本发明专利技术公开了一种农田排水反硝化吸磷模拟装置，包括配水单元(A)、反应单元(B)和出水单元(C)；配水单元(A)用于原水的配制和存放以及控制进入反应单元B进水的流量，从而控制反应时间；反应单元(B)为主体处理单元，反硝化吸磷反应在反应单元(B)处进行；出水单元(C)用于农田排水反硝化吸磷模拟装置的出水以及通过调节不同高度出水口阀门的开闭调节农田排水反硝化吸磷模拟装置的水位。利用该装置模拟农田排水的实际情况，监测其中N、P营养物质的变化情况，从而获得设计沟长、碳源添加量等一系列技术参数，为技术实地构建提供长远的技术支持。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业环境保护领域，具体涉及一种新型农田排水反硝化吸磷模拟装置。
技术介绍
农田排水氮磷流失控制已成为当前“农业生态稳定与水环境安全”的世界性关注焦点。农事行为不可避免产生大量农田排水，导致大量氮、磷由沟渠排入水体引起富营养化问题。诸多研究发现，单纯依靠水肥管理策略难以彻底解决这一问题。我国农村地区农田排水沟渠分布广泛，沟渠系统在生态环境意义上可定义为“线型”浅水湿地，极大地影响农田排水中氮、磷营养物质的迁移转化过程，具有调节农田多余水分排放和营养物质循环的功能。目前对农田排水的处理主要有以下两种措施一种是水生植物吸纳技术，沟渠水生植物吸纳技术类似于当前广泛采用的人工湿地废水处理技术，沟渠中农田排水氮、磷营养物质在沟渠水生植物与沟渠底泥微生物的共同作用下，以吸附、吸收、沉淀、过滤和微生物降解等多种形式而被阻截下来。水生植物根系能够直接吸收农田排水中的氨氮、硝态氮和磷酸盐，通过打破界面平衡，促进其在界面的交换作用，从而加速污染物进入底泥速度， 增强其截留能力。但是沟渠水生植物吸纳技术在实施过程中对沟渠基质的选择要求较高， 植物生长难管理，水生植物的大量生长会导致排水不畅，冬季阻截效果下降，沟渠被枯萎植物堵塞，植株体腐烂易引起二次污染。因此，目前水生植物对氮磷阻截方面的积极意义没有得到进一步认识，尚存较多争议点，推广较难；另一种是生态混凝土护坡技术，生态混凝土具备良好的透水性和透气性，具有良好的工程力学性能，同时具有净化水质、改善景观和完善生态系统的多重功能。其透水性的优点，可使雨水渗入地面还原为地下水，保持土壤湿度，改善土壤中植物和微生物生存条件。但是生态混凝土护坡技术也存在缺陷，包括易堵塞问题，混凝土耐久性，混凝土碱性问题，营养物质缺乏和孔隙内毛细水补给能力不强等问题。可见，目前农田排水沟渠综合利用水平相对较低，如何结合农业生产体系物质循环特征，开发沟渠截留氮磷新基质，已成为农田生态沟渠建设与推广应用的关键瓶颈。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种农田排水反硝化吸磷模拟装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种农田排水模拟装置，配水单元A、反应单元B和出水单元C ；配水单元A用于原水的配制和存放以及控制进入反应单元B进水的流量，从而控制反应时间；反应单元B为主体处理单元，反硝化吸磷反应在反应单元B处进行；出水单元C用于农田排水反硝化吸磷模拟装置的出水以及通过调节不同高度出水口阀门的开闭调节农田排水反硝化吸磷模拟装置的水位。作为本专利技术的农田排水反硝化吸磷模拟装置的改进配水单元A包括配水箱和蠕动泵；配水箱的底部设有排空阀，配水箱的内腔与蠕动泵的进口端相连通；反应单元B包括依次相连的至少2个的反应小单元b ；每个反应小单元b包括一个顶面开口的反应小单元壳体，反应小单元壳体的左侧面和右侧面上分别设有进口阀和出口阀，进口阀的管底高度等于出口阀的管底高度；在反应小单元壳体的底部设有至少一个的放空阀I以及至少一个的放空阀II ；放空阀I与放空阀II均与反应小单元壳体的内腔相连通，且放空阀I的进口端与反应小单元壳体的底面齐平，放空阀II的进口端比反应小单元壳体的底部高7 13mm ；在反应小单元壳体的侧面设有至少一个的取样阀，取样阀的进口端靠近反应小单元壳体内腔的中心轴线；在反应小单元壳体的内腔中设有竖直挡板，竖直挡板与反应小单元壳体的底面之间留有100 