一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置及方法，该装置包括中空的长方体形框架，所述框架顶面的四个角均设置有第一固定绳，所述框架内设置有可拆卸长方体形植物生长区，所述植物生长区内设置有基质，所述基质上种植有水生植物，所述植物生长区顶面的四个角均设置有第二固定绳。本发明专利技术通过现场案例的研究发现，水力停留时间4～12小时条件下，对进水的总氮、总磷去除效率均可达到45％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置及方法
本专利技术属于农田种植领域，具体地说，涉及一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置及方法。
技术介绍
农业面源污染已成为多年来环境领域最为关注的科学问题之一，而据全国污染源普查公报显示，种植业总氮与总磷流失量占农业源总流失量的50％以上。农田流失的氮磷养分对周边河流、湖泊等水体造成了严重的威胁，而通过生态沟渠对农田流失养分进行拦截与消纳的方式减少其向周边水体的排放已成为目前常用的较为有效的减排措施。科学研究与工程示范的结果显示，生态沟渠中水生植物与吸附基质共同作用对氮磷养分具有更好的去除作用，但其作用效果受水生植物生长及基质作用周期等许多因素的影响，且水生植物与基质更换时可能需拆除现有的种植装置，如过滤箱等，操作上相对繁琐，增加成本，因此，急需一种便携式生态沟渠脱氮除磷方式，在保证氮磷去除效率的基础上，可以更加便捷的更新植物与基质。专利利用排水沟渠拦截消纳稻田流失氮、磷的方法(申请号：201310428024.2，申请日：2013.09.18，公开号：CN103435165A，公开日：2013.12.11)采用多孔砖过滤箱，该装置虽然利于水流的通过，但在植物收获后再次种植时，需要进入到沟渠水中进行操作，对水体扰动较大，如需同时更换生长基质，则可能对多孔砖造成破坏，不适用于一年生的水生植物。且该装置建设成本相对高，需排干沟渠水才能进行过滤箱的搭建，不适于在丰水期进行操作；如果暴雨等极端天气造成的排水不畅时，需拆除相关的装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对目前水生植物与吸附基质组合的高效脱氮除磷生态沟渠对暴雨其紧急排水有一定影响，以及更新植物与基质较难操作的问题，提供了一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置及方法。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置，包括中空的长方体形框架，框架顶面的四个角均设置有第一固定绳，框架内设置有可拆卸长方体形植物生长区，植物生长区内设置有基质，所述基质上种植有水生植物，所述植物生长区顶面的四个角均设置有第二固定绳。进一步地，框架由不锈钢板组成。进一步地，所述植物生长区的侧壁包括内层和外层，所述内层为透水尼龙网，所述外层为不锈钢网，所述植物生长区的顶部采用不锈钢顶板，所述不锈钢顶板的宽度大于框架的顶部的宽度，所述框架顶部边框上设置有凹槽，所述植物生长区通过不锈钢顶板卡在凹槽内。进一步地，所述基质为蛭石与粉煤灰质量比4:1的混合物。进一步地，在春夏秋季，水生植物选择美人蕉或/和常绿鸢尾，种植密度为10～20株m-2；在冬季，水生植物选择黑麦草，种植密度为15-30gm-2。进一步地，框架底部设置有漂浮板。本专利技术还公开了一种采用上述的便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置，将便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置设置于沟渠中，两个相邻的便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置的间距为10～20m；所述沟渠的末端设置有闸门，依据排水量合理控制水力停留时间在4～12小时；所述框架的宽度为沟渠宽的1/3～1/2，长度与高度均为0.5m。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：本专利技术通过现场案例的研究发现，水力停留时间4～12小时条件下，对进水的总氮、总磷去除效率均可达到45％以上。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置的结构示意图；图2是本专利技术便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置另一种结构示意图；图3是本专利技术便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置框架的结构示意图；图4是本专利技术便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置框架的植物生长区侧壁沿A-A剖面图。图中，1.框架，2.第一固定绳，3.植物生长区，4.基质，5.水生植物，6.第二固定绳，7.内层，8.外层，9.不锈钢顶板，10.凹槽，11.漂浮板。具体实施方式以下将配合实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。