本發明專利技術公開了一種多級階梯式農業面源“好氧-兼氧”生態塘系統，該系統的入水口設置有節制閘及格柵，四周岸坡及底部設置有防滲砌塊，防滲砌塊的中央設置有凹槽并種植植物；通過兩折流墻將生態塘分割為好氧區、浮床區和沉床區，所述浮床區和沉床區組成兼氧區，三個區域為階梯式，具有不同水深；出水口設置有出水堰；浮床區的水面設置有生態浮床，其上面種植挺水植物；沉床區的水中設置生態沉床，其上面種植沉水植物。本發明專利技術提供了一種占地面積小、處理效率高、多模塊組合的生物、化學一體化的水生動植物復合型生態塘系統。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于農業污水處理、環境保護
，具體涉及一種應用于農業面源氮磷污染的復合型生態塘處理系統。
技術介紹
太湖是我國第三大淡水湖，位于長江三角洲南冀坦蕩的平原之上，全湖面積2338km2，流域面積36500km2，是我國經濟最發達地區之一。近十幾年來，隨著太湖地區工農業的快速發展，排入太湖的氮、磷等營養物質不斷增多，特別是在農業生產中過量地使用化月巴、農藥而引發的農業面源污染，已成為該地區水體最重要的污染源。據統計，我國化肥利用率平均只有30%左右，使用的農藥通常只有10%-20%的農藥附著在農作物上，在灌水與降水等作用下，農業生產中的大量肥料和農藥進入附近的河流并最終匯流至太湖，造成了太湖水體的富營養化和藻類水華頻繁暴發。2003年太湖梅梁灣藍藻大規模爆發，影響了居民的正常生活。2007年太湖藍藻再次爆發，數百萬居民飲用水出現危機。目前，太湖流域水質以V類為主，水體富營養化嚴重。農業農村面源污染輸出量占太湖流域總污染量比重最大，實為太湖水質惡化的主要來源，而氮、磷作為水污染與水體富營養化的關鍵影響因素，自然 也應該成為太湖水質重點治理和防治的最重要對象。當前，農業面污染源氮磷流失攔截主要包括生態溝渠技術，攔截壩技術、ET造流生化技術以及生態塘/人工濕地處理技術等，適用于不同地形、地貌的面源氮磷流失生態攔截，其中以生態塘/人工濕地處理技術為主要的農業面源污染氮磷攔截手段。生態塘是利用天然水中存在的微生物、藻類，對有機廢水進行好氧、厭氧生物處理的天然或人工池塘，它可以通過天然的生化自凈作用，在自然條件下完成廢水的生物處理，具有投資少、運行費用低、運行管理簡單的優點。生態塘處理系統已在許多國家包括一些發達國家廣泛應用，我國從20世紀50年代末開始進行生態塘系統處理污水的試驗研究；60-70年代一些城市利用坑塘淀洼或廢舊河道整修成廢水塘庫，陸續形成了一批初級生態塘污水處理系統；80年代以來是我國生態塘系統污水處理迅速發展的時期，在全國各地區興建了示范工程和實驗基地，在生態塘系統的生物強化處理機理、設施運行規律、設計優化等方面取得了許多有價值的研究成果。近幾年，我國工作者在原有生態塘技術的基礎上，發展了很多新型塘和組合塘工藝，進行了生態塘中氮磷處理機理的研究。但與國外先進的塘處理系統相比，從設計、建造、運行、美學及生態學上，都是比較粗糙和落后的。生態塘技術也有其固有的缺點:水力停留時間較長、效率低下、占地面積大、基建費用高等，限制了生態塘處理工藝的推廣應用。目前，生態塘的處理工藝正在向著正規化、系統化、資源化、生態化、美學化的方向發展。篩選、培育高效水生凈化植物，組合曝氣、水生植物、水產養殖等多個生物處理單元的綜合功能，營建生物、化學一體化的水生動植物的復合生態體系，將成為生態塘處理工藝的發展方向
技術實現思路
