本實(shí)用新型涉及農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除系統(tǒng)的滲濾裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)第一次全國污染源普查公報數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)源總氮排放量為270.46萬t，占排放總量的57.2%，并主要通過農(nóng)田徑流流出。農(nóng)田面源污染造成大量的氮磷營養(yǎng)物進(jìn)入江河、湖庫，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，嚴(yán)重威脅區(qū)域水環(huán)境和水生態(tài)安全，制約了經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。我國南方平原河網(wǎng)地區(qū)由于地勢平坦低洼、地下水位常年較高，澇漬災(zāi)害治理成為該地區(qū)農(nóng)田水利工程建設(shè)的重要任務(wù)。在該地區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中，需要將農(nóng)田灌排工程與農(nóng)田面源污染治理技術(shù)相結(jié)合，做到既滿足農(nóng)田排水降漬，又減少農(nóng)田地下徑流氮磷流失，以最佳效果與最少投入解決面臨的突出問題，基于一種三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截
去除組合滲濾裝置提供了一種新的手段，對有效控制農(nóng)田面源污染和加快生態(tài)灌區(qū)建設(shè)具有特別重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種三棱柱形滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置，該裝置結(jié)構(gòu)合理，安裝方便，使用壽命長，防淤堵能力強(qiáng)，排水效果好，可大量利用農(nóng)業(yè)廢棄物，材料無毒、無污染，節(jié)能環(huán)保，成本低廉。同時，其具有良好的氮磷污染物攔截去除效果，對改善我國農(nóng)田排水水質(zhì)，緩解水體富營養(yǎng)化狀況具有重大意義。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種三棱柱形滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置，包括三棱柱體內(nèi)支架、透水土工布、滲濾網(wǎng)、以及稻殼層，三棱柱體內(nèi)支架外表面自內(nèi)而外依次設(shè)置透水土工布、滲濾網(wǎng)、稻殼層。
優(yōu)選的，所述三棱柱體內(nèi)支架由聚氯乙烯或聚乙烯材料制作而成，三棱柱體內(nèi)支架橫斷面為底長8cm、高10cm的等腰三角形，三棱柱體內(nèi)支架包括若干節(jié)，每節(jié)長度為6m。
優(yōu)選的，所述透水土工布為單層結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的，所述滲濾網(wǎng)為厚度為6～8cm的高分子材料滲濾網(wǎng)，所述稻殼層的厚度為8～10cm。
一種三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置的應(yīng)用：一種三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置可替代現(xiàn)有波紋塑料管進(jìn)行地下排水，同時起到攔截去除農(nóng)田地下徑流氮磷污染物的作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
第一，主要材料有聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）制作的三棱柱體內(nèi)支架、透水土工布、高分子材料滲濾網(wǎng)、稻殼等，形成以高分子材料滲濾網(wǎng)、稻殼為主的農(nóng)田地下徑流氮磷攔截組合滲濾裝置。通過對滲流通道中土壤溶液的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同處理，將農(nóng)田排水與氮磷攔截去除目標(biāo)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)其雙重功能。
第二，聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）制作的三棱柱體內(nèi)支架，充分利用了三棱柱的抗彎曲性，減小了上部荷載的豎向分力，具有較強(qiáng)的承壓能力，能夠滿足上部荷載對滲濾裝置的作用，保證裝置的穩(wěn)定性；且與波紋塑料暗管相比，節(jié)省了大量材料，造價低廉。
第三，三棱柱體內(nèi)支架外層包裹高分子材料滲濾網(wǎng)，高分子材料滲濾網(wǎng)透水性強(qiáng)，孔隙率高達(dá)95%以上，耐久性強(qiáng)，使用壽命長，超長時間有效滿足各種工程設(shè)計需要，且無毒無污染。該種材料吸附性強(qiáng)，有利于氨態(tài)氮攔截；更為關(guān)鍵的是均勻多孔的滲濾網(wǎng)外包層有利于形成微生物群落，可有效去除農(nóng)田滲流中的氮磷。
第四，外包層最外層為厚度8～10cm稻殼，稻殼天然級配、粒度均勻，滲透系數(shù)達(dá)0.1cm/s～0.01cm/s，是土壤透水系數(shù)10~100倍，透水性強(qiáng)，可以有效改善反濾層的排水特性；稻殼富含硅質(zhì)耐腐蝕性強(qiáng)，完全腐殖質(zhì)化時常為5~6年，有效使用期是稻麥秸稈的2倍；南方地區(qū)盛產(chǎn)水稻取材方便，運(yùn)輸方便，使用成本低；稻殼腐殖質(zhì)化后仍可保持良好的組織結(jié)構(gòu)，持續(xù)發(fā)揮滲濾作用；稻殼有機(jī)材料也有利于硝態(tài)氮和磷的攔截。