本专利技术公开了一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置，如图1所示，包括中空无盖的长方体形框架1，所述框架1顶面的四个角均设置有第一固定绳2，用于将框架1固定在U型沟渠两侧的土壤中，以免遇暴雨排水时被冲走，所述框架1内设置有可拆卸长方体形植物生长区3，所述植物生长区3内设置有基质4，所述基质4上种植有水生植物5，所述植物生长区3顶面的四个角均设置有第二固定绳6，植物生长区表面四个角用绳子绑定，可以用钉子固定在沟渠边的土壤中，如遇紧急排水或植物与基质需要更新时，将生长区用绳子拎出即可。框架1由轻质不锈钢板组成。如图4所示，植物生长区3的侧壁包括内层7和外层8，内层7为透水尼龙网，外层8为不锈钢网，植物生长区3的顶部采用不锈钢顶板9，不锈钢顶板9的宽度大于框架1的顶部的宽度，如图3所示，框架1顶部边框上设置有凹槽10，所述植物生长区3通过不锈钢顶板9卡在凹槽10内，以免随水流走。基质4为蛭石与粉煤灰质量比4:1的混合物。在春夏秋季，水生植物5选择美人蕉或/和常绿鸢尾，种植密度为10～20株m-2；在冬季，水生植物5选择黑麦草，种植密度为15-30gm-2。该便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置设置于沟渠中，两个相邻的便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置的间距为10～20m；所述沟渠的末端设置有闸门，依据排水量合理控制水力停留时间在4～12小时(通过闸门控制，超过一定水位或超过12个小时，放水)。框架1的宽度为沟渠宽的1/3～1/2，长度与高度均为0.5m。如图2所示，作为本专利技术另一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置的结构示意图，该便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置的框架1底部设置有漂浮板11，使其漂浮在沟渠中，保证与生长区最佳的接触面积，如需要可添加浮力球，本结构的优点在于可随沟渠水位高低进行浮动，保持美观，保证效果。本专利技术通过现场案例的研究发现，水力停留时间4～12小时条件下，对进水的总氮、总磷去除效率均可达到45％以上。实施例1一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷方法，其特征在于，采用便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置；该便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置包括中空的长方体形框架1，所述框架1顶面的四个角均设置有第一固定绳2，所述框架1内设置有可拆卸长方体形植物生长区3，所述植物生长区3内设置有基质4，所述基质4上种植有水生植物5，所述植物生长区3顶面的四个角均设置有第二固定绳6。框架1由不锈钢板组成。植物生长区3的侧壁包括内层7和外层8，所述内层7为透水尼龙网，所述外层8为不锈钢网，所述植物生长区3的顶部采用不锈钢顶板9，所述不锈钢顶板9的宽度大于框架1的顶部的宽度，所述框架1顶部边框上设置有凹槽10，所述植物生长区3通过不锈钢顶板9卡在凹槽10内。基质4为蛭石与粉煤灰质量比4:1的混合物。在春夏秋季，水生植物5选择美人蕉或/和常绿鸢尾，种植密度为15株m-2；在冬季，水生植物5选择黑麦草，种植密度为20gm-2。框架1底部设置有漂浮板11。将便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置设置于沟渠中，两个相邻的便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置的间距为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置，其特征在于，包括中空的长方体形框架(1)，所述框架(1)顶面的四个角均设置有第一固定绳(2)，所述框架(1)内设置有可拆卸长方体形植物生长区(3)，所述植物生长区(3)内设置有基质(4)，所述基质(4)上种植有水生植物(5)，所述植物生长区(3)顶面的四个角均设置有第二固定绳(6)。

【技术特征摘要】
1.一种便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置，其特征在于，包括中空的长方体形框架(1)，所述框架(1)顶面的四个角均设置有第一固定绳(2)，所述框架(1)内设置有可拆卸长方体形植物生长区(3)，所述植物生长区(3)内设置有基质(4)，所述基质(4)上种植有水生植物(5)，所述植物生长区(3)顶面的四个角均设置有第二固定绳(6)。2.根据权利要求1所述的便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置，其特征在于，所述框架(1)由不锈钢板组成。3.根据权利要求1所述的便携式农田生态沟渠脱氮除磷装置，其特征在于，所述植物生长区(3)的侧壁包括内层(7)和外层(8)，所述内层(7)为透水尼龙网，所述外层(8)为不锈钢网，所述植物生长区(3)的顶部采用不锈钢顶板(9)，所述不锈钢顶板(9)的宽度大于框架(1)的顶部的宽度，所述框架(1)顶部边框上设置有凹槽(10)，所述植物生长区(3)通过不锈钢顶板(9)卡在凹槽(10)内。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，熊昊，傅庆林，梁新强，刘琛，李凝玉，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33