本專利技術的目的是針對農田非點源污染問題，結合當前生態塘系統的發展方向，提供一種美觀、占地面積小、處理效率高、多個模塊組合、主要針對農業污染物氮磷的多級階梯式農業面源“好氧一兼氧”復合型生態塘系統。利用本專利技術提供的農田面源污染生態塘攔截凈化系統，采用折流墻分割塘體從而增加了水力停留時間，好氧-兼氧分區以增加氮磷處理效率、提高生態塘穩定性及抗沖擊負荷能力，采用生態浮床和生態沉床組合方式提高植物總量，進一步提高污染物處理能力，通過合理配置生態塘中的植物、動物，增加生態塘美觀及娛樂性，建立生物、化學一體化的水生動植物的復合生態塘系統。本專利技術通過如下技術方案予以實現。一種多級階梯式農業面源“好氧-兼氧”生態塘系統，包括塘體、節制閘和折流墻，其特征在于，該生態塘系統的入水口設置有節制閘I及格柵2 ;生態塘的四周岸坡及底部設置有防滲砌塊9 ;生態塘中設置有第一折流墻3-1和第二折流墻3-2，兩折流墻將生態塘分割為好氧區、浮床區和沉床區，所述浮床區和沉床區組成兼氧區，三個區域為階梯式，具有不同水深；第一折流墻3-1和第二折流墻3-2長度為與折流墻相平行的生態塘墻壁長度的0.8 0.9，厚度為0.24m，第一折流墻3_1的高度為1.2m，第二折流墻3-2的高度為1.5m，兩折流墻采用普通磚砌，混凝 土抹面；生態塘系統的出水口設置在與進水口成斜對角的沉床區位置，出水口設置有出水堰7 ;好氧區的寬度為生態塘寬度的0.3 0.4，深度為0.7m，在好氧區設置折流墻A4-1和折流墻B4-2，兩折流墻將好氧區邊界劃分為3等份，兩折流墻的長度為好氧區寬度的0.7-0.8，高度為0.7m，厚度為0.24m ;折流墻A4-1設置在靠近水流的進口入水口一側；浮床區設置在生態塘的中間位置，其寬度為生態塘寬度的0.3 0.4，深度為1.2m,浮床區的水面設置有生態浮床5，生態浮床5的上面種植挺水植物11，生態浮床5的面積為浮床區總面積的0.5 0.7 ;沉床區的寬度為塘體寬度的0.2 0.4，深度為1.5m，沉床區的水中設置生態沉床6，生態沉床6通過浮力構件8固定在水中，生態沉床6的上面種植挺水植物11或者沉水植物10 ;生態沉床6的面積為沉床區總面積的0.5-0.7之間；兼氧區的底部種植沉水植物10。所述防滲砌塊9為中央設置有正六邊形凹槽的混凝土結構砌塊，凹槽內填充土壤及營養基質并種植植物。所述挺水植物11為黃花鳶尾、香根草、香蒲、水芹和空心菜。所述沉水植物10為狐尾藻、伊樂藻。本專利技術的有益效果:1、坡壁及塘底部均鋪設帶有正六邊形槽的防滲砌塊，該砌塊的正六邊形槽不但可以種植植物，而且砌塊能有效防止污水的滲透。2、折流墻將塘體分為好氧區、浮床區、沉床區三個區域，折流的設計不但增加了塘體的水力停留時間，而且根據氮磷的處理機理，分為好氧區-兼性區域(兼性區包括浮床區和沉床區)，充分發揮各階段對于水中污染去除的優勢，提高了氮磷的處理效率。3、生態浮床與生態沉床組合系統增加了生態塘的植物密度，有利于合理布置挺水植物、沉水植物等，達到各種植物的最優化組合，能夠更加高效的去除水中污染物質。4、各種高效水處理植物通過沉床與浮床組合系統布置于水體的整個斷面上，并與水底的挺水、沉水植物，藻類及微生物有機結合，達到對全斷面水體的凈化，提高了污染處理效率，生態浮床與沉床上的挺水、沉水植物合理安排布置，構建了多樣化的景觀。5、好氧區設置的折流墻可以提高水流在好氧區的水力停留時間，加強復氧，有助于動植物對有機物的好氧處理。6、利用地形高差和塘體的階梯式設計，實現水流在塘體的完全自流，能耗少、運行費用低，好氧區水深設置較淺，有助于動植物的復氧及光合作用，提高好氧處理效率，水流流速由好氧區進入兼氧區變慢，且兼氧區水深增大，有利于形成氮磷微生物的生存環境，有助于氮磷的吸收及顆粒物的沉淀。7、生態塘的折流及階梯設計還能節省占地面積，并養殖魚類等水生生物，營建生化一體化的水生動植物的復合生態體系，生態環境效益高。附圖說明圖1為多級階梯式農業面源“好氧-兼氧”生態塘系統的俯視圖；圖2為圖1的1-1剖面示意圖。