一种农田首级退水水质渗滤净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种农田首级退水水质渗滤净化装置，其结构包括固定支架、渗滤净化箱、排水挡板、纳米净化网、阻水块、纳米复合材料、固着底板；其中，固定支架固定安装在农田排水口处，支架两侧对应设有三排凹槽，分别为净化网安装槽、挡板安装槽和和净化箱安装槽，依次对应安装纳米净化网，排水挡板和渗滤净化箱，安装时保证净化网安装槽在农田排水来水一侧；农田非排水期，插入排水挡板，排水口附近水体污染物可被纳米净化网降解去除；在农田排水时，取下排水挡板，并根据田间水位要求在净化箱安装槽内安装阻水块后再叠加放入若干个渗滤净化箱，形成一列渗滤墙；渗滤净化箱为可开启式，方便纳米复合材料的更新回收。

A kind of drainage water filtration purification device for the first stage of farmland

The present invention is a first stage water discharge water filtration and purification device for farmland. The structure comprises a fixed bracket, a filtration purification box, a drainage baffle, a nanoscale purification net, a water blocking block, a nano composite material and a fixed base plate; in which the fixed bracket is fixed at the drainage port of the farmland, and there are three rows of grooves on both sides of the bracket, respectively. The installation grooves of the purification net, the mounting grooves of the baffles and the installation grooves of the purification box are in turn corresponding to the installation of the nanoscale purification net, the drainage baffle and the filtration purification box, and the installation slot of the purification net is ensured in the drainage water side of the farmland; the non drainage period of the farmland is inserted into the drainage baffle, and the water body near the drain can be degraded by the nanoscale purification net. In addition to the drainage of the farmland, the drainage baffles are taken and the water blocking blocks are installed in the cleaning box installation trough according to the requirements of the field water level, and then superimposed and put into a number of filtration and purification boxes to form a column of filtration wall; the filtration purification box is open and convenient for the renewal and recovery of nanocomposite materials.

