一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池，属于农业面源污染控制和水环境治理等技术领域。所述的一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池与沟渠相连，包括汇水区、吸附拦截区和储水排水区。其中汇水区由缓冲调流墙和生态隔离带组成，不仅能减缓水流速度、截留稻田排水污泥、减少养分流失，还具有良好的景观效果。吸附拦截区设置炭基填料墙，通过吸附作用、氮磷转化作用来吸附消纳稻田水径流中的氮磷。本实用新型专利技术可根据需要在沟渠中间隔设置，也可仅用于排水沟渠末端作为尾水调节池。本实用新型专利技术结构简单、投资省、设置灵活，实现了无动力、无能耗、方便管理的目的，是一种符合我国村镇水网沟渠同步脱氮除磷处理的新工艺。

Interception and Conversion Pool for Simultaneous Nitrogen and Phosphorus Removal

【技术实现步骤摘要】
一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池
本技术涉及一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池，属于农业面源污染控制和水环境治理等

技术介绍
面源污染中由于农田流失的氮磷引起的污染问题不容忽视，农民大量使用无机化肥，但作物吸收氮磷的利用率低下导致农田氮磷污染严重。随着全球人口增长，人们对食物和纤维的需求与日俱增，有限的耕地驱使生产者增加更多的无机化肥的投入，然而由于作物吸收利用率低，使得农田土壤富含高浓度氮磷，尤其在水田区稻田水中氮磷处于高浓度条件下，在人工排水和暴雨径流条件下，导致大量氮磷流失，如果富含氮磷的农田排水直接进入与农田毗邻的受纳水体，将提高该受纳水体潜在的污染风险性。因此，许多学者研究探讨了农田排水沟渠的阻控或调控作用。农田沟渠是农业地表径流汇入河流、湖泊等天然水体的必经通道，因而对农业面源污染的削减起着极为重要的作用。但是由于沟渠截留净化氮磷能力有限，尤其在较大流速条件下沟渠截留净化的效果更差，所以通过在沟渠适当位置建设拦截转化池是十分必要的。稻田排水流经拦截转化池，不仅能截留稻田排水污泥、减少养分流失吸附转化水中氮磷，还具有良好的景观效果。
技术实现思路
本技术是针对现有农田沟渠抗水冲刷性差及截留净化氮磷能力低的技术问题，提供一种可根据农田实际情况灵活设置的同步实现脱氮除磷的拦截转化池工艺。本技术所采用的具体技术方案如下：一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池，该拦截转化池的池体上设有高于池体底部的进水口和出水口，池体内部沿水流方向顺次划分为汇水区、吸附拦截区和储水排水区；所述的吸附拦截区中设有横跨池体断面的炭基填料墙，汇水区和储水排水区之间通过炭基填料墙阻隔不直接连通；所述的汇水区中设有缓冲调流墙和生态隔离带，缓冲调流墙、生态隔离带以及炭基填料墙的底部均支撑于池体底部；所述的缓冲调流墙与水流方向垂直设置并横跨池体断面，墙体上开设有若干个过流孔，且过流孔在墙上的分布密度从上到下逐渐减小；所述的生态隔离带设置于缓冲调流墙与吸附拦截区之间，包括若干个用于种植沉水植物和/或挺水植物的植生袋；所述的吸附拦截区中，炭基填料墙的外壳采用多孔框架，多孔框架内部中空且外壁透水，其内腔中在迎水面、出水面和底部分别铺设有海绵层；海绵层之间的空腔中填充有两层不同的填料，其中下部为渗滤层，上部为炭基吸附填料层。作为优选，所述拦截转化池的进水口和出水口分别连接外部排水沟渠，且排水沟渠的渠底高于池体底部。作为优选，所述的拦截转化池池容大小为1.5～3m3，且池边缘及底部用水泥固化。