专利名称：一种河口区稻田外排水净化方法
技术领域：
本发明属于面源污染控制和水污染生物处理技术领域，具体的说是一种河口区稻田外排水净化方法。
背景技术：
河口区是全国重要的水稻主产区和优质稻米生产基地，有全国集中连片最大面积的水稻田10. 5万公顷，年产水稻98万吨。但由于河口区河网密集，水稻生产过程产生的氮磷可通过淋溶和径流方式进入河网地表水系，据估算年排放氮3185吨，年排放磷41. 2吨。这些污染物在河网复杂水力输送机制的驱动下，最终汇入河流，严重影响河流水质。因此开发并集成稻田生态系统氮磷控制集成技术，从源头上控制水稻生产过程中产生的农业污染已经成为迫切需要解决的问题。 国外对稻田肥料污染控制遵循自然生态的理念，主要采用休养生息的技术模式。通过降低利用强度、较大幅度减少肥料投入量、设置宽广的生物隔离带等技术措施，来达到养地和保护环境的目标，但这种做法经常是以牺牲农业产量为代价达到环境保护的目的。而我国人多地少、人口压力大，保障粮食安全始终处于最重要的地位。因此，国外的现有技术应用到我国农田以后，存在着产量降低过多、占用农田过多、成本过高等问题，并不完全适合我国稻田的肥料污染控制。
发明内容
本发明目的在于提供一种河口区稻田外排水净化方法。为实现上述目的本发明采用的技术方案为一种河口区稻田外排水净化方法，在稻田排水支沟沟底种植挺水植物,沟壁种植浮水植物，稻田外排水依次流经后进入稻田排水干渠上设置的氮磷阻控箱和植物浮床进行处理；最后引入自然湿地净化后汇入河流。稻田外排水依次流经后进入稻田排水干渠内呈S型分布的多个氮磷阻控箱而后外排水再流经植物浮床。所述氮磷阻控箱由表面带孔的箱体、氮磷固定基质以及着生于氮磷固定基质上的植物构成。所述氮磷固定基质置于氮磷阻控箱内，着生于氮磷固定基质上的浮水植物透过箱体上孔生长于外。所述氮磷固定基质为海绵、蛭石和沸石，按体积比为3:1:1混合。所述植物浮床上设有承载花盆的孔洞，花盆内填充海绵以固定氮磷，并供挺水植物生长。所述挺水植物可选择香蒲、黄菖蒲、水葱、水芹、慈菇、千屈菜、姜花或茭白荀中一种或多种混种；着生浮水植物可选择凤眼莲、睡莲、红菱、水罂、粟荇菜、芡实、水鳖或大聚藻中一种或多种混种。
本发明的基本工艺和原理如下稻田排水首先通过支沟(I)，支沟(I)中种植的挺水植物(4 )和浮水植物(5 )可以减缓水流对沟底和沟壁的冲刷，减少土壤颗粒及氮、磷的流失，同时对稻田排水中的氮、磷进行初步净化。初步处理的稻田排水进入干渠(2)，干渠(2)中的阻控箱(6)可有效的截留土壤中的悬浮物质，箱体内的氮磷固定基质(9)可吸附固定水体下层的部分氮磷，供附着其上的着生浮水植物(10)吸收利用，以降低污染物质浓度。同时，S型的分布也可降低水流速度，减缓水流对干渠(2)沟壁和沟底的冲刷。干渠(2)中的植物浮床(7)则可去除上层水体中的氮磷，浮床花盆内的氮磷固定基质(9)对氮磷进行吸附固定， 由其上着生的挺水植物(11)吸收去除。稻田排水经干渠阻控系统处理后，引入自然湿地(3)净化，之后得到可排放的净化水入河。本发明的优点与积极效果为I.本发明充分利用现有条件，不占用大量土地，所需材料来源易得，对氮磷等截留效果好。2.本发明所述的农业面源污染阻控系统在运行过程中不会产生二次污染，不破坏环境，具有良好景观效果。更具体涉及一种阻控农业面源污染的农艺阻控技术体系，尤其是河口区稻田排水的氮磷阻控，河口区的稻田耕作区等。
图I为本发明实施例提供的河口区稻田外排水净化方法示意图；图2为本发明实施例提供的氮磷阻控箱示意图；图3为本发明实施例提供的植物浮床示意图。标号为1.支沟，2.干渠，3.自然湿地，4.挺水植物，5.浮水植物，6.阻控箱，7.植物浮床，8.阻控箱体,9.氮磷固定基质，10.着生浮水植物，11.着生挺水植物。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详述。本发明是将稻田排水依次通过支沟(I)阻控，干渠(2)阻控、自然湿地(3)阻控后得到可排放的净化水。其中各级阻控具体实现方法如下(I)支沟(I)阻控在稻田排水支沟沟底种植挺水植物(4)，沟壁种植浮水植物(5)，对稻田排水中的氮、磷进行初步吸收，其中挺水植物(4)可为芦苇、水葱等，浮水植物
