一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统和方法，涉及农业环境保护领域。该系统包括：设置在农田四周主田埂和纵横设置在农田内部的支田埂，以及设置在主田埂周围的水生植物种植渠；其中，主田埂和支田埂上均种植有绿植，以及在水生植物种植渠内种植水生植物；集水设施和水生植物种植渠之间的地下埋设有多根管道；过滤吸附设施为过滤吸附箱，包括：第一缓存区域、过滤网、氮磷吸附材料和第二缓存区域；第一缓存区域内设置有吸水泵，第二缓存区域内设置有抽水泵；储水设施为水库，储水设施上设置有排水闸门。本发明专利技术能够对农业面源污染进行较佳控制和对氮磷元素进行有效的回收利用。

System and method for controlling and recovering non-point source pollution of farmland nitrogen and phosphorus

The invention discloses a system and a method for controlling and recycling the nitrogen and phosphorus non-point source pollution of farmland, relating to the field of agricultural environmental protection. The system includes: a setting in the farmland around the main ridge ridge and is arranged in the internal aspect of farmland, and is arranged on the main ridge around the aquatic plants, the main canal; ridge ridge and branch were planted with plants, and the planting of aquatic plants in the aquatic plants in the channel; a plurality of pipes between the catchment and aquatic facilities plant drains underground facilities; filtration and adsorption filtration adsorption box, comprising: a first cache area, filter net, nitrogen and phosphorus adsorption material and a second cache area; the first cache region is provided with a water pump, second pumps are arranged in the cache area; water storage facilities for reservoirs, water storage facility is provided with drainage gate. The invention can better control agricultural non-point source pollution and effectively recycle nitrogen and phosphorus elements.

【技术实现步骤摘要】
一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统和方法
本专利技术涉及农业环境保护领域，更具体的涉及一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统和方法。
技术介绍
随着对工业废水和城市生活污水等点源污染的有效控制，农业面源污染已成为水环境污染的重要来源。其中，氮(N)、磷(P)污染是典型的一类农业面源污染，它是造成水体富营养化的主要物质。因此，解决农田N、P面源污染问题，对水体富营养化控制具有重要实际意义。目前，控制农业面源污染的技术，主要包括减少化肥投入、人工湿地、生态沟渠等技术。通过减少化肥投入的措施，能有效地减少径流中氮磷的流失，但常常导致作物的减产。利用人工湿地控制农业面源污染，可获得较好的氮磷去除效果，但占地面积较大，在我国土地资源有限的情况下难以进一步地推广。而生态沟渠虽然对水体中的氮磷减排也取得一些控制效果，但是对磷素的去除效果较差。