本專利技術附圖標記為:1-節制閘2-格柵3-1-第一折流墻 3-2-第二折流墻4-1-折流墻A4-2--折流墻B5-生態浮床6-生態沉床 7-出水堰8-沉床浮力構件9-防滲砌塊10-沉水植物11-挺水植物具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步描述。圖1是本發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種多級階梯式農業面源“好氧?兼氧”生態塘系統，包括格柵、塘體、節制閘和折流墻，其特征在于，該生態塘系統的入水口設置有節制閘（1）及格柵（2）；生態塘的四周岸坡及底部設置有防滲砌塊（9）；生態塘中設置有第一折流墻（3?1）和第二折流墻（3?2），兩折流墻將生態塘分割為好氧區、浮床區和沉床區，所述浮床區和沉床區組成兼氧區，三個區域為階梯式，具有不同水深；第一折流墻（3?1）和第二折流墻（3?2）長度為與折流墻相平行的生態塘墻壁長度的0.8～0.9，厚度均為0.24m，第一折流墻（3?1）的高度為1.2m，第二折流墻（3?2）的高度為1.5m，均采用普通磚砌，混凝土抹面；生態塘系統的出水口設置在與進水口成斜對角的沉床區位置，出水口設置有出水堰（7）；好氧區的寬度為生態塘寬度的0.3～0.4，深度為0.7m，在好氧區設置折流墻A（4?1）和折流墻B（4?2），兩折流墻將好氧區邊界劃分為3等份，兩折流墻的長度為好氧區寬度的0.7～0.8，高度為0.7m，厚度為0.24m；折流墻A（4?1）設置在靠近水流的進口入水口一側；浮床區設置在生態塘的中間位置，其寬度為生態塘寬度的0.3～0.4，深度為1.2m，浮床區的水面設置有生態浮床（5），生態浮床（5）的上面種植挺水植物（11），生態浮床（5）的面積為浮床區總面積的0.5～0.7；沉床區的寬度為塘體寬度的0.2～0.4，深度為1.5m，沉床區的水中設置生態沉床（6），生態沉床（6）通過浮力構件（8）固定在水中，生態沉床（6）的上面種植者沉水植物（10）；生態沉床（6）的面積為沉床區總面積的0.5～0.7之間；兼氧區的底部種植沉水植物（10）。...
【技術特征摘要】
1.一種多級階梯式農業面源“好氧-兼氧”生態塘系統，包括格柵、塘體、節制閘和折流墻，其特征在于，該生態塘系統的入水口設置有節制閘(I)及格柵(2);生態塘的四周岸坡及底部設置有防滲砌塊(9);生態塘中設置有第一折流墻(3-1)和第二折流墻(3-2)，兩折流墻將生態塘分割為好氧區、浮床區和沉床區，所述浮床區和沉床區組成兼氧區，三個區域為階梯式，具有不同水深；第一折流墻(3-1)和第二折流墻(3-2)長度為與折流墻相平行的生態塘墻壁長度的0.8 0.9，厚度均為0.24m，第一折流墻(3-1)的高度為1.2m，第二折流墻(3-2)的高度為1.5m，均采用普通磚砌，混凝土抹面；生態塘系統的出水口設置在與進水口成斜對角的沉床區位置，出水口設置有出水堰(7)； 好氧區的寬度為生態塘寬度的0.3 0.4，深度為0.7m，在好氧區設置折流墻A (4-1)和折流墻B (4-2)，兩折流墻將好氧區邊界劃分為3等份，兩折流墻的長度為好氧區寬度的0.7 0.8，高度為0.7m，厚度為0.24m ;折流墻A (4-1)設置在靠近水流的進...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周正印，任炳昱，王曉玲，涂佳敏，敖雪菲，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：
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