基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统的制作方法

专利名称：基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水再利用装置，尤其是涉及一种基于短期轮伐速生林的污水-植物资源 再生灌溉系统。
背景技术：
林地污水生态处理(FLTS)源于林业生产的需要，其本质仍属于污水土地生态处理类型， 但我国现有的关于城市污水土地生态处理技术指南([l]国家环境保护局科技标准司编.城市 污水土地处理处理技术指南[M].中国环境科学出版社，1997)中并没涉及到与林业生产相结 合的措施。集约化短期轮伐林栽培(SRIC)是一种较新的栽培方式([2] Moffat A丄，Armstrong A. T.， Ockleston J. The optimization of sewage sludge and effluent disposal on energy crops of short rotation hybrid poplar[J]. Biomass and Bioenergy 2001， 20: 161 -169 )，比中期轮伐林和皆 伐林具有更高木材生物量，但却具有更快的营养、水分消耗速度([3]WhiteE.H.， Whole-tree harvesting depletes soil nutrients[J]. Canadian Journal of Forest Research, 1974， 4: 530-535; [4] Hansen E.A.， Baker J.B. Biomass and nutrient removal in short-rotation intensively cultured plantations. In: Proceedings of the symposium on Impact of Intensive Harvesting on Forest Nutrient Cycling[M]. SUNY-ESF， Syracuse, NY， 1979， 13: 130-151; [5] EricssonT. Nurient cycling in energy forest plantations [J] Biomass and Bioenergy， 1994， 6: 115-121 )。 f艮早,就有人 建议污水不仅可以作为可替代的资源，而且可以作为一种商品肥源([6] Al-JamalM.S.， Sammis T.W.， Mexal JG,， et al. A growth-irrigation scheduling model for wastewater use in forest production. Agricultural Water Management 2002， 5657-5659)。随后的研究表明，污灌能显著 增加一些短期轮伐林的生物量、凋落物量，并提高凋落物分解速度等([7] Guo L.B.， Sims R.E.H. Effect of meatworks effluent irrigation on soil, tree biomass production and nutrient uptake in 五i/c"i[y/7nw g/oZw/ws seedlings in growth cabinets[J].Bioresource Technology, 2000， 72: 243-251; [8] Guo L.B. ， Sims R.E.H. Eucalypt litter decomposition and nutrient release under a short rotation forest regime and effluent irrigation treatments in New Zealand I. External effects[J]. Soil Biology & Biochemistry ， 2001 ， 33: 1381-1388; [9] Guo L.B.， Sims R.E.H. Eucalypt litter decomposition and nutrient release under a short rotation forest regime and effluent irrigation treatments in NewZealand II. Internal effects[J〗.Soil biology & biochemistry, 2002， 34: 913-922; [10] Polglase P.J.， Tompkins D. ，Stewart L.G. ， et al. Mineralization and leaching of nitrogen in an effluent irrigated pine plantation[J]. J. Environ. Qual.， 1995， 24: 911-920)。因此，通过模型优化污灌参数([ll〗 Snow V.O. ， Bond W丄，Myers B.J. ， et al. Modeling the water balance of effluent-irrigated trees[J]. Agricultural Water Management, 1999， 30: 47-67; [12] Theiveyanathan S., Benyon R.G.， Marcar N.E.