作为优选，所述的植生袋采用由针刺无纺布制成的袋子，袋子内部装填植物生长基质。作为优选，所述的植生袋体积为0.003～0.005m3，高度不超过渠底。作为优选，所述的炭基填料墙厚度为40～60cm，其顶部高于所述的外部排水沟渠顶部。作为优选，所述的缓冲调流墙厚度为20～30cm，其顶部高度位于外部排水沟渠高度的三分之二位置。作为优选，所述的炭基吸附填料层由粒径3～5mm的稻壳炭和/或粒径5～10mm的竹炭组成。作为优选，所述的渗滤层为粒径3～5mm的级配砾石。本技术中，通过在农田排水沟中设置特殊的拦截转化，能够对农田排水进行低成本的消纳处理。在该拦截转化池中，汇水区由缓冲调流墙和生态隔离带组成，不仅能减缓水流速度、截留稻田排水污泥、减少养分流失，还具有良好的景观效果。吸附拦截区设置炭基填料墙，通过吸附作用、氮磷转化作用来吸附消纳稻田水径流中的氮磷。本技术可根据需要在沟渠中间隔设置，也可仅用于排水沟渠末端作为尾水调节池。本技术结构简单、投资省、设置灵活，实现了无动力、无能耗、方便管理的目的，是一种符合我国村镇水网沟渠同步脱氮除磷处理的新工艺。附图说明图1为本技术所述拦截转化池俯视图；图2为本技术所述拦截转化池纵剖图；图3为缓冲调流墙的正视图示意图；图4为生态隔离带的局部放大示意图；图5为炭基填料墙的剖面示意图。本技术附图标记如下：1——汇水区2——吸附拦截区3——储水排水区4——缓冲调流墙5——生态隔离带6——炭基填料墙7——渠底8——多孔塑料框架9——海绵层10——炭基吸附填料层11——渗滤层12——过流孔13——植生袋14——沉水植物15——挺水植物具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述和说明。本技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。本技术的一个较佳实施例中，同步实现脱氮除磷的拦截转化池如图1和2所示，呈长方体形状。该拦截转化池的池体设置于常规的农田排水沟渠中部位置，作为水流过程中的消纳池。拦截转化池上设有高于池体底部的进水口和出水口，在本实施例中,拦截转化池的进水口和出水口分别连接外部排水沟渠，且排水沟渠的渠底7高于池体底部，池内的蓄积容量使得水流在池内有一定的停留时间。池体内部沿水流方向顺次划分为汇水区1、吸附拦截区2和储水排水区3，不同的功能区承担不同的作用。其中，吸附拦截区2中设有横跨池体断面的炭基填料墙6，炭基填料墙6的底部与池体底部相接，墙体两端连接池体的两个侧壁，使得池体以炭基填料墙6的为界被划分为两个池体，分别为汇水区1和储水排水区3。汇水区1和储水排水区3之间由于存在炭基填料墙6，因此被阻隔不直接连通，从汇水区1过来的水流需要经过炭基填料墙6后方能进入储水排水区3。汇水区1中设有缓冲调流墙4和生态隔离带5缓冲调流墙4、生态隔离带5的底部均支撑于池体底部。炭基填料墙承担了主要的脱氮除磷任务，储水排水区用于调节沟渠水量，可暂时储存少部分沟渠排水。根据沟渠实际情况设置拦截转化池池容大小为1.5～3m3，池底部和池边缘用水泥固化。由于农田沟渠中的水流具有一定的流速，特别在降雨产生较大径流时其初始速度较大，直接进入池中一方面容易因为停留时间过短导致处理效率低下，另一方面也会因为流速过大导致池内原本吸附、沉降的污染物被重新冲出。因此，本技术中在进水口后方的池中设置一堵缓冲调流墙4。缓冲调流墙4与水流方向垂直设置并横跨池体断面，正面迎向水流方向。如图3所示，墙体上开设有若干个过流孔12。缓冲调流墙厚度为20～30cm，顶部高度位于外部排水沟渠高度的三分之二位置，宽度与实际沟渠同宽。缓冲调流墙上均匀布置的过流孔，起到消能作用，减缓了水流速度，可以降低对后续处理单元的冲刷，既能充分利用生态隔离带的拦截去污作用，又能防止底部死水。