一种农业面源污染废水立体阻控生态净化系统及构建方法技术方案

本发明专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，包括阻控池塘、辅助池塘、循环水泵、曝气泵和控制器，阻控池塘与农田排水沟渠相连通，特征在于：阻控池塘经出水管与辅助池塘相通，循环水泵的进水口上连接有伸入辅助池塘底部的进水管，所述阻控池塘和辅助池塘中分别设置有第一液位计和第二液位计，第一液位计、第二液位计的信号输出端均与控制器的输入端相连接。本发明专利技术的生态净化系统，悬空盒体、敞口段、辅助池塘中种植的水生植物、动物和微生物，可实现对水质的净化、过滤和杀菌作用，可实现对农业面源污染废水中氮磷有机物的消耗，使化工肥料和农药残留的有机物得以彻底的去除，解决了农田退水中有机物含量过高的问题。

A three-dimensional resistance control ecological purification system of agricultural non-point source pollution wastewater and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种农业面源污染废水立体阻控生态净化系统及构建方法
本专利技术涉及一种生态净化系统及其构建方法，更具体的说，尤其涉及一种农业面源污染废水立体阻控生态净化系统及其构建方法。
技术介绍
为了最大限度地追求农作物产量，人们会向农田中施加大量的化工肥料以及喷洒大量的农药，化工肥料和农药的大量使用，会导致农田土壤中不可分解的氮磷有机物含量过高，造成农田的面源污染。尤其是降水的初始阶段，农田的地表径流中含有浓度较高的氮磷有机物，如果不对降水初期的地表径流进行处理，其排入沟渠或池塘后会导致水体的富营养化，富营养化的水体会导致COD消耗量过高，水体中耗氧量过高会导致水生生物的大量死亡，进而加剧水体的污染。为了降低农业的面源污染对水体的影响，需要对降水初期的农田退水进行净化处理，利用水生植物、水生动物和水生微生物对水体中氮磷有机物的消耗，可实现对农田面源污染废水的净化处理。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种农业面源污染废水立体阻控生态净化系统及其构建方法。本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，包括阻控池塘、辅助池塘、循环水泵、曝气泵和控制器，阻控池塘与农田排水沟渠相连通，农业面源污染废水经农田排水沟渠流入阻控池塘中；曝气泵设置于阻控池塘上，曝气泵的出气口上连接有伸入阻控池塘底部的曝气管；辅助池塘的高度低于阻控池塘的高度；其特征在于：阻控池塘经出水管与辅助池塘相通，出水管的进水端与阻控池塘的底部相通，出水管的出水口位于辅助池塘的上方；循环水泵的进水口上连接有伸入辅助池塘底部的进水管，循环水泵的出水口上连接有将出水回注至阻控池塘的回水管；所述出水管的水平部位为上部去除的敞口段，敞口段的底部放置有固定根系的固体颗粒，敞口段中种植有水草或蔬菜；所述阻控池塘和辅助池塘中分别设置有第一液位计和第二液位计，第一液位计、第二液位计的信号输出端均与控制器的输入端相连接，控制器的不同输出端与曝气泵和循环水泵的控制端相连接。本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，所述阻控池塘的上方设置有垂直流净化装置，垂直流净化装置由悬空盒体、过滤棉、陶粒层、下隔板和上隔板组成，悬空盒体的上端开口，悬空盒体的下部为盒底板，下隔板、上隔板分别设置于悬空盒体内部空腔的中下部和上部，过滤棉位于盒底板与下隔板之间，陶粒层位于下隔板与上隔板之间；上隔板上均匀开设有栽培孔，栽培孔中放置有透水篮，透水篮中种植有水草或蔬菜；所述下隔板上开设有便于陶粒层中的水分流入至过滤棉中的透水孔，回水管的出水口位于上隔板的一端，盒底板上远离回水管出口的一端开设有出水孔。本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，所述下隔板上所开设的透水孔的密度、孔径大小，由回水管的出水口一端至另一端均逐渐增加。本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，所述透水篮中填充有用于固定植物根系的碎石，阻控池塘的两侧壁上均固定有外侧板。本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，所述出水管上设置有对出水流速大小进行调节的阀门。本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统的构建方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).布置阻控池塘和辅助池塘，布置阻控池塘和辅助池塘，首先在合适的位置挖设阻控池塘和辅助池塘，并使农田排水沟渠与阻控池塘相连通，以使农业面源污染废水可经农田排水沟渠流入阻控池塘中，保证辅助池塘的高度低于阻控池塘的高度，然后在阻控池塘和辅助池塘中设置水生植物并养殖鱼类；b).设置出水管，在阻控池塘与辅助池塘之间设置出水管，使出水管的进水端与阻控池塘的底部相通，出水管的出水口位于辅助池塘的上方；然后将出水管水平段的上部去除，使其形成上部开口的敞口段，并在敞口段填充固体颗粒并种植水草或蔬菜；最后在出水管上设置控制流速的阀门；c).