， et al. An irrigation-scheduling model for application ofsaline water to tree plantations [J] Forest Ecology and Management, 2004， 193: 97-112)，并依据降雨预报、土壤水分和污水营 养成分监测进行污灌短期决策管理([13] Mahmood B.， Wall G丄.，Russell J.M. A physical model to make short-term management decisions at effluent-irrigated land treatment system[J]. Agricultrual Water Management, 2003， 58: 55-56)，完全可以实现污水处理与提高短期轮伐 林的生物量双重效果。国外已经发展许多类似处理系统。如印度利用桉树(五wo^/7tospp.) 消耗污水([14] Hunter I. Above ground biomass and nutrient uptake of three tree species (五wccr(v/^zw cawfl/</w/e"5i>y， 五wca(v/7ftw g/YWK/^ and Da/&erg7'a wis00) as affected by irrigation and fertiliser, at 3 years of age ， in southern India[J]. Forest Ecology and Management, 2001 ， 144: 189-199);英国的利用杂交柳树(Po;w/iw Wc/ ocwp。 x P cfe/to/tfes, Wc/ oc￡wp。"Beaupre") 处理城市污7K ([2] Moffat A丄，Armstrong A. T.， Ockleston J. The optimization of sewage sludge and effluent disposal cm energy crops of short rotation hybrid poplar[J]. Biomass and Bioenergy 2001， 20: 161-169);新西兰利用桉树林处理食品加工业废水([9] Guo L.B.， Sims R.E.H. Eucalypt litter decomposition and nutrient release under a short rotation forest regime and effluent irrigation treatments in New Zealand II. Internal effects[J].Soil biology & biochemistry, 2002， 34: 913-92)。亦有一些利用天然林地生态处理系统的报道，如澳大利亚利用普通硬杂木林地处理 城市污7jC ([15] Gupta V.S.R.， Rogers S.， Naidu R. Effects of secondary treated sewage effluent application on the populations of microfauna in a hardwood plantation soil: Bolivar HIAT trial[J]. Geoderma 1994， (84): 249-263)。国内相关研究较少，最有代表性的是内蒙霍林河区的林地 污水处理系统，用于处理霍林河区经初级处理后的生活污水。该系统占用林地面积达880hm2， 通过前置池依靠重力或水泵输送至松树林、果林地，年污水处理量409 mm/a ([16] Ou Z.Q.， Sun T.H. ， Li PJ. ，Yediler A. ， et al. A production-scale ecological engineering forest system for the treatment and reutilization of municipal wastewater in the Inner Mongolia, China[J]. Ecological Engineering, 1997， 9: 71-88),但是还未见到结合SRIC技术的污水林地生态处理工程的报 道。我国南方短期轮伐速生林的林业生产的主要特点是速生树种(如桉属柠檬桉、大叶桉、巨尾桉；相思树属台湾相思、大叶相思、马占相思等)生长迅速，对水肥需求量大。由于 生活污水和有机废水含有丰富的植物生长所需的营养物质，因此，利用生活污水及有机废水 对短期轮伐速生林进行灌溉，既可达到生态处理污水，又可同时生产大量的木材资源，实现 循环经济，带来显著生态效益和经济效益。目前尚未见到有关利用生活污水和有机废水对短 期轮伐速生林灌溉技术的报道。

发明内容
本发明的目的是提供一种基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统。 本发明设有污水进管、截流池、输污管、输污泵、前置池和污水出管； 污水进管与截流池连通，截流池通过输污管与前置池连通，输污泵设于输污管的管路上， 前置池与污水出管连通。
污水出管的管壁上最好设有连续间隔的排水孔，污水出管为由带孔砖围砌而成的输水管道。
污水出管上最好设有出水支管，出水支管上设有排水孔。
出水支管上所设的排水孔可设于出水支管的一端，也可设在出水支管的管壁上且为间隔 分布。
本发明的工作原理如下将本发明安装在短期轮伐速生林中(一般是位于丘陵、山地等
斜坡地带)，截流池置于低处(坡底)，前置池置于高处(坡顶)，污水出管埋在地表下(不损
伤树根)，出水支管露在地表上方。收集的外界生活污水或有机废水经污水进管进入截流池，
然后通过输污泵将污水经输水管送入前置池，静置一段吋间(一般为1 3h)后，开始灌溉。