本实施例中过流孔孔径大小均为5cm，过流孔12在墙上的分布密度从上到下逐渐减小，使得沉入下方的泥沙不容易重新进入后续环境，以期达到更好的阻隔泥沙以保证尾水清洁度的效果。生态隔离带5设置于缓冲调流墙4与吸附拦截区2之间，包括多个用于种植沉水植物14和挺水植物15的植生袋13。由稻田水带来的泥沙和养分通过生态隔离带的阻截，将大部分泥沙留在生态隔离带内，而隔离带种植的植物同时可吸收水流中的养分，达到控制稻田排水，减少水中养分排放的目的。本实施例中，植生袋13是由聚丙烯PP或聚酯纤维PET为原材料，双面熨烫针刺无纺布加工而成袋子，植生袋13内部可以装填植物生长基质，例如生态混凝土、卵砾石、砂土等等。将植物用植生袋13固定，可以保持植物原位生长，避免因植物向周围扩散生长堵塞沟渠水道。植生袋13单个体积为0.003～0.00本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池，其特征在于，拦截转化池的池体上设有高于池体底部的进水口和出水口，池体内部沿水流方向顺次划分为汇水区(1)、吸附拦截区(2)和储水排水区(3)；所述的吸附拦截区(2)中设有横跨池体断面的炭基填料墙(6)，汇水区(1)和储水排水区(3)之间通过炭基填料墙(6)阻隔不直接连通；所述的汇水区(1)中设有缓冲调流墙(4)和生态隔离带(5)，缓冲调流墙(4)、生态隔离带(5)以及炭基填料墙(6)的底部均支撑于池体底部；所述的缓冲调流墙(4)与水流方向垂直设置并横跨池体断面，墙体上开设有若干个过流孔(12)，且过流孔(12)在墙上的分布密度从上到下逐渐减小；所述的生态隔离带(5)设置于缓冲调流墙(4)与吸附拦截区(2)之间，包括若干个用于种植沉水植物(14)和/或挺水植物(15)的植生袋(13)；所述的吸附拦截区(2)中，炭基填料墙(6)的外壳采用多孔框架(8)，多孔框架(8)内部中空且外壁透水，其内腔中在迎水面、出水面和底部分别铺设有海绵层(9)；海绵层(9)之间的空腔中填充有两层不同的填料，其中下部为渗滤层(11)，上部为炭基吸附填料层(10)。

【技术特征摘要】
1.一种同步实现脱氮除磷的拦截转化池，其特征在于，拦截转化池的池体上设有高于池体底部的进水口和出水口，池体内部沿水流方向顺次划分为汇水区(1)、吸附拦截区(2)和储水排水区(3)；所述的吸附拦截区(2)中设有横跨池体断面的炭基填料墙(6)，汇水区(1)和储水排水区(3)之间通过炭基填料墙(6)阻隔不直接连通；所述的汇水区(1)中设有缓冲调流墙(4)和生态隔离带(5)，缓冲调流墙(4)、生态隔离带(5)以及炭基填料墙(6)的底部均支撑于池体底部；所述的缓冲调流墙(4)与水流方向垂直设置并横跨池体断面，墙体上开设有若干个过流孔(12)，且过流孔(12)在墙上的分布密度从上到下逐渐减小；所述的生态隔离带(5)设置于缓冲调流墙(4)与吸附拦截区(2)之间，包括若干个用于种植沉水植物(14)和/或挺水植物(15)的植生袋(13)；所述的吸附拦截区(2)中，炭基填料墙(6)的外壳采用多孔框架(8)，多孔框架(8)内部中空且外壁透水，其内腔中在迎水面、出水面和底部分别铺设有海绵层(9)；海绵层(9)之间的空腔中填充有两层不同的填料，其中下部为渗滤层(11)，上部为炭基吸附填料层(10)。2.如权利要求1所述的同步实现脱氮除磷的拦截转化池，其特征在于，所述拦截转化池的进水口和出水口分别连接外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子熠，梁新强，何霜，刘枫，李发永，金俊伟，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33