因此，现有的控制农业面源污染的技术，只能对农业面源污染进行一定控制，并不能达到对农业面源污染的较佳控制和资源的有效利用。综上所述，现有技术中的农田氮磷面源污染控制技术，存在不能达到对农业面源污染的较佳控制和资源的有效利用的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统和方法，用以解决现有技术中存在不能达到对农业面源污染的较佳控制和资源的有效利用的问题。本专利技术实施例提供一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统，包括：吸收设施、集水设施、过滤吸附设施和储水设施；所述吸收设施包括：设置在农田四周主田埂和纵横设置在农田内部的支田埂，以及设置在主田埂周围的水生植物种植渠；其中，主田埂和支田埂上均种植有绿植，以及水生植物种植渠内种植有水生植物；在主田埂和支田埂上设置绿植，用于吸收农田中富余的含氮磷元素的水分；在水生植物种植渠内种植水生植物，用于利用农田中越过主田埂的含氮磷元素的水分；所述集水设施为与所述水生植物种植渠相贴设置的集水池；所述集水设施和所述水生植物种植渠的连通端口底部高于所述水生植物种植渠的底部，且所述集水设施的深度大于所述水生植物种植渠的深度；所述集水设施和所述水生植物种植渠之间的埋设有管道；其中，所述管道包括主管道、分流管道和多个支管道；所述主管道一端与所述集水设施的底部连通，所述主管道另一端与所述分流管道主端连通，所述分流管道的多个支端分别通过多个所述支管道与所述水生植物种植渠连通；所述过滤吸附设施为过滤吸附箱；所述过滤吸附设施内部设置有过滤网和氮磷吸附材料，且所述过滤网和所述氮磷吸附材料整体结构的两侧分别为第一缓存区域和第二缓存区域；所述第一缓存区域内设置有吸水泵，且所述第一缓存区域通过吸水泵水管与所述集水设施连通；所述第二缓存区域内设置有抽水泵，且所述第二缓存区域通过抽水泵水管与所述储水设施连通；所述储水设施为水库；所述储水设施上设置有排水闸门，且排水闸门高于所述集水设施顶部。较佳地，所述的主田埂宽度为1.5～2.0m，高度为6～8cm；所述支田埂宽度为0.6-1.2m，高度为3～5cm；所述水生植物种植渠宽度为2.0～3.0m，深度为1.0～1.5m。较佳地，所述水生植物包括：芦苇、茭白、野慈、姑菖蒲中的一种或几种。较佳地，所述绿植包括：乔木、灌木、草本经济植物中的一种或几种。较佳地，所述过滤吸附设施的长度为2.0～3.5m，高度为2.5m，宽度为1.0～1.5m。较佳地，所述氮磷吸附材料为氮磷吸附剂。本专利技术实施例提供一种农田氮磷面源污染控制与回收利用方法，包括：在主田埂和支田埂上种植绿植；在水生植物种植渠内种植水生植物；农田中富余的含氮磷元素的水分越过主田埂流入水生植物种植渠内；水生植物种植渠内的含氮磷元素的水分通过连通端口流入集水设施内；集水设施内的含氮磷元素的水分一部分通过管道回流至水生植物种植渠内；集水设施内的含氮磷元素的水分另一部分通过过滤吸附设施流入储水设施内；储水设施内的水分通过排水闸门流入集水设施内。较佳地，当集水设施内的含氮磷元素的水分不再流入水生植物种植渠内时，打开排水闸门，储水设施内的水流入集水设施内；当集水设施内的含氮磷元素的水分继续流入水生植物种植渠内时，关闭排水闸门，储水设施内的水不再流入集水设施内。本专利技术实施例中，提供一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统和方法，本专利技术通过设置田埂且在田埂上种植绿植，以及设置水生植物种植渠且在水生植物种植渠内种植水生植物，使农田中富余的含有氮磷元素的水分中的氮磷元素的污染得到了较佳控制，且在不需要开挖多个沟渠引流的前提下对氮磷元素进行了有效的回收利用；并且通过设置地下管道，使水生植物种植渠内的水分与集水设施内的水分不断循环，即水生植物种植渠内的氮磷元素被水生植物吸收后，氮磷含量减小，而集水设施内的水分不断注入水生植物种植渠内，使氮磷含量有所增加，进一步对氮磷元素进行了有效的回收利用。本专利技术通过设置过滤吸附设施，对集水设施内的水分进行了有效的氮磷吸附，使流入储水设施内的水分的氮磷含量大大减小，即储水设施内的水分可以有多种用途。本专利技术通过排水闸门控制储水设施内的水分向集水设施内流入，即保证了储水设施内的水分最多，又保证了集水设施内的水分能够不断注入水生植物种植渠内。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统中分流管道的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种农田氮磷面源污染控制与回收利用方法流程图。