一种用于净化农田水的便携式农药截留器的制作方法

本发明涉及一种用于净化农田水的便携式农药截留器，属于农田面源控制技术领域。

背景技术：

在近代农业生产中，为了预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节、控制、影响植物和有害生物代谢、生长、发育、繁殖过程而大面积的施用各种类型的农业。在我国农药主要是用于防治病虫以及调节植物生长、除草等目的，每年农药使用量约80万吨，居世界第一位，农药生产总量从1990年起一直名列世界第二位。农药的施用会带来两方面的作用，一方面正确且适量地使用农药可对农作物增产，控制农作物病、虫、草危害，促进产品高产优质，从而保证农业丰产丰收。另一方面农药的残留有会给土壤、水源以及生物体造成长期的、不可逆转的损害，目前我国的农药污染状况已经相当严峻。

农药通常不是单一的一种化合物，成分复杂多变，但一般都包含在生物碱、糖苷、有毒蛋白质、挥发性香精油、单宁、树脂、有机酸、酯、酮、萜等各类物质中。国际上对农药的施用、保存及后续处理方法有着明确的规定，据统计，目前人体摄入的硝酸盐有81.2%来自受污染的蔬菜，而硝酸盐是国内外公认的三大致癌物亚硝胺的前体物，同时城市垃圾、污水和化学磷肥中的汞、砷、铅、镉等重金属元素也是神经系统、呼吸系统、排泄系统重要的致癌因子，有机氯农药在人体脂肪中蓄积，诱导肝脏的酶类，是肝硬化肿大原因之一。

农业生产中农药污染的途径主要有两个方面，一方面是农作物表面未被作物吸收的有机农药通过降雨或者灌溉溶解在水中进入到水体中，另一方面是污染物质容易吸附在土壤砂粒表面，砂粒在地表径流、壤中流或灌溉排水过程中随着水流进入到下游水体中，从而形成污染物扩散。水环境的污染对人、畜，特别是水生生物（如鱼、虾）会造成严重危害，同时，流失到土壤中的农药也会造成土壤板结。

目前在农业灌排体系中，往往强调的是水资源的高效利用，而对农药面源污染的重视不够，且面源污染控制难度较大，通常是借助与天然或生态型排水沟渠和湿地对农药成分进行吸收降解，但这势必给沿程土壤及动植物环境造成了污染，因此在农药面源污染的源头进行防控及农药截留可以有效的放置面源污染的扩展，对降低农药对后续生态系统的持续性危害具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于净化农田水的便携式农药截留器，旨在对农田退水口处高浓度农药污水进行分布式截留和去除，减轻农药污染向下游水体的扩散，本发明具有净化效果好、不影响退水口及毛沟的排水功能、便于搬运及维护方便等优点。

为达到上述目的，本发明提供一种用于净化农田水的便携式农药截留器，包括截流器和药芯，所述截流器上开设一凹槽，所述凹槽上开设若干个漏水孔；所述截流器上开设一开口，所述开口连通所述凹槽，所述药芯位于所述开口、若干个所述漏水孔之间；还包括若干个用于控制若干个所述漏水孔开合的间歇式启闭控制装置，在若干个所述漏水孔上方均分别固定设置一所述间歇式启闭控制装置。

优先地，包括分水板和导流板；所述凹槽外形为平放的T型槽，所述凹槽包括入水段和绕流段，所述入水段的底部垂直连通所述绕流段的中部，所述入水段的顶部连通所述开口；

所述导流板沿平行于所述入水段顶部到底部的方向固定设置在所述入水段中，所述导流板将所述入水段分隔为两个相同的腔室，所述分水板沿平行于所述绕水段左部到右部的方向竖向固定设置在所述绕水段中，所述分水板垂直固定连接所述导流板；包括一个漏水孔，所述漏水孔为圆孔，所述漏水孔位于所述绕流段中、远离所述导流板的一侧，所述漏水孔的中心在所述导流板的轴线上。

优先地，包括若干个隔网，若干个所述隔网对称设置在所述漏水孔的两侧，所述药芯堆设在若干个所述隔网的外侧。

优先地，所述间歇式启闭控制装置包括电磁块、吸盘、支座、导杆和密封球；所述支座固定连接所述绕水段的内壁，所述导杆竖向滑动连接所述支座，所述吸盘横向固定连接所述导杆的顶部，所述密封球固定连接所述导杆的底部，所述密封球与所述漏水孔同轴，所述密封球直径大于所述漏水孔的直径，所述电磁块固定连接所述绕水段的内壁，所述电磁块位于所述吸盘的上方，所述吸盘的材质为具有铁磁性的不锈钢圆盘。

优先地，包括控制器和供电装置，所述供电装置包括若干个太阳能电板和蓄电池，若干个所述太阳能电板均分别铰接所述凹槽的顶壁，若干个太阳能电板和蓄电池均电连接所述控制器，所述控制器电连接所述电磁块。

