可再生填料-植物組合式溝渠-護坡氮磷生態攔截系統技術方案

本發明專利技術公開了一種可再生填料-植物組合式溝渠‐護坡氮磷生態攔截系統包括截面為梯形的溝渠，所述溝渠設置于農田和河道之間，所述溝渠鄰接河道一側的渠壁連接有生態護坡；所述溝渠渠壁均鋪設有溝渠三維植物網，所述溝渠三維植物網上鋪設有混凝土防滲砌塊，所述混凝土防滲砌塊的中空部位種植有護坡植物；所述溝渠底部由下至上鋪設有混凝土防滲砌塊和溝渠填料層，所述混凝土防滲砌塊的中空部位種植有水生植物；所述生態護坡包括河道護岸，所述河道護岸上鋪設有護坡填料層，所述護坡填料層上鋪設有護坡三維植物網，所述護坡三維植物網上種植有護坡植物。本發明專利技術具有處理效能高、應用范圍廣、景觀效果好等特點，適用于農田污水的凈化處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種水體凈化系統，更具體的說，是涉及一種可再生填料-植物組合式溝渠-護坡氮磷生態攔截系統。
技術介紹
我國化肥使用量居世界首位，但化肥的利用率很低，化肥的過量使用及施肥結構的不合理導致肥料在降雨和灌溉后大量流失，含大量氮磷養分的徑流直接排入河道或湖泊，形成了對水體富營養化的嚴重威脅。研究表明，太湖水富營養化問題與農業面源污染有著直接關系。農業面源污染已成為我國水體污染的主要污染源之一，控制面源污染已經到了刻不容緩的地步。國內關于面源污染的研究由20世紀80年代開始，如武漢市東湖流域山地和農田區域氮磷流失、江蘇太湖農業非點源污染及其控制對策研究等。目前，我國常見的面源污染控制工程，主要包括植物緩沖帶、人工濕地系統、多水塘系統，生態溝渠系統等，利用植被對土壤養分的吸收截留能力，實現對面源污染物的截留和過濾。工程建設過程中，與周圍的景觀緊密結合，不僅有效地削減農村面源污染負荷，也可在一定程度上改善農村環境景觀。生態溝渠對農業面源污染物具有較好的凈化作用，是適合我國國情和地域特色的有效控制農業面源污染的技術手段。我國農田溝渠眾多且較為統一，如果利用現有農田溝渠建成具有攔截功能的溝渠濕地，將能減少農田流失N、P進入水體的風險。但是當暴雨發生時，溝渠排水量大，水力停留時間短，生態溝渠對氮磷的吸收攔截效果就會大幅度下降，導致大量高濃度農田排水直接進入河道或進入后續的水處理單元，造成河道或者后續水處理單元的污染物負荷大幅度提高。如何保證在暴雨徑流進入河道之前降低氮磷污染物的濃度，成為目前需要迫切解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種集污水輸送、攔截及凈化于一體的可再生填料-植物組合式溝渠-護坡氮磷生態攔截系統，該系統充分利用農田、現有溝渠及河道護岸，解決了生態工程占用耕地多的問題，具有處理效能高、應用范圍廣、景觀效果好等特點。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的。本專利技術的可再生填料-植物組合式溝渠-護坡氮磷生態攔截系統，包括截面為梯形的溝渠，所述溝渠設置于農田和河道之間，所述溝渠鄰接河道一側的渠壁連接有生態護坡；所述溝渠的渠壁內側均鋪設有溝渠三維植物網，所述溝渠三維植物網上鋪設有中空的混凝土防滲砌塊，所述溝渠渠壁鋪設的混凝土防滲砌塊的中空部位填充有填料并種植有護坡植物;所述溝渠底部由下至上鋪設有中空的混凝土防滲砌塊和溝渠填料層，所述溝渠底部鋪設的混凝土防滲砌塊的中空部位填充有填料并種植有水生植物;所述生態護坡包括河道護岸，所述河道護岸上鋪設有護坡填料層，所述護坡填料層上鋪設有與溝渠三維植物網相連接的護坡三維植物網，所述護坡三維植物網上種植有護坡植物。所述溝渠鄰近農田一側的渠壁上端設置有溝渠廊道壓頂。所述溝渠鄰接河道一側的渠壁高度低于鄰接農田一側的渠壁高度，所述溝渠鄰接河道一側的渠壁上端等間距的設置有凸臺。