一种基于氮磷消减的汛期农区果蔬复合生态系统的制作方法

本发明涉及农业污水处理技术领域，具体涉及一种基于氮磷消减的汛期农区果蔬复合生态系统。

背景技术：

农业污水是指农作物栽培、牲畜饲养、农产品加工等过程中排出的、影响人体健康和环境质量的污水或液态物质。其来源主要有农田径流、饲养场污水、农产品加工污水。污水中含有各种病原体、悬浮物、化肥、农药、不溶解固体物和盐分等。农业污水数量大、影响面广。

农业发展以来，人类为了增加农产品的产量，大量地施用化学肥料、杀蜊、杀菌剂、除草剂等化学药剂，牲畜饲养、农产品加工等生产规模越来越大，农业污水的污染日趋严重，生态平衡受到影响，甚至遭到破坏。农田径流喷洒农药及施用化肥，一般只有少量附着或施用于农作物上，其余绝大部分残留在土壤和飘浮在大气中，然后通过降雨、径流进入地表水，造成污染。农药是农业污染的主要方面。其中，氮、磷等污染物最为明显。特别是在汛期，污染物随着水流进入河流、湖泊等水域，引起富营养化，破坏自然生态系统，使生态系统内的物种失去平衡。

现有技术中，对农业污水多采用常规的技术进行处理。但是由于其处理工艺限制，存在着受地域限制、处理工艺较长、运行成本较高、难以保持较好的生态平衡等缺点。若能结合农业复合系统对农业污水进行处理，能够有效地解决上述问题。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明提供了一种运行成本低、不受地域限制的基于氮磷消减的汛期农区果蔬复合生态系统。

本发明的技术方案是：一种基于氮磷消减的汛期农区果蔬复合生态系统，包括用于进行氮磷消减的果蔬复合生态系统本体，用于汛期河流引水的非动力输水系统，以及用于河流辅助引水的动力输水系统；

所述复合生态系统本体包括果蔬生态系统、水质预处理系统和二次净化系统；所述水质预处理系统、果蔬生态系统、二次净化系统依次连接；

所述果蔬生态系统包括果/蔬植物，以及用于果/蔬植物种植的种植设施；

所述水质预处理系统包括预处理池，设置在预处理池上用于进行粗虑的格栅渠，设置在预处理池内部用于进行过滤的第一过滤层和第二过滤层，设置在预处理池内部用于进行吸附的吸附层，以及设置在预处理池底部用于排污的排废渠；

所述二次净化系统包括净化处理池，设置在净化处理池内部用于供气的曝气设备。

进一步地，所述净化处理池底部并列设置有多个污泥排槽，且净化处理池内部设置有多个悬挂架，所述悬挂架能够悬挂挂膜填料；设置悬挂架能够保证在使用时选择性的使用挂膜，使得微生物能够依附在填料上利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化；另外，污泥排槽能够有效地对污泥进行定期的处理，污染物会随污泥进行定期处理。

进一步地，所述种植设施包括水果种植设施和蔬菜种植设施。

进一步地，所述水果种植设施包括培养槽、培养支架、种植支架和输水管道；所述培养槽设置在所述培养支架上，所述种植支架设置在培养槽上，所述输水管道用于培养槽的供水及排水；采用利用水质中充足的氮、磷元素作为水果植物的营养源，将水质不断循环流经作物的根系，一方面能够有效地保证水和养分的供给，另一方面能够将水中的氮、磷含量降低。

进一步地，所述培养槽从上至下依次为培养层、储水层、滤层、吸附层和排水层；所述培养层能够放置水果植物生长培养基质；所述储水层具体为吸水棉层；所述滤层具体为细沙层；所述排水层为空腔；且输水管道包括进水管道和排水管道，所述进水管道与储水层连接，所述排水管道与排水层连接；培养层进行植物的培养，采用洗水棉作为储水层能够有效地保证水分的充盈，同时，经过植物简单生长吸收处理后再次经过滤层、吸附层的处理能够进一步地净化水质。

进一步地，所述蔬菜种植设施包括底部排水槽、连通接头、吸附网管和培养管；所述培养管设置在底部排水槽上端；所述吸附网管设置在培养管内部且通过所述连通接头与底部排水槽连接；蔬菜种植设施经过插管式立柱栽培槽改造而成，底部增加的排水槽能够有效地保证水质的间断的径流，而吸附网管能够有效地对水质进一步的进行净化。

进一步地，所述吸附网管包括管状填充网以及填充在管状填充网内部的吸附材料；吸附材料具体为活性炭颗粒；对水质中的悬浮物具有较好的吸附作用，同时还能够对植物根茎无法吸收的重金属离子进行一定程度的吸附。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明基于果蔬复合生态系统对富营养化的水质进行净化处理；利用水质预处理系统、果蔬生态系统、二次净化系统对从水源引水进行氮磷消减从而做到净化水质，其整个过程不产生新的污染物，能够保证生态平衡，具有可持续发展的生态意义；