【技术实现步骤摘要】
一种农田首级退水水质渗滤净化装置
本专利技术涉及的是一种农田首级退水水质渗滤净化装置，属于农田面源污染控制

技术介绍
在以“增产增收”为核心的农业发展模式下，我国农业生产中农药、化肥大量施用，所喷洒的农药一般只有10%-20%附着在作物上，而施用的化肥作物吸收率仅在30%左右。那些未被作物利用的化肥和农药，相当大一部分随灌溉后的农田退水或雨后径流流入地表水体，已成为河湖水质恶化的主要原因。农田首级排水沟中的污染物浓度高，首级净化是控制污染输移扩散的前提，为了避免农田面源污染进一步扩大，在农田首级排水沟中布置净化装置是十分必要的，在农田面源污染的源头对污染物进行截留降解处理，对保障生态系统的安全有重要意义。目前水质净化技术中，光催化降解因降解效率高、寿命长、环境友好等优点成为最具潜力的水污染修复技术。而这种技术目前原位应用仍较少，在农田水体修复中的应用更加有限；专利CN100485131公开了一种农田排水排渍控制箱以及田面水自动控制系统，针对农田排水和田面水，上述专利在主箱体内填充对氮、磷营养元素有一定吸收能力且易形成生物膜的吸附材料，但箱体受水流冲击容易变形，且长时间使用后对氮磷的去除效果下降，更换材料十分困难。再如专利CN103964566A提出一种旱作物农田首级退水水质强化净化装置，能够调节田间的地下水位和控制农田退水中氮、磷浓度，虽然水体经该装置净化后氮磷浓度有效降低，但对一些难降解的有机污染物（如有机农药）去除效果不佳；此外，该装置结构复杂，安装时工程量较大，各组件不可调节，净化材料更换困难。利用纳米光催化剂对污染物的高效降解性能，在农田首级排水沟设计一种结构简单、可灵活组装、易回收更换的水质渗滤净化装置，对高效去除水体污染物、控制农业面源污染具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种农田首级退水水质渗滤净化装置，其目的旨在针对农田首级退水水体污染问题，通过在首级排水口安装渗滤净化装置，构建生态净污型排水口，利用装置内填充的纳米复合材料的光催化性能，高效去除农田首级退水中的氮、磷、农药等污染物。本专利技术的技术解决方案：一种农田首级退水水质渗滤净化装置，其结构包括固定支架1、渗滤净化箱2、排水挡板3、纳米净化网4、阻水块5、纳米复合材料6；其中，固定支架1固定安装在农田排水口处，固定支架1两侧设有三排凹槽，分别为净化网安装槽7、挡板安装槽8和净化箱安装槽9；净化网安装槽7、挡板安装槽8和和净化箱安装槽9依次用于对应安装纳米净化网4、排水挡板3和渗滤净化箱2，安装时保证净化网安装槽7在农田排水来水一侧；农田非排水期，在挡板安装槽8内插入排水挡板3，农田排水口附近水体污染物被纳米净化网4降解去除；在农田排水时，取下排水挡板3，并根据田间水位要求在净化箱安装槽9内安装阻水块5后再叠加放入若干个渗滤净化箱2，形成一列渗滤墙；所述渗滤净化箱2内填充纳米复合材料6，渗滤净化箱2为可开启式。本专利技术的优点：（1）本专利技术直接安装在农田排水口处，能够利用纳米复合材料和纳米净化网对农田首级退水中污染物进行高效净化处理，对农业面源污染进行源头阻控；（2）本专利技术的渗滤净化箱2数量可根据田间所需水位和排水水量灵活调节；（3）本专利技术的渗滤净化箱2为可开启式，方便纳米复合材料6的替换更新，保证净化效果的持久性和高效性；（4）本专利技术仅需对农田排水口进行简单改造安装，基建成本低，占地面积小，可大面积推广使用。附图说明附图1是本专利技术的立体图。附图2是本专利技术的俯视图。附图3是本专利技术的固定支架1立体图。附图4是本专利技术的纳米净化网4示意图。附图5是本专利技术的渗滤净化箱2的立体图。附图6是本专利技术在农田排水口摆放的示意图。附图中1是固定支架，2是渗滤净化箱，3是排水挡板，4是纳米净化网，5是阻水块，6是纳米复合材料，7是净化网安装槽、8是挡板安装槽，9是净化箱安装槽，10是固着底板，11是农田首级退水水质渗滤净化装置。具体实施方式一种农田首级退水水质渗滤净化装置，其结构包括固定支架1、渗滤净化箱2、排水挡板3、纳米净化网4、阻水块5、纳米复合材料6；其中，固定支架1固定安装在农田排水口处，固定支架1两侧设有三排凹槽，分别为净化网安装槽7、挡板安装槽8和净化箱安装槽9；净化网安装槽7、挡板安装槽8和和净化箱安装槽9依次用于对应安装纳米净化网4、排水挡板3和渗滤净化箱2，安装时保证净化网安装槽7在农田排水来水一侧；农田非排水期，在挡板安装槽8内插入排水挡板3，农田排水口附近水体污染物被纳米净化网4降解去除；在农田排水时，取下排水挡板3，并根据田间水位要求在净化箱安装槽9内安装阻水块5后再叠加放入若干个渗滤净化箱2，形成一列渗滤墙；所述渗滤净化箱2内填充纳米复合材料6，渗滤净化箱2为可开启式，方便纳米复合材料6的更新回收。所述固定支架1材质为不锈钢，尺寸与农田排水口吻合，支架两侧下部的固着底板10可插入土壤中以便将固定架固定在农田排水口处，固定支架1有三排凹槽，依次为净化网安装槽7、挡板安装槽8和净化箱安装槽9，分别用于对应安装纳米净化网4，排水挡板3和渗滤净化箱2，所述固定支架1两侧的三排凹槽的大小分别根据渗滤净化箱2、排水挡板3、纳米净化网4的宽度确定，固定支架1厚度整体均匀，以保证机械强度。所述阻水块5优选不透水塑料块，根据排水时田间需保持的水位确定阻水块的个数N（1≤N≤3），在渗滤净化箱2安装前，阻水块5嵌合安装在固定支架1上的净化箱安装槽9中，位于装置底部用于维持田间水位。所述渗滤净化箱2材质优选为PVC塑料，其内填充纳米复合材料6，所述渗滤净化箱2为多孔净化箱，渗滤净化箱2箱体上的孔径应小于纳米复合材料6，优选孔径范围10目～30目，渗滤净化箱2有可开启式上盖，方便更换回收纳米复合材料6。所述渗滤净化箱2在固定支架1中的安放个数M（1≤M≤6）可根据农田排水时农田水位高度确定，叠加安装后可形成一列水质净化渗滤墙。所述纳米净化网4安装在净化网安装槽7处，可在农田非排水期对排水口附近水体进行净化，纳米净化网4的纳米光催化剂优选纳米二氧化钛，净化网载体材质可为绵、涤纶、玻璃纤维或碳纤维，优选涤纶材质，具体制备方法为：（1）采用溶胶-凝胶法制备纳米光催化剂溶胶：具体为在磁力搅拌器转速为1000rpm搅拌条件下搅拌下，将前驱体钛酸正丁酯的异丙醇溶液以120滴/分钟的速度匀速滴加到pH为2.5的稀硝酸水溶液中，硝酸与钛酸正丁酯的摩尔比分别为76：1.42，75℃恒温搅拌（300rpm），回流24小时后用旋转蒸发去除醇类，最终得到纳米光催化剂溶胶,即:锐钛矿型纳米TiO2负载液；（2）净化网载体的预处理：具体为将净化网在开水中煮沸10min后用冷水彻底清洗，在室温下晾干；（3）浸轧液的准备，具体为向步骤（1）制备的光催化溶胶中加入终浓度（各自在最终形成的浸渍液中的浓度）为30g/L的有机硅添加剂和2g/L的脂肪醇聚氧乙烯醚，以提高后续浸轧步骤中光催化剂与净化网强度；所述终浓度为各自在最终形成的浸渍液中的浓度；（4）负载纳米光催化剂的网格帘制备，具体为首先将经步骤（2）处理后的净化网浸入步骤（3）制备的浸轧液中，浸渍15-20分钟后取出过轧车，轧液率为70%，重复以上浸渍-轧液步骤两次，使净化网带液均匀，最后将净化网经100℃预烘2分钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征是包括固定支架、渗滤净化箱、排水挡板、纳米净化网、阻水块、纳米复合材料；其中，固定支架固定安装在农田排水口处，固定支架两侧设有三排凹槽，分别为净化网安装槽、挡板安装槽和净化箱安装槽；净化网安装槽、挡板安装槽和净化箱安装槽依次用于对应安装纳米净化网、排水挡板和渗滤净化箱，安装时保证净化网安装槽在农田排水来水一侧；农田非排水期，在挡板安装槽内插入排水挡板，农田排水口附近水体污染物被纳米净化网降解去除；在农田排水时，取下排水挡板，并根据田间水位要求在净化箱安装槽内安装阻水块后再叠加放入若干个渗滤净化箱，形成一列渗滤墙；所述渗滤净化箱内填充纳米复合材料，渗滤净化箱为可开启式。