300mm的间隙；在反应小单元壳体的左侧面与竖直挡板之间依次设有进水板和载泥板，进水板和载泥板的高度一致且均平行于反应小单元壳体的底面；进水板与反应小单元壳体的前后侧面之间均留有间隙，载泥板与反应小单元壳体的前后侧面之间均为密封相连，进水板上设有进水通孔，在竖直挡板与反应小单元壳体的右侧面之间设有出水板， 出水板与反应小单元壳体的前后侧面之间均留有间隙，出水板上设有出水通孔；出水单元C包括顶面开口的出水箱，出水箱上设有进水阀和至少2个的高度递增的出水阀；进水阀的管底高度与出口阀的管底高度相一致；第一个反应小单元b的进口阀与蠕动泵的出口端相连通；最后一个反应小单元b 的出口阀与进水阀相连通。作为本专利技术的农田排水反硝化吸磷模拟装置的进一步改进在载泥板的下方设置导流板组件；导流板组件包括相互平行的3块导流板，位于2侧的导流板均紧贴载泥板的下表面、且均与反应小单元壳体的底面之间留有间隙；位于中间的导流板与载泥板的下表面和反应小单元壳体的底面之间均保持间隙。作为本专利技术的农田排水反硝化吸磷模拟装置的进一步改进位于最低位的出水阀的管底高度与进水阀的管底高度相一致；相邻的2个高度递增的出水阀中，位于高处的出水阀的管底高度等于位于低处的出水阀的管顶高度。作为本专利技术的农田排水反硝化吸磷模拟装置的进一步改进配水箱呈倒置漏斗型，所述呈倒置漏斗型的配水箱由上下依次相连通的矩形通道和无顶面的倒置四角锥台组成，倒置四角锥台的顶部开口处与矩形通道相吻合；倒置四角锥台的底部呈平面，在四角锥台的底部中心处设置排空阀。作为本专利技术的农田排水反硝化吸磷模拟装置的进一步改进进口阀的管底高度高于进水板的高度，出口阀的管底高度与出水板的高度相一致。作为本专利技术的农田排水反硝化吸磷模拟装置的进一步改进反应小单元壳体由顶部开口的狭长矩形和位于狭长矩形上方的过渡通道组成，狭长矩形2个长侧面对称的以 12 18°的倾斜角向外向上延伸从而形成过渡通道的2个对应侧面，狭长矩形的2个短侧面垂直向上延伸从而形成过渡通道的另2个对应侧面。5利用该装置模拟农田排水的实际情况，监测其中N、P营养物质的变化情况，从而获得设计沟长、碳源添加量等一系列技术参数，为技术实地构建提供长远的技术支持。本专利技术提出“沟底反硝化吸磷墙”的概念，利用农业生物质炭强化微生物的反硝化作用将农田排水中的氮素脱除，通过添加矿物进一步吸附农田排水中的磷素，形成对农田排水中氮、磷营养元素的沟底阻截“墙”。本专利技术通过变换流量，并配合取样阀取样，从而进行相应的监测；当前一个取样阀数据与后一个取样阀的数据无较大变化时，说明反应已经达到了稳定的处理效率，具体可如下为了选择合适的停留时间，首先用蠕动泵控制流量，从而控制在一定的停留时间， 然后通过取样阀对反应器中水质状况进行监测，直到水质状况稳定位置，这样，通过比较不同取样阀水质情况，就能知道哪个长度的反应距离适合什么样的流量，所以在实地施工时就可以有一个参考的数据。同样，对于水位、DO、pH和温度，也是需要通过不同的变化，得到一个最合适的值，为以后工程建设是否需要安装曝气装置，投药装置等提供参考。最后，综合各参数模拟得到的参考值，根据实际工况和处理需要，就能设计出较为合理的实地工程。本专利技术的农田排水反硝化吸磷模拟装置具有以下优点和效果1)、竖直挡板、进水板、载泥板、出水板的设计施工方便，保证了水流方向，保证了水与填充物的接触与反应，同时保证填充物形态有一定的稳定性，保证实验的正常进行；2)、进水板上的进水通孔能防止板上所承托的材料进入下部的填充去，不至于使后面水流状况和反应效果受到很大的影响；出水板上的出水通孔能保证填充物无法被水冲出，并保证出水通畅。3)、导流板增加水流的湍动程度，防止短流，保证所处理水与填充物有充足的接触和反应时间；4)、通过蠕动泵b控制水力停留时间，同时可以通过取样阀监测本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁新强，顾佳涛，陈英旭，叶玉适，刘瑾，郭茹，金熠，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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