2、非动力输水系统与动力出水系统共同设置；在汛期时采用非动力输水系统进行自然引水，即使用引水渠进行引水，不仅能够在防汛安全的前提下，充分的发挥水流的利用效率，减轻动力出水系统的负荷，做到分配优化，经济型更佳

3、本发明所提供的生态系统其规模因地制宜，与河道、小型胡泊、水库等搭配最佳，不受地域限制，整体结构设计合理，较为简单，更适用于在农村中推广应用至农业污水的处理。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的水质预处理系统的结构示意图；

图3是本发明的水果种植设施的结构示意图；

图4是本发明的培养槽的结构示意图；

图5是本发明蔬菜种植设施的结构示意图；

图6是本发明连通接头、吸附网管的连接爆炸图；

图7是本发明的二次净化系统的结构示意图；

图8是本发明的二次净化系统的剖视图；

其中，1-果蔬复合生态系统、11-果蔬生态系统、12-水质预处理系统、121-预处理池、122-格栅渠、123-第一过滤层、124-第二过滤层、125-吸附层、13-二次净化系统、131-净化处理池、132-曝气设备、133-悬挂架、2-非动力输水系统、3-动力输水系统、4-水果种植设施、41-培养槽、411-培养层、412-储水层、413-滤层、414-吸附层、415-排水层、42-培养支架、43-种植支架、5-蔬菜种植设施、51-底部排水槽、52-连通接头、53-吸附网管、54-培养管。

具体实施方式

实施例：如图1所示的一种基于氮磷消减的汛期农区果蔬复合生态系统，包括用于进行氮磷消减的果蔬复合生态系统本体1，用于汛期河流引水的非动力输水系统2，以及用于河流辅助引水的动力输水系统3；

复合生态系统本体1包括果蔬生态系统11、水质预处理系统12和二次净化系统13；水质预处理系统12、果蔬生态系统11、二次净化系统13依次连接；

果蔬生态系统11包括果/蔬植物，以及用于果/蔬植物种植的种植设施；果/蔬植物具体采用水芹和草莓；

如图2所示，水质预处理系统12包括预处理池121，设置在预处理池121上用于进行粗虑的格栅渠122，设置在预处理池121内部用于进行过滤的第一过滤层123和第二过滤层124，设置在预处理池121内部用于进行吸附的吸附层125，以及设置在预处理池121底部用于排污的排废渠；

如图7、8所示，二次净化系统13包括净化处理池131，设置在净化处理池131内部用于供气的曝气设备132；净化处理池131底部并列设置有多个污泥排槽1310，且净化处理池131内部每间隔1.5m设置有1个悬挂架133，悬挂架133能够悬挂挂膜填料；

种植设施包括水果种植设施4和蔬菜种植设施5；如图3所示，水果种植设施4包括培养槽41、培养支架42、种植支架43和输水管道；培养槽41设置在培养支架42上，种植支架43设置在培养槽41上，输水管道用于培养槽41的供水及排水；如图4所示，培养槽41从上至下依次为培养层411、储水层412、滤层413、吸附层414和排水层415；培养层411能够放置水果植物生长培养基质；储水层412具体为吸水棉层；滤层413具体为细沙层；排水层415为空腔；且输水管道包括进水管道441和排水管道442，进水管道441与储水层412连接，排水管道442与排水层415连接；

如图5、6所示，蔬菜种植设施5包括底部排水槽51、连通接头52、吸附网管53和培养管54；培养管54设置在底部排水槽51上端；吸附网管53设置在培养管54内部且通过连通接头52与底部排水槽51连接；吸附网管53包括管状填充网以及填充在管状填充网内部的吸附材料，吸附材料具体为活性炭颗粒。

其中，种植设施设置在生态大棚中；

非动力输水系统2为引水沟渠，其引水口的水平高度位于正常运行水位和汛期防洪水位之间；

动力输水系统3包括引水管道以及引水泵。

使用时，利用非动力输水系统2将水引流至果蔬复合生态系统本体1中；待处理的水首先进入水质预处理系统12，经过格栅渠122进行粗滤将落叶、树枝等较大的漂浮物以及较大颗粒的石块、土块等过滤；然后通过第一过滤层123、第二过滤层124、吸附层125进一步过滤、吸附处理；然后经过预处理的水进入果蔬生态系统11，依次经过水果种植设施4和蔬菜种植设施5处理；最后经过果蔬生态系统处理后的水进入二次净化系统13，经过生物膜法再处理后排放；需要说明的是：水质预处理系统12、果蔬生态系统11、二次净化系统13之间通过输水泵连接；且在非汛期时，利用动力输水系统3代替非动力输水系统2将水引流至果蔬复合生态系统本体1中。