优先地，包括过滤网，所述过滤网套设在所述开口处，所述过滤网上开设多个等间距分布的孔。

优先地，包括若干个支撑脚，若干个所述支撑脚对称固定设置在所述绕流段的底壁上；所述支撑脚包括若干个伸缩杆，若干个所述伸缩杆之间依次相互套设并滑动连接。

优先地，所述药芯为实心球体，所述药芯直径为5~7cm，所述药芯成分包括水处理药剂、秸秆末、粉煤灰和硬脂酸，所述水处理药剂、所述秸秆末、所述粉煤灰和所述硬脂酸按重量比5:3:6:1均匀混合。

优先地，所述水处理药剂为COD降解去除剂、氨氮去除剂或除磷剂，药剂形态为粉末状。

优先地，所述导杆材质为不锈钢，若干个所述支撑脚材质为PVC管，所述截流器外壳、所述导流板材质为工程塑料，所述过滤网、若干个所述隔网为不锈钢网。

本发明所达到的有益效果：

1、本发明安装于所有农田的退水口处，可有效的对每块农田中排出的含农药污水进行截留净化处理，防止高浓度农药污水进入到排水沟渠中，这种分布式源头净化方法有效的降低了单台装置的处理负荷，相对于集中式处理法具有更高的净化效率。

2、本发明采用电磁感应式间歇启闭装置，对进入净化装置内的污水进行间歇式排放，延长了污水在装置内的停留时间，保证了水中的残留农药与药芯有充分的反应时间，有利于提高净化效率。

3、本装置内设置有分水板和导流板结构，延长了水流在槽内的沿程长度，降低了水流速度，进一步提高了净化效率。

4、本装置采用底部悬空式T形结构，可方便的放置于农田退水口处，一方面保证了农田排水的流出，另一方面也不会阻碍排水毛沟中的水流。

5、针对农田中施用的农业种类多样性，本发明中可装填一种或多种药芯，以取得较好的净化效果，具有很好的通用性和普适性。

6、本发明结构简单、起效快、维护方便，且采用太阳能提供能源，可无人值守运行，同时还方便携带，对田间施药期间的快速农药截留具有较好的效果。

附图说明

附图1是本发明布设方式的俯视图；

附图2是图1的A-A向截面图；

附图3是本发明中T型截留器的上侧视角结构图；

附图4是本发明中T型截留器的下侧视角结构图；

附图5是间歇启闭装置示意图。

附图中标记含义，1-农作物、2-过滤网、3-截留器外壳、4-药芯、5-导流板、6-电磁铁、7-田埂、8-吸盘、9-支座、10-导杆、11-密封球、12-支撑脚、13-排水毛沟、14-农田排水、15-农田土壤、16-田块排水沟、17-太阳能电池板、18-分水板、19-隔网、20-漏水孔、21-截留器、22-水流方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明提供一种用于净化农田水的便携式农药截留器，包括截流器21和药芯4，所述截流器21上开设一凹槽，所述凹槽上开设若干个漏水孔20，如图4所示；所述截流器21上开设一开口，所述开口连通所述凹槽，所述药芯4位于所述开口、若干个所述漏水孔20之间；还包括若干个用于控制若干个所述漏水孔20开合的间歇式启闭控制装置，在若干个所述漏水孔20上方均分别固定设置一所述间歇式启闭控制装置。所述截留器外壳3为上部开口的T形槽，采用工程塑料制成，壁厚为0.8cm。“T”形头部为绕流段，其宽度为160cm；“T”形底部为入水段，其长度为50cm，槽内宽度和高度均为40cm，所述漏水孔20直径7cm。

进一步地，如图2所示，本发明中包括分水板18和导流板5；所述凹槽外形为平放的T型槽，所述凹槽包括入水段和绕流段，所述入水段的底部垂直连通所述绕流段的中部，所述入水段的顶部连通所述开口；所述分水板18采用0.8cm厚工程塑料板制成，高度40cm，分水板18将入水段分隔为等距的两个水槽，使得进入T形截留器21的水分成两股流动。

所述导流板5沿平行于所述入水段顶部到底部的方向固定设置在所述入水段中，所述导流板5将所述入水段分隔为两个相同的腔室，所述分水板18沿平行于所述绕水段左部到右部的方向竖向固定设置在所述绕水段中，所述分水板18垂直固定连接所述导流板5；包括一个漏水孔20，所述漏水孔20为圆孔，所述漏水孔20位于所述绕流段中、远离所述导流板5的一侧，所述漏水孔20的中心在所述导流板5的轴线上。所述导流板5也采用0.8cm厚工程塑料板制成, 高度40cm，安装于T形截留器21的绕流段中部，两端分别留有10cm间隙让水流通过。

进一步地，本发明中包括两个隔网19，两个所述隔网19对称设置在所述漏水孔20的两侧，所述药芯4堆设在两个所述隔网19的外侧，药芯4填放于截留器21内，填放高度低于截流器的边壁高度3~5cm，两块隔网19安装间距为20cm，隔网19主要用于防止药芯4随水流滚落，同时还给间歇启闭装置提供了安装空间。