【技术特征摘要】
1.一种农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征是包括固定支架、渗滤净化箱、排水挡板、纳米净化网、阻水块、纳米复合材料；其中，固定支架固定安装在农田排水口处，固定支架两侧设有三排凹槽，分别为净化网安装槽、挡板安装槽和净化箱安装槽；净化网安装槽、挡板安装槽和净化箱安装槽依次用于对应安装纳米净化网、排水挡板和渗滤净化箱，安装时保证净化网安装槽在农田排水来水一侧；农田非排水期，在挡板安装槽内插入排水挡板，农田排水口附近水体污染物被纳米净化网降解去除；在农田排水时，取下排水挡板，并根据田间水位要求在净化箱安装槽内安装阻水块后再叠加放入若干个渗滤净化箱，形成一列渗滤墙；所述渗滤净化箱内填充纳米复合材料，渗滤净化箱为可开启式。2.根据权利要求1所述的农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征是所述固定支架两侧下部各有一个固着底板，所述固定支架材质为不锈钢，尺寸与农田排水口吻合，使用时固定支架两侧下部的固着底板插入土壤中以便将固定支架固定在农田排水口处，所述固定支架两侧的三排凹槽大小分别根据纳米净化网、排水挡板、渗滤净化箱的宽度确定；固定支架厚度整体均匀，以保证机械强度。3.根据权利要求1所述的农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征是所述阻水块为不透水塑料块，根据排水时田间需保持的水位确定阻水块的个数N，1≤N≤3；在渗滤净化箱安装前，阻水块嵌合安装在固定支架上的净化箱安装槽中，阻水块位于装置底部用于维持田间水位。4.根据权利要求1所述的农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征是所述渗滤净化箱材质为PVC塑料，其内填充纳米复合材料，所述渗滤净化箱为多孔净化箱，多孔净化箱箱体上的孔径小于纳米复合材料的粒径，多孔净化箱箱体上的孔径范围为10目～30目，多孔净化箱有可开启式上盖，方便更换回收纳米复合材料。5.根据权利要求1所述的农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征所述渗滤净化箱在固定支架中安放的个数为M，M根据农田排水时农田水位高度确定，1≤M≤6，叠加安装后形成一列水质净化渗滤墙。6.根据权利要求1所述的农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征是所述纳米净化网安装在净化网安装槽处，在农田非排水期对排水口附近水体进行净化；所述纳米净化网包括净化网载体和在净化网载体上负载的纳米光催化剂；纳米光催化剂为纳米二氧化钛，净化网载体材质为绵、涤纶、玻璃纤维、碳纤维中的一种；所述纳米净化网的具体制备方法为包括：（1）采用溶胶-凝胶法制备纳米光催化剂溶胶；（2）净化网载体的预处理：具体为将净化网在开水中煮沸10min后用冷水彻底清洗，在室温下晾干；（3）浸轧液的准备，具体为向步骤（1）制备的纳米光催化剂溶胶中加入终浓度为30g/L的有机硅添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娟，王沛芳，王超，孙胜浩，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32