附图标记：11-主田埂，12-支田埂，2-水生植物种植渠，3-集水设施，4-过滤吸附设施，41-吸水泵，42-抽水泵，43-过滤网，44-氮磷吸附材料，5-储水设施，51-排水闸门，6-分流管道，61-主端，62-支端。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统中分流管道的结构示意图。如图1和图2所示，该系统包括：吸收设施、集水设施3、过滤吸附设施4和储水设施5。具体地，吸收设施包括：设置在农田四周主田埂11和纵横设置在农田内部的支田埂12，以及设置在主田埂11周围的水生植物种植渠2；其中，主田埂11和支田埂12上均种植有绿植，以及水生植物种植渠2内种植有水生植物；在主田埂11和支田埂12上设置绿植，用于吸收农田中富余的含氮磷元素的水分；在水生植物种植渠2内种植水生植物，用于利用农田中越过主田埂的含氮磷元素的水分。较佳地，的主田埂宽度为1.5～2.0m，高度为6～8cm；支田埂宽度为0.6-1.2m，高度为3～5cm；水生植物种植渠宽度为2.0～3.0m，深度为1.0～1.5m。较佳地，水生植物包括：芦苇、茭白、野慈、姑菖蒲中的一种或几种。较佳地，绿植包括：乔木、灌木、草本经济植物中的一种或几种。需要说明的是，本专利技术通过设置田埂且在田埂上种植绿植，以及设置水生植物种植渠2且在水生植物种植渠内种植水生植物，使农田中富余本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统，其特征在于，包括：吸收设施、集水设施、过滤吸附设施和储水设施；所述吸收设施包括：设置在农田四周主田埂和纵横设置在农田内部的支田埂，以及设置在主田埂周围的水生植物种植渠；其中，主田埂和支田埂上均种植有绿植，以及水生植物种植渠内种植有水生植物；在主田埂和支田埂上设置绿植，用于吸收农田中富余的含氮磷元素的水分；在水生植物种植渠内种植水生植物，用于利用农田中越过主田埂的含氮磷元素的水分；所述集水设施为与所述水生植物种植渠相贴设置的集水池；所述集水设施和所述水生植物种植渠的连通端口底部高于所述水生植物种植渠的底部，且所述集水设施的深度大于所述水生植物种植渠的深度；所述集水设施和所述水生植物种植渠之间的埋设有管道；其中，所述管道包括主管道、分流管道和多个支管道；所述主管道一端与所述集水设施的底部连通，所述主管道另一端与所述分流管道主端连通，所述分流管道的多个支端分别通过多个所述支管道与所述水生植物种植渠连通；所述过滤吸附设施为过滤吸附箱；所述过滤吸附设施内部设置有过滤网和氮磷吸附材料，且所述过滤网和所述氮磷吸附材料整体结构的两侧分别为第一缓存区域和第二缓存区域；所述第一缓存区域内设置有吸水泵，且所述第一缓存区域通过吸水泵水管与所述集水设施连通；所述第二缓存区域内设置有抽水泵，且所述第二缓存区域通过抽水泵水管与所述储水设施连通；所述储水设施为水库；所述储水设施上设置有排水闸门，且排水闸门高于所述集水设施顶部。...

【技术特征摘要】
1.一种农田氮磷面源污染控制与回收利用系统，其特征在于，包括：吸收设施、集水设施、过滤吸附设施和储水设施；所述吸收设施包括：设置在农田四周主田埂和纵横设置在农田内部的支田埂，以及设置在主田埂周围的水生植物种植渠；其中，主田埂和支田埂上均种植有绿植，以及水生植物种植渠内种植有水生植物；在主田埂和支田埂上设置绿植，用于吸收农田中富余的含氮磷元素的水分；在水生植物种植渠内种植水生植物，用于利用农田中越过主田埂的含氮磷元素的水分；所述集水设施为与所述水生植物种植渠相贴设置的集水池；所述集水设施和所述水生植物种植渠的连通端口底部高于所述水生植物种植渠的底部，且所述集水设施的深度大于所述水生植物种植渠的深度；所述集水设施和所述水生植物种植渠之间的埋设有管道；其中，所述管道包括主管道、分流管道和多个支管道；所述主管道一端与所述集水设施的底部连通，所述主管道另一端与所述分流管道主端连通，所述分流管道的多个支端分别通过多个所述支管道与所述水生植物种植渠连通；所述过滤吸附设施为过滤吸附箱；所述过滤吸附设施内部设置有过滤网和氮磷吸附材料，且所述过滤网和所述氮磷吸附材料整体结构的两侧分别为第一缓存区域和第二缓存区域；所述第一缓存区域内设置有吸水泵，且所述第一缓存区域通过吸水泵水管与所述集水设施连通；所述第二缓存区域内设置有抽水泵，且所述第二缓存区域通过抽水泵水管与所述储水设施连通；所述储水设施为水库；所述储水设施上设置有排水闸门，且排水闸门高于所述集水设施顶部。2.如权利要求1所述的农田氮磷面源污染控制与回收利用系统，其特征在于，所述的主田埂宽度为1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晴雯，张爱平，刘杏认，杨正礼，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11