(5)可选凤眼莲、睡莲等。(II)干渠(2)阻控在稻田排水干渠依次设置氮磷阻控箱(6)、植物浮床(7)，分别对水体下层及上层的氮、磷等营养物质进行截留，降低其浓度。其中阻控箱(6 )在干渠内呈S型分布，由箱体(8)、氮磷固定基质(9)以及着生植物(10)构成。阻控箱体(8)由水泥制成，为六面体，规格为边长40-60cm，除底面外每个面均有4-16个直径10_15cm的圆孔，箱体顶部可打开，便于根据稻田排水的水质、水量来调整氮磷固定基质(9)的种类及用量。着生植物(10)固定于阻控箱体(8)圆孔处，根部附着于箱体内的氮磷固定基质(9)上，以吸收营养并降低其浓度。氮磷固定基质(9)可选海绵、蛭石、沸石等，着生浮水植物(10)可选凤眼莲、睡莲等。植物浮床(7)由挤塑板制成，面积根据干渠宽度调整，厚度为5-15cm，挤塑板上有4-12个直径I O-15 cm的圆孔，孔中放置PVC花盆，用于着生挺水植物(11 )，根部附着于花盆内的氮磷固定基质(9)上。氮磷固定基质(9)可选海绵、蛭石、沸石等，着生挺水植物(11)可选黄菖蒲、水葱等。(III)入河口自然湿地(3)阻控河口区湿地分布广泛，稻田排水经干渠阻控系统处理后，在排入河流前，引入自然湿地(3 )净化。实施例I 实验地辽宁省盘锦市太平河附近选择有代表性的稻田，处理方法 在稻田排水支沟沟底种植芦苇，沟壁种植凤眼莲，稻田外排水依次流经后进入稻田排水干渠内呈S型分布的多个氮磷阻控箱而后外排水再流经植物浮床；最后引入芦苇湿地净化，而后排入河流水体。干渠共设氮磷阻控箱48个，氮磷阻控箱规格为50CmX50CmX40Cm (长X宽X高)，除底面外每个面设置4个直径15cm的圆孔，氮磷固定基质为海绵、蛭石和沸石(按体积比例为3:1:1)，氮磷固定基质上种植睡莲，睡莲根部附着于氮磷阻控箱内透过圆孔生长于外。干渠设植物浮床12个，每个规格为IOOcmX IOOcmX IOcm (长X宽X高)，每个植物浮床上设16个直径IOcm的圆孔，采用的氮磷固定基质为海绵，着生挺水植物为黄菖蒲。采用本发明方法与稻田排水支沟入水口处相比，入河排水口处氮磷分别消减23. 15%和15. 01%，同时种植的植物能够正常生长。上述挺水植物还可选择香蒲、黄菖蒲、水葱、水芹、慈菇、千屈菜、姜花或茭白荀中一种或多种混种；着生浮水植物可选择凤眼莲、睡莲、红菱、水罂、粟荇菜、芡实、水鳖或大聚藻中一种或多种混种。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种河口区稻田外排水净化方法，其特征在于在稻田排水支沟沟底种植挺水植物，沟壁种植浮水植物，稻田外排水依次流经后进入稻田排水干渠上设置的氮磷阻控箱和植物浮床进行处理；最后引入自然湿地净化后汇入河流。
2.按权利要求I所述的河口区稻田外排水净化方法，其特征在于稻田外排水依次流经后进入稻田排水干渠内呈S型分布的多个氮磷阻控箱而后外排水再流经植物浮床。
3.按权利要求I所述的河口区稻田外排水净化方法，其特征在于所述氮磷阻控箱由表面带孔的箱体、氮磷固定基质以及着生于氮磷固定基质上的植物构成。
4.按权利要求3所述的按权利要求I所述的河口区稻田外排水净化方法，其特征在于所述氮磷固定基质置于氮磷阻控箱内，着生于氮磷固定基质上的浮水植物透过箱体上孔生长于外。
5.按权利要求3或4所述的按权利要求I所述的河口区稻田外排水净化方法，其特征在于所述氮磷固定基质为海绵、蛭石和沸石。
6.按权利要求I所述的河口区稻田外排水净化方法，其特征在于所述植物浮床上设有承载花盆的孔洞,花盆内填充海绵以固定氮磷,并供挺水植物生长。
7.按权利要求1、4或6所述的河口区稻田外排水净化方法，其特征在于所述挺水植物可选择香蒲、黄菖蒲、水葱、水芹、慈菇、千屈菜、姜花或茭白荀中一种或多种混种；着生浮水植物可选择凤眼莲、睡莲、红菱、水罂、粟荇菜、芡实、水鳖或大聚藻中一种或多种混种。
全文摘要
本发明属于面源污染控制和水污染生物处理技术领域，具体的说是一种河口区稻田外排水净化方法。在稻田排水支沟沟底种植挺水植物，沟壁种植浮水植物，稻田外排水依次流经后进入稻田排水干渠上设置的氮磷阻控箱和植物浮床进行处理；最后引入自然湿地净化后汇入河流。本发明充分利用现有条件，不占用大量土地，所需材料来源易得，对氮磷等截留效果好，同时具有良好的景观效果。
文档编号C02F3/32GK102910739SQ201210405580
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者迟光宇, 马建, 史奕, 陈欣 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所