第五，本專利的排水體、組合滲濾層結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，既有良好的農(nóng)田排水、攔截氮磷效果，而且可大量利用農(nóng)業(yè)廢棄物，節(jié)能環(huán)保，成本低廉。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本實(shí)用新型三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置的縱斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本實(shí)用新型三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置的溝槽斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本實(shí)用新型三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置的三棱柱內(nèi)支架結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1稻殼層、2三棱柱體內(nèi)支架、3透水土工布、4高分子材料滲濾網(wǎng)、5滲濾裝置、6回填土、7不透水硬質(zhì)管。
具體實(shí)施方式
如圖1-3所示，一種三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置，包括內(nèi)部的聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）制作的三棱柱體內(nèi)支架2，外部由透水土工布3、高分子材料滲濾網(wǎng)4、稻殼等材料，由里向外包裹于支架周圍，形成以高分子材料滲濾網(wǎng)、稻殼為主的農(nóng)田氮磷攔截組合滲濾裝置。
進(jìn)一步地，所述三棱柱體內(nèi)支架2由聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）材料制作而成，橫斷面為底長8cm，高10cm的等腰三角形，每節(jié)長度為6m。
進(jìn)一步地，所述排水體由三棱柱形塑料支架與外裹的單層透水土工布3形成具有穩(wěn)定透水效果的排水體。
進(jìn)一步地，所述外包材料，在排水體向外包裹6～8cm高分子材料滲濾網(wǎng)4，再鋪設(shè)8～10cm厚的的稻殼層1。
一種三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置的應(yīng)用：一種三棱柱形高分子材料滲濾網(wǎng)農(nóng)田地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置可替代現(xiàn)有波紋塑料管進(jìn)行地下排水，同時起到攔截去除農(nóng)田地下徑流氮磷污染物的作用。
施工方法：
首先在田間開挖底寬為35～40cm的溝槽，開挖深度和間距依據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田排水工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及土壤特性，通過水力計算確定，三棱柱形排水體比降一般控制在1/1000～1/2000。然后在溝槽的底部鋪設(shè)10cm厚的稻殼墊層，將預(yù)先制作好的在三棱柱形塑料支架外2依次包裹有透水土工布3、高分子材料滲濾網(wǎng)4的滲濾裝置5置于稻殼墊層之上，并在外層覆蓋8～10cm稻殼，最后用回填土6將溝槽填滿、密實(shí)。另外，上述組合滲濾裝置靠近出水口的1.5～2.0m范圍內(nèi)，需設(shè)置不透水的硬質(zhì)塑料管7與滲濾裝置相連統(tǒng)，在保證排水的同時，避免該段上方由于生產(chǎn)活動過程中荷載壓力對滲濾裝置的損壞。
滲濾體的氮磷攔截去除作用：所述組合滲濾裝置具有排水和地下徑流氮磷攔截去除效果，在農(nóng)田滲濾系統(tǒng)中設(shè)置以三棱柱體塑料內(nèi)支架、高分子材料滲濾網(wǎng)為主的地下徑流氮磷攔截去除組合滲濾裝置。三棱柱形排水體透水橫斷面面積、埋設(shè)深度與間距依據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田排水工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及土壤特性，通過水力計算確定；由聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）制作的橫斷面底長8cm，高10cm，每節(jié)長度為6m的三棱柱體內(nèi)支架上，包裹5～6cm高分子材料滲濾網(wǎng)，滲濾網(wǎng)外再包裹透水土工布，最外層鋪設(shè)8～10cm的稻殼外包層。稻殼、高分子材料滲濾網(wǎng)和透水土工布組合外包材料構(gòu)成反濾層滿足透水性強(qiáng)，層層攔截由粗到細(xì)的土壤顆粒，保證其排水和防淤堵；高分子材料滲濾網(wǎng)構(gòu)成5～6cm厚的多孔介質(zhì)層，與外層稻殼、透水土工布一起構(gòu)成的組合滲濾裝置對地下滲流中的氮磷進(jìn)行滯留、過濾、吸附、氧化還原作用，同時為微生物群落提供更好的附著與生長條件，微生物的硝化與反硝化作用成為排水過程氮磷去除的主要途徑，專利申請者的試驗(yàn)結(jié)果表明該裝置的氮磷攔截去除率可以達(dá)到35%以上。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，使用壽命長，防淤堵能力強(qiáng)，排水效果好，具有良好的氮磷污染物攔截去除功效，對改善我國農(nóng)田排水水質(zhì)，緩解水體富營養(yǎng)化狀況具有重大意義。同時本實(shí)用新型還可大量利用農(nóng)業(yè)廢棄物，且材料無毒無污染，節(jié)能環(huán)保，成本低廉。