污水经污水出管或出水支管排出灌溉树林。最好在低处(坡底)设污水回收沟，污水回收沟
用于收集多余流下的污水，污水回收沟收集的污水又可送回截流池或前置池进行再利用。实
际使用时，污水出管和/或出水支管的设置可根据林地规模及地势环境任意变化组合。 本发明具有以下突出的优点和显著的效果
1、 污水来源广，如小型城镇、风景名胜区、生活小区及农副产品加工业废水等均可利用。
2、 设备较简单，成本低，污水处理量大，设备结构形式可根据林地规模及地势环境需要 任意变化组合。适用范围广。
3、 运行管理较简单，费用低。可分区轮灌，轮灌期、灌溉时间及灌溉量均可满足不同树 种的要求。


图1为本发明实施例的结构及安装示意图。图2为本发明的污水出管实施例1的结构示意图。 图3为本发明的污水出管实施例2的结构示意图。 图4为本发明的污水出管实施例3的结构示意图。 图5为本发明的污水出管实施例4的结构示意图。 图6为本发明的污水出管实施例5的结构示意图。 图7为本发明的污水出管实施例6的结构示意图。 在图2 7中，双点划线表示污水。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参见图l，本发明安装在斜坡林地，设有污水进管l、截流池2、输污管3、输污泵4、 前置池5和污水出管6;污水进管1与截流池2连通，截流池2通过输污管3与前置池5连 通，输污管3的管路上设有输污泵4，前置池5与污水出管6连通，污水出管6设有埋于地 表P下污水出管，污水出管与前置池5连通。在坡底设有污水回收沟7。污水出管的数量、 规格和结构形式可根据林地规模及地势环境变化组合。
实施例1
参见图2，污水出管62埋于地表P下，污水出管62的管壁上设有连续间隔的漏水孔(图 中未画出)，污水出管62的周边设置碎石层621，污水从漏水孔排出，并经碎石层621渗透 进入土壤，行形成地沟管网式渗灌。
实施例2
在图3中，污水出管63埋于地表P下，污水出管63是由四孔方砖631砌成的4条输水 管道，污水从四孔方砖631的砖壁渗透进入土壤，形成地沟砖孔式渗灌。 实施例3
在图4中，污水出管64设有出水支管641。污水出管64埋于地表P下，出水支管641 与污水出管64连接，出水支管641露出雄表P，出水支管641的上端口为排水孔。污水从排 水孔喷洒，形成点式喷灌。
实施例4
在图5中，污水出管65设有出水支管651。污水出管65埋于地表P下，出水支管651 与污水出管65连接，出水支管651露出地表P，出水支管651呈立状，其上端口封堵，其管 壁上设有间隔分布的排水孔。污水从排水孔喷洒，形成竖管式喷灌。
实施例5在图6中，污水出管66设有出水支管661。污水出管66埋于地表P下，出水支管661 与污水出管66连接，出水支管661露出地表P，出水支管661呈卧状，出水支管661的管壁 上设有间隔分布的排水孔。污水从排水孔喷洒，形成卧式管线漫灌。
实施例6
在图7中，污水出管67设有出水支管671。污水出管67埋于地表P下,出水支管671与 污水出管67连接，出水支管671呈立卧状，出水支管671的两端封堵，其管壁上设有间隔分 布的排水孔。污水从排水孔喷洒，形成立式横管喷灌。
图2 7中体现的污水出管为六种单元结构的形式，实际使用时，污水出管可由任意数量 的相同单元结构或不同单元结构组合而成。
权利要求
1.基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统，其特征在于设有污水进管、截流池、输污管、输污泵、前置池和污水出管；污水进管与截流池连通，截流池通过输污管与前置池连通，输污泵设于输污管的管路上，前置池与污水出管连通。
2. 如权利要求1所述的基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统，其特征在 于污水出管的管壁上设有连续间隔的排水孔。
3. 如权利要求1所述的基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统，其特征在 于污水出管为由带孔砖围砌而成的输水管道。
4. 如权利要求1所述的基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统，其特征在 于污水出管上设有出水支管，出水支管上设有排水孔。
5. 如权利要求1所述的基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统，其特征在 于出水支管上所设的排水孔设于出水支管的一端。
6. 如权利要求1所述的基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统，其特征在 于出水支管上所设的排水孔设在出水支管的管壁上且为间隔分布。
全文摘要
基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统，涉及一种污水再利用装置。提供一种基于短期轮伐速生林的污水-植物资源再生灌溉系统。设有污水进管、截流池、输污管、输污泵、前置池和污水出管；污水进管与截流池连通，截流池通过输污管与前置池连通，输污泵设于输污管的管路上，前置池与污水出管连通。污水来源广，如小型城镇、风景名胜区、生活小区及农副产品加工业废水等均可利用。设备较简单，成本低，污水处理量大，设备结构形式可根据林地规模及地势环境需要任意变化组合。适用范围广。运行管理较简单，费用低。可分区轮灌，轮灌期、灌溉时间及灌溉量均可满足不同树种的要求。
文档编号A01G25/06GK101305684SQ20081007137
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月9日 优先权日2008年7月9日
发明者卢昌义, 胡宏友 申请人:厦门大学