所述混凝土防滲砌塊由空心六邊形護坡磚構成，所述混凝土防滲砌塊的兩個側面分別設置有用于各個混凝土防滲砌塊彼此間連接的凸塊和凹槽。所述溝渠填料層和護坡填料層均由碎石或卵石構成。與現有技術相比，本專利技術的技術方案所帶來的有益效果是:(1)本專利技術不占用耕地，溝渠設置于農田和河道之間，根據現有溝渠和河道邊坡改造建成，工程造價低、操作簡易，適于大面積推廣應用；(2)本專利技術中，混凝土防滲砌塊通過凸塊和凹槽的聯結緊密排列于溝渠周壁和底部，有效防止滲漏，中空部位種植護坡植物或水生植物，密集的植物莖葉和根系可以有效過濾、截留農田徑流中的懸浮物，并吸收攔截下來的氮磷等營養物；(3)本專利技術中，溝渠底部的混凝土防滲砌塊中種植的水生植物選用挺水植物和沉水植物，可將空氣中的氧轉運到根部，再經過植物根部的擴散，在植物根須周圍環境中依次出現好氧區、兼氧區和厭氧區，有利于硝化、反硝化反應和微生物對磷的過量積累作用，達到除氮、磷等污染物的效果；(4)本專利技術中，溝渠底部鋪設有溝渠填料層，河道護岸上鋪設有護坡填料層，所述溝渠填料層和護坡填料層均由卵石或碎石等填料構成，利于生物膜的形成與生長，構成植物-微生物系統，提高了凈水能力；(5)本專利技術中，溝渠填料層中填料所吸附的氮磷在植物的吸收以及細菌的作用下逐漸減少，填料所處環境干濕變化，有氧厭氧交替進行，有利于填料中有機物等污染物被分解吸收，從而達到填料再生的效果，無需更換填料；(6)本專利技術中，生態護坡上鋪設護坡填料層和護坡三維植物網，護坡三維植物網上種植有護坡植物，并且護坡三維植物網上端與溝渠三維植物網相連，利用護坡植物根系和護坡三維植物網的錨固作用達到護坡結構穩定，護坡填料層和護坡植物可以對排水中的氮磷等污染物起到攔截和吸收作用；(7)本專利技術中，溝渠靠近河道一側的渠壁上端等間距的設置凸臺，修建成長城形狀，并與生態護坡連接，溝渠的末端可連接到河道或者下游污水處理單元，且溝渠末端設置有排水閘門，正常情況下，農田徑流經溝渠填料層和水生植物凈化后，可直接排放至溝渠末端連接的河道或者下游污水處理單元，但當溝渠流量較大或下游污水處理單元受納能力有限時，溝渠末端排水閘門關閉，通過溝渠的農田排水就會從長城形溝壁低矮處流出，均勻分布在連接的生態護坡上，經過護坡植物和碎石的吸收、攔截后排入河道，有效去除農田排水中的各種污染物，避免暴雨時大量農田排水未經處理直接進入河道。【附圖說明】圖1是本專利技術的截面圖。圖2是圖1中A-A視圖。圖3是本專利技術中混凝土防滲砌塊的結構示意圖。附圖標記:2溝渠三維植物網3溝渠填料層4混凝土防滲砌塊5水生植物6溝渠廊道壓頂8護坡填料層9護坡植物10護坡三維植物網【具體實施方式】下面結合附圖對本專利技術作進一步的描述。如圖1至圖3所示，本當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可再生填料?植物組合式溝渠‐護坡氮磷生態攔截系統，包括截面為梯形的溝渠，其特征在于，所述溝渠設置于農田和河道之間，所述溝渠鄰接河道一側的渠壁連接有生態護坡；所述溝渠的渠壁內側均鋪設有溝渠三維植物網，所述溝渠三維植物網上鋪設有中空的混凝土防滲砌塊，所述溝渠渠壁鋪設的混凝土防滲砌塊的中空部位填充有填料并種植有護坡植物；所述溝渠底部由下至上鋪設有中空的混凝土防滲砌塊和溝渠填料層，所述溝渠底部鋪設的混凝土防滲砌塊的中空部位填充有填料并種植有水生植物；所述生態護坡包括河道護岸，所述河道護岸上鋪設有護坡填料層，所述護坡填料層上鋪設有與溝渠三維植物網相連接的護坡三維植物網，所述護坡三維植物網上種植有護坡植物。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李松敏，王曉玲，喬斌，李建生，鄭曉通，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津;12