设置垂直流净化装置，将悬空盒体放置于阻控池塘的上方，并在悬空盒体的内部空腔中，由下至上依次放置过滤棉、下隔板、陶粒、上隔板，然后在上隔板的栽培孔中放置透水篮，最后利用碎石在透水篮中种植水草或蔬菜；d).设置循环水泵，在辅助池塘的近设置循环水泵，在循环水泵的进水口上连接进水管，并保证进水管伸入至辅助池塘底部；在循环水泵的出水口上连接回水管，并使回水管的出水口位于上隔板远离出水孔一端的上方；e).设置曝气装置，在阻控池塘上放置曝气泵，并在曝气泵的出气口上连接伸入阻控池塘底部的曝气管；f).设置控制器和液位计，在阻控池塘中放置用于测量阻控池塘内液位高度的第一液位计，在第二阻控池塘中放置用于测量辅助池塘内液位高度的第二液位计，然后将第一液位计和第二液位计的输出端分别与控制器的不同输入端相连接，最后将控制器的不同输出端与曝气泵和循环水泵的控制端相连接；f).农业面源污染废水立体阻控生态净化系统的运行，开启控制器以及曝气泵、循环水泵的电源，阻控池塘内的水分在重力的作用下经出水管流至辅助池塘，并在敞口段进行过滤、净化处理；流入辅助池塘中的水体，在阳光的照射下进行紫外线杀菌、消毒；在循环水泵的作用下，辅助池塘中的水被抽至垂直流净化装置中；由回水管流出的水分，由上至下依次经栽培有水草或蔬菜的透水篮、陶粒层、过滤棉的过滤和净化处理，然后流入阻控池塘中；当控制器经液位计检测到阻控池塘内的液位过高、辅助池塘内液位正常时，则停止循环水泵的抽水或降低循环水泵的抽水量，当检测到液位辅助池塘内的液位过高时、阻控池塘内液位正常时，则增加循环水泵的抽水量；当检测到阻控池塘内的液位过低、辅助池塘内液位正常时，则增加循环水泵的抽水量，当检测到液位辅助池塘内的液位过低、阻控池塘内液位正常时，则停止循环水泵的抽水或降低循环水泵的抽水量；当检测到阻控池塘、辅助池塘内的液位均过高时，则发出总水量过多的报警信号，以提醒人员进行放水；当检测到阻控池塘、辅助池塘内的液位均过低时，则发出总水量过少的报警信号，以提醒人员进行加水。本专利技术的有益效果是：本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，农业面源污染废水经农田排水沟渠流入阻控池塘中，阻控池塘经出水管与辅助池塘相通，辅助池塘中的水经循环水泵抽至阻控池塘中；工作过程中，阻控池塘内的水分在自身重力的作用下经出水管流至辅助池塘中，并经出水管上敞口段的固体颗粒（如陶粒、卵石或彩色石头）水草或蔬菜进行初步的过滤和净化，在后在辅助池塘中再进一步过滤、净化，这样，悬空盒体、敞口段、辅助池塘中种植的水生植物、动物和微生物，可实现对水质的净化、过滤和杀菌作用，可实现对农业面源污染废水中氮磷有机物的消耗，使化工肥料和农药残留的有机物得以彻底的去除，解决了农田退水中有机物含量过高的问题。进一步地，通过在阻控池塘的上方设置有悬空盒体、过滤棉、下隔板、陶粒层、上隔板形成的垂直流净化装置，使得经循环水泵抽出的水依次经栽培有水草或蔬菜的透水篮、陶粒层、过滤棉的过滤处理，陶粒层、过滤棉上生长的微生物可对水中的有机物和氨氮进一步消耗，实现了对农业面源污染废水的彻底净化效果。附图说明图1为本专利技术的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统的结构示意图；图2为本专利技术中阻控池塘的俯视图；图3为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，包括阻控池塘（1）、辅助池塘（19）、循环水泵（20）、曝气泵（17）和控制器（29），阻控池塘与农田排水沟渠相连通，农业面源污染废水经农田排水沟渠流入阻控池塘中；曝气泵设置于阻控池塘上，曝气泵的出气口上连接有伸入阻控池塘底部的曝气管（18）；辅助池塘的高度低于阻控池塘的高度；其特征在于：阻控池塘经出水管（21）与辅助池塘相通，出水管的进水端与阻控池塘的底部相通，出水管的出水口位于辅助池塘的上方；循环水泵的进水口上连接有伸入辅助池塘底部的进水管（22），循环水泵的出水口上连接有将出水回注至阻控池塘的回水管（23）；所述出水管（21）的水平部位为上部去除的敞口段（27），敞口段的底部放置有固定根系的固体颗粒（28），敞口段中种植有水草或蔬菜（12）；所述阻控池塘和辅助池塘中分别设置有第一液位计（24）和第二液位计（25），第一液位计、第二液位计的信号输出端均与控制器的输入端相连接，控制器的不同输出端与曝气泵（17）和循环水泵（20）的控制端相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，包括阻控池塘（1）、辅助池塘（19）、循环水泵（20）、曝气泵（17）和控制器（29），阻控池塘与农田排水沟渠相连通，农业面源污染废水经农田排水沟渠流入阻控池塘中；曝气泵设置于阻控池塘上，曝气泵的出气口上连接有伸入阻控池塘底部的曝气管（18）；辅助池塘的高度低于阻控池塘的高度；其特征在于：阻控池塘经出水管（21）与辅助池塘相通，出水管的进水端与阻控池塘的底部相通，出水管的出水口位于辅助池塘的上方；循环水泵的进水口上连接有伸入辅助池塘底部的进水管（22），循环水泵的出水口上连接有将出水回注至阻控池塘的回水管（23）；所述出水管（21）的水平部位为上部去除的敞口段（27），敞口段的底部放置有固定根系的固体颗粒（28），敞口段中种植有水草或蔬菜（12）；所述阻控池塘和辅助池塘中分别设置有第一液位计（24）和第二液位计（25），第一液位计、第二液位计的信号输出端均与控制器的输入端相连接，控制器的不同输出端与曝气泵（17）和循环水泵（20）的控制端相连接。


