中的水力停留时间，净化池需要有较大的容积才能达到净化要求，但占用大量耕地来建设大容量净化池是不合适的。因此，在保证净化池具有较高的净化效率的前提下，尽量减少净化池的占地面积，这对生态净化池在农业面源治理中的推广使用具有很好的实际意义。

发明内容

本发明提出了一种适用于灌区排水沟渠的回流式生态净化池，具有占地面积小、水力停留时间长、维护方便、净化效果好等优点，其目的是用于净化从农田中排出的富营养水，降低农业面源污染对下游水体的污染，同时能有效的解决目前净化方法的汛期阻水问题。

本发明的技术解决方案：包括闸门、回流进水渠、净化池、回流出水渠、分水墙、绕流墙和生态净化箱；所述净化池、回流进水渠和回流出水渠均对称地开设于农田排水沟渠的两侧，所述净化池通过回流进水渠和回流出水渠与农田排水沟渠连通，所述闸门安装于回流进水渠入口处的农田排水沟渠上，所述分水墙设置于闸门上游侧的农田排水沟渠中线上，所述净化池中部设置一块绕流墙，并放置若干个生态净化箱，所述绕流墙与农田排水沟渠的中线垂直。

上述回流进水渠和回流出水渠均开口于农田排水沟渠中，并与农田排水沟渠连通，回流出水渠的开口位置位于回流进水渠开口位置的上游，回流进水渠、净化池和回流出水渠形成相互连通的串联结构。

上述闸门为两片对开式结构，回流进水渠的入水口应位于闸门的上游侧，闸门的开启度可调，闸门完全开启后可将回流进水渠的入口关闭。

上述分水墙为契形结构，分水墙的薄壁端指向农田排水沟渠的上游方向，厚壁端指向农田排水沟渠的下游方向。

上述生态净化箱为透水结构，包括网箱盖、生物填料球、网箱体和活性炭过滤层，所述生物填料球堆放于网箱体内，所述活性炭过滤层垂直放置于网箱体内，并与生物填料球呈间隔排列。

上述生物填料球由聚烯烃塑料制成镂空球形，球内装有聚氨酯基体的生物填料，用来吸附水中的N、P等污染物质。

本发明所达到的有益效果：

1、本发明采用回流式结构，使得农业污水能在农田排水沟渠、回流进水渠、净化池和回流出水渠中进行动态循环流动，以达到多次净化的目的，污水在净化池中的平均停留时间是普通净化池的2~3倍，具有净化效果好的优点。同时由于净化池利用效率高，净化池面积可适当减小，提高土地使用率。