一种农田面源污染生态土壤净化床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理设备领域，具体涉及一种农田面源污染生态土壤净化床。
【背景技术】
[0002]土壤的颗粒性质、质地和结构、土壤的厚度、渗透性和化学性质对地下渗滤系统的处理能力和净化效果有很大的影响，这是因为土壤对污水的净化起着物理截留、化学沉淀、吸附、氧化还原、络合及离子交换等作用，同时为土壤微生物即污染物质的分解者提供了必要的环境条件，使污水得到很好的净化。生态土壤净化系统和土壤地下渗透系统相似，都是通过生态系统的物质循环和能量流动逐级降解、净化污水。生态土壤净化的理念在美、日、澳等国进行广泛的应用，取得了良好的效果。同时该项技术利用土壤的自然净化能力，将水处理与绿化相结合，从而美化和改善区域生态环境。具有基建投资低、运转费用少、操作管理简便等优点，特别适合我国国情。
[0003]近年来，随着科学技术的发展和跨学科的综合利用，国内外生态土壤净化床技术的研究和应用日益受到重视。目前，国内所研究的生态土壤净化系统主要是处理生活污水，针对农田面源污染的并不多，如公开的专利“一种自动复氧生活污水生态土壤净化床”(CN101525200A)，“水解-接触稳定-立体生态土壤处理系统净化污水的方法”(CN1644514A)，“一种防堵塞生态土壤污水处理装置”(CN103274566A)，“一种生活污水生态土壤处理系统”(CN202717671U)等，农田面源污染农药含量高、高氮磷，直接排入水体破坏水体自净能力，造成水环境污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种农田面源污染生态土壤净化床。该装置针对农田面源污染的特性，设计合理分区、高效去除农田污水中的农药、氮磷污染。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种农田面源污染生态土壤净化床，其特征在于:包括进水口、控制阀A、过滤净化层、布水管、水孔A、表层沙土复合种植层、农药高效净化层、氮磷高效吸附净化填料层、砾石集水层、防渗层、穿孔排水管、水孔B、出水区、出水口和控制阀B;所述装置进水口连接过滤净化层一端，连接处设置控制阀A，过滤净化层另一端连接布水管，布水管分布有水孔A，水孔A设置10~20个；生态土壤净化区由上到下分布依次为:表层沙土复合种植层、农药高效净化层、氮磷高效吸附净化填料层、砾石集水层、防渗层；所述穿孔排水管分布有水孔B，穿孔排水管一端连接砾石集水层，另一端连接出水区，出水区左侧与生态土壤净化区相连建造，右侧设置出水口，出水口处设置控制阀B。
[0006]其中所述过滤净化层使用碌石过滤，厚度为70~80cm,所用碌石粒径为15~20mm。
[0007]其中所述的表层沙土复合种植层厚度为40~50cm，其中沙、土比例为1:1。
[0008]其中所述的农药高效净化层使用酸改性凹凸棒土，厚度与表层沙土复合种植层厚度的比例为2:1?1.8:1。
[0009]其中所述的氮磷高效吸附净化填料层厚度与表层沙土复合种植层厚度的比例为1.6:1~1.4:1，其中填料层采用沸石、石灰石、陶粒复合净化，三者比例为1:2:1~1:2.4:1，其中沸石粒径为5~8mm,石灰石粒径为陶粒粒径为3~5mm。
[0010]其中所述的砾石集水层厚度与表层沙土复合种植层厚度的比例为1.2:1，砾石粒径为 15~20_。
[0011]本装置进行工作时，污水由进水口进入过滤净化层，去除面源径流中的大颗粒物质，过滤后的污水经布水管流入生态土壤净化区，污水由上到下分别经过沙、土比例为1:1的表层沙土复合种植层、农药高效净化层、氮磷高效吸附净化填料层、砾石集水层，高效去除面源污染中的农药、N、P等污染物，净化后的出水经过穿孔排水管流入出水区，最终由出水口排入附近水体。
[0012]本发明的有益效果是，过滤区、生态土壤净化区的分区净化保障了生态土壤区不受农田面源污染固体杂质的影响，确保高效的运行效率；生态土壤净化区的分层净化，通过不同的组合配比，具有针对性的降解农药、氮磷污染，实现农田面源污水的高效净化效果。本发明分区合理、结构紧凑、操作方便、处理效果显著。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图中，1-进水口、2-控制阀A、3_过滤净化层、4-布水管、5_水孔A、6_表层沙土复合种植层、7-农药高效净化层、8-氮磷高效吸附净化填料层、9-砾石集水层、10-防渗层、
11-穿孔排水管、12-水孔B、13-出水区、14-出水口、15-控制阀B。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本污水处理装置包括进水口 1、控制阀A2、过滤净化层3、布水管4、水孔A5、表层沙土复合种植层6、农药高效净化层7、氮磷高效吸附净化填料层8、砾石集水层