2.根据权利要求1所述的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，其特征在于：所述阻控池塘（1）的上方设置有垂直流净化装置，垂直流净化装置由悬空盒体（2）、过滤棉（6）、陶粒层（7）、下隔板（4）和上隔板（5）组成，悬空盒体的上端开口，悬空盒体的下部为盒底板（3），下隔板、上隔板分别设置于悬空盒体内部空腔的中下部和上部，过滤棉位于盒底板与下隔板之间，陶粒层位于下隔板与上隔板之间；上隔板上均匀开设有栽培孔（10），栽培孔中放置有透水篮（11），透水篮中种植有水草或蔬菜（12）；
所述下隔板上开设有便于陶粒层中的水分流入至过滤棉中的透水孔（8），回水管（23）的出水口位于上隔板（5）的一端，盒底板（3）上远离回水管出口的一端开设有出水孔（9）。


3.根据权利要求1或2所述的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，其特征在于：所述下隔板（4）上所开设的透水孔（8）的密度、孔径大小，由回水管（23）的出水口一端至另一端均逐渐增加。


4.根据权利要求1或2所述的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，其特征在于：所述透水篮（11）中填充有用于固定植物根系的碎石（13），阻控池塘（1）的两侧壁上均固定有外侧板（16）。


5.根据权利要求1或2所述的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统，其特征在于：所述出水管（21）上设置有对出水流速大小进行调节的阀门（26）。


6.一种基于权利要求2所述的农业面源污染废水立体阻控生态净化系统的构建方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).布置阻控池塘和辅助池塘，首先在合适的位置挖设阻控池塘和辅助池塘，并使农田排水沟渠与阻控池塘相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆锋，赵长盛，郭贝贝，
申请(专利权)人：山东省分析测试中心，
类型：发明
国别省市：山东;37