进一步地，如图5所示，本发明中所述间歇式启闭控制装置包括电磁块6、吸盘8、支座9、导杆10和密封球11；所述支座9固定连接所述绕水段的内壁，所述导杆10竖向滑动连接所述支座9，所述吸盘8横向固定连接所述导杆10的顶部，所述密封球11固定连接所述导杆10的底部，所述密封球11与所述漏水孔20同轴，所述密封球11直径大于所述漏水孔20的直径，所述密封球11为实心橡胶球，所述密封球11直径为10cm，所述电磁块6固定连接所述绕水段的内壁，所述电磁块6位于所述吸盘8的上方，电磁铁6与吸盘8之间的安装间隙为5~7cm，所述吸盘8的材质为具有铁磁性的不锈钢圆盘，所述电磁块6直径为8cm，所述电磁块6厚度为1cm。

所述支座9上开设配合所述导杆10的通孔，所述导杆10滑动连接所述通孔；所述密封球11为实心橡胶球，直径为10cm，安装于漏水孔20上方，其落下时可将漏水孔20完全封闭，可防止T形截留器21 内的水漏出。

进一步地，本发明中包括控制器和供电装置，所述供电装置包括若干个太阳能电板17和蓄电池，若干个所述太阳能电板17均分别铰接所述凹槽的顶壁，若干个太阳能电板17和蓄电池均电连接所述控制器，所述控制器电连接所述电磁块6，电磁铁6通电时可将吸盘8吸起，从而带动密封球11向上运动。

进一步地，本发明中包括过滤网2，所述过滤网2套设在所述开口处，所述过滤网2上开设多个等间距分布的孔。所述过滤网2对进入T形截留器21的污水进行过滤，防止砂石及植物茎叶等杂质进入截留器内，同时还可防止内部药芯4掉出。

进一步地，本发明中包括若干个支撑脚12，若干个所述支撑脚12对称固定设置在所述绕流段的底壁上；所述支撑脚12包括若干个伸缩杆，若干个所述伸缩杆之间依次相互套设并滑动连接，伸缩杆采用PVC管制成，所述支撑脚12伸缩长度范围为10cm~30cm，用于支撑T形截留器21。

进一步地，本发明中所述药芯4为实心球体，所述药芯4直径为5~7cm，所述药芯4成分包括水处理药剂、秸秆末、粉煤灰和硬脂酸，所述水处理药剂、所述秸秆末、所述粉煤灰和所述硬脂酸按重量比5:3:6:1均匀混合后采用220℃热模压成形。

进一步地，本发明中所述水处理药剂为市售COD降解去除剂、氨氮去除剂、除磷剂中的一种，药剂形态为粉末状。

进一步地，本发明中所述导杆10采用直径1cm的不锈钢棒制成，若干个所述支撑脚12材质为PVC管，所述截流器外壳3、所述导流板5材质为工程塑料，所述过滤网2、若干个所述隔网19为不锈钢网。

如图1所示，本发明固定设置在农田土壤（15）、田埂（7）上，若干个田块排水沟（16）连通着排水毛沟（13），本发明设置在田块排水沟（16）与排水毛沟（13）连通处，所述凹槽的开口对着田块排水沟（16），本发明通过支撑脚（12）与排水毛沟（13）形成高度差，避免了排水毛沟（13）中的水倒灌入本发明中，农田排水（14）从排水毛沟（13）中流出。

本发明的工作过程及原理：

在日常农业生产中，对农作物1喷洒的农药残留于农作物茎叶和土壤表面，在降雨和灌溉时随着水流汇集到田块排水沟16中形成高浓度农药污水。将本发明放置于每块农田的退水口处，并调整支撑脚12的高度，使得T形截留器21的底面与田块排水沟16平齐，同时还展开太阳能电池板17，为间歇启闭装置提供能源（开启时长为5秒，关闭时长为60秒）。

当电磁铁6处于通电状态时，下方的吸盘8被吸起，并带动导杆10向上运动将密封球11提起，从而使得下方漏水孔20处于开启状态。此时T形截留器21内的水通过漏水孔20流入下方排水毛沟13中，而田间的污水由田块排水沟16通过过滤网2进入到内T形截留器21内，过滤网2可以防止砂石及植物茎叶等杂质进入截留器内。进入到T形截留器21内的水被分水板18分成两股继续流动，并绕导流板5流动充满整个T形截留器21。

当电磁铁6处于断电状态时，密封球11、导杆10和吸盘8在重力作用下将底部漏水孔20堵住，此时进入到T形截留器21内的水停留在装置内不会流出，药芯4浸泡在污水中，药芯4中的有效药物成分溶出并与污水中的农药成分发生化学反应，使得污水中的农药成分降解或转变为无害物质。当电磁铁6再次通电时，被截留净化后的水将从T形截留器21中流出。随着本装置反复间歇启闭动作，田块中的含农药污水将逐渐通过T形截留器21得到净化处理，并流入排水毛沟13中。

本发明采用太阳能电池板17和蓄电池电源交叉供电，白天或天气好的日子可通过太阳能装置供电，夜间或阴雨天可自动切换至蓄电池供电，使得本发明可24小时不间断运行。装置中的药芯4应根据使用情况经常更换，以使得本装置保持较高的净化效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。