9、防渗层10、穿孔排水管11、水孔B12、出水区13、出水口 14、控制阀B15。
[0016]本装置进行工作时，污水由进水口进入过滤净化层，去除面源径流中的大颗粒物质，过滤后的污水经布水管流入生态土壤净化区，布水管上设置10~20个水孔A，均匀布水，使污水能够均匀流入生态土壤净化区，污水由上到下分别经过厚度为40~50cm，沙、土比例为1:1的表层沙土复合种植层、农药高效净化层、氮磷高效吸附净化填料层、砾石集水层，高效去除面源污染中的农药、N、P等污染物，其中农药高效净化层、氮磷高效吸附净化填料层、砾石集水层、表层沙土复合种植层四者厚度的比例为2:1.6:1.2:1~1.8:1.4:1.2:1，农田面源污染具有高农药含量的特点，为保障氮磷的去除不受农药的干扰，装置采用沙土复合种植层的沙、土比例为1:1，农药高效净化层使用酸改性凹凸棒土，沙土复合种植层与农药高效净化层的厚度配置保证了农药的高效去除，氮磷吸附净化层采用沸石、石灰石、陶粒复合净化，三者比例为1:2:1~1:2.4:1，高效吸附降解污水中的氮磷污染，降解后的污水流入砾石集水层，砾石粒径为15-20_，对污水进行过滤集水，净化后的出水由穿孔排水管排出到出水区中。生态土壤净化区通过分层净化，合理设置厚度比例，逐步去除污染物，达到高效处理的目的。经试验得到污水农药、N、P的去除率分别达到90%、85%、75%。净化后的出水经过穿孔排水管流入出水区，最终由出水口排入附近水体。
【主权项】
1.一种农田面源污染生态土壤净化床，其特征在于，包括进水口(I)、控制阀A (2)、过滤净化层(3)、布水管(4)、水孔A (5)、表层沙土复合种植层(6)、农药高效净化层(7)、氮磷高效吸附净化填料层(8)、砾石集水层(9)、防渗层(10)、穿孔排水管(11)、水孔B (12)、出水区(13 )、出水口( 14)和控制阀B (15 );所述装置进水口( I)连接过滤净化层(3 ) —端，连接处设置控制阀A (2 )，过滤净化层(3 )另一端连接布水管(4 )，布水管(4 )分布有水孔A(5)，水孔A (5)设置10~20个；生态土壤净化区由上到下分布依次为:表层沙土复合种植层(6)、农药高效净化层(7)、氮磷高效吸附净化填料层(8)、砾石集水层(9)、防渗层(10);所述穿孔排水管(11)分布有水孔B (12 )，穿孔排水管(11)设于砾石集水层(9 )内，穿孔排水管(11)的一端伸出砾石集水层(9)连接出水区(13)，出水区(13)左侧与生态土壤净化区相连建造，右侧设置出水口( 14 )，出水口( 14 )处设置控制阀B (15)。
2.根据权利要求1或2所述的一种农田面源污染生态土壤净化床，其特征在于，所述过滤净化层(3)使用碌石过滤,厚度为70~80cm,所用碌石粒径为15~20mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种农田面源污染生态土壤净化床，其特征在于，所述表层沙土复合种植层(6)厚度为40~50cm，其中沙、土比例为1:0.8?1:1.2。
4.根据权利要求1或2所述的一种农田面源污染生态土壤净化床，其特征在于，所述农药高效净化层(7)使用酸改性凹凸棒土，厚度与表层沙土复合种植层(6)厚度的比例为2:1?1.8:1。
5.根据权利要求1或2所述的一种农田面源污染生态土壤净化床，其特征在于，所述氮磷高效吸附净化填料层(8)厚度与表层沙土复合种植层(6)厚度的比例为1.6:1~1.4:1，其中填料层采用沸石、石灰石、陶粒复合净化，三者比例为1:2:1~1:2.4:1，其中沸石粒径为5~8mm,石灰石粒径为陶粒粒径为3~5mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种农田面源污染生态土壤净化床，其特征在于，所述砾石集水层(9)厚度与表层沙土复合种植层(6)厚度的比例为1.2:1，砾石粒径为15~20mm。
【专利摘要】本发明公开了一种农田面源污染生态土壤净化床，属于污水处理设备领域。本发明包括过滤净化层、布水管、表层沙土复合种植层、农药高效净化层、氮磷高效吸附净化填料层、砾石集水层、防渗层、穿孔排水管、出水区，在装置进水口、出水口均设置有流量控制阀。净化床首段设置过滤净化层，去除面源径流中的大颗粒物质；生态土壤净化区由上到下分别布置表层沙土复合种植层、农药高效净化层、氮磷高效吸附净化填料层、砾石集水层，高效去除面源污染中的农药、N、P等污染物；沙土复合种植层表面种植植物；穿孔排水管布置在砾石集水层中。本发明针对农田面源污染的特性，分区合理、结构紧凑、操作方便、处理效果显著。
【IPC分类】C02F9-14
【公开号】CN104671593
【申请号】CN201510043103
【发明人】解清杰, 苏航, 杜道林, 陈军静, 朱婷
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月29日