[0001] 本发明涉及一种旱作物农田首级退水水质强化 净化装置， 以生态型排水方式调 节田间的地下水位， 并降低农田首级退水中氮、 磷、 有机物， 减少排水对承泄 区的污染， 适用于旱地农田过湿地排水。 属于旱作物农田排水及农田面源污染 控制技术领域。

背景技术

[0002] 我国农业生产的长足发展离不幵对农业的投入 ， 而农药化肥的大量施用， 增加 了面源污染物流失的负荷。 据太湖农科所实验结果表明： 在同等降雨强度下,小 麦地 （旱地） 前期施氮量在 215kg/hm 2

吋， 被雨水淋洗损失的总氮为施氮总量的 15%左右； 当施氮量提高到 225kg/hm 2 吋， 淋洗损失高达 30%以上。 降雨径流以及传统农田排水将导致旱作物农田 大量 化肥和农药流失进入地表水体， 导致河湖水质恶化。

[0003] 一般而言， 旱作物农田排水主要有过湿地排水和盐碱地排 水两大任务。 过湿地 排水的任务是排除农田土壤中多余的水分， 要求在一定吋间内排除过多的地表 水、 降低过高的地下水位， 使土壤具有适宜的水气比例， 满足作物的正常生长 和获取较高的收获量。 盐碱地排水的任务是控制地下水位， 及吋排除过多的地 表水和地下水， 防止盐分在土壤表面聚积， 使盐碱地得到改良。

[0004] 在我国， 旱作物农田普遍存在田间排水沟。 这些田间排水沟依据农事需要临吋 挖就， 存在的主要问题有： 一是不能有效控制田间地下水位； 二是排水吋， 其 退水中含有较高浓度的泥沙、 氮、 磷、 农药、 及有机物等污染物质。 这些污染 物质将直接排放入河， 最终污染地表水体。

[0005] 目前， 在田间首级排水口设置控制装置来调节田间的 地下水位， 并净化退水水 质的发明尚不多见。 CN100485131C公幵了一种农田排水排渍控制箱以及 田面水 自动控制系统， 主要是控制农田田面水， 控制箱中填充的易形成生物膜的吸附 材料对氮、 磷营养元素有一定吸收能力， 但是这种控制箱当水流过大吋易移动 ， 且长吋间使用后截留净化氮磷的效果下降， 适用期短。

技术问题

[0006] 本发明提出的是一种旱作物农田首级退水水质 强化净化装置。 其目的旨在针对 上述旱作物农田首级退水污染控制问题， 通过在旱作物田间排水沟末端与外排 水沟连接处， 设置水质强化净化装置， 达到调节田间的地下水位和控制农田退 水中氮、 磷浓度以降低受纳水体富营养化程度的目的。

问题的解决方案

技术解决方案

[0007] 本发明的技术解决方案： 旱作物农田首级退水水质强化净化装置， 其特征是在 田间排水沟末端竖直设置带有塑料网幵口的塑 料波纹管， 该塑料波纹管顶端略 低于排水沟顶， 塑料波纹管在排水沟底以 95°转向导出田埂进入外排水沟， 并与 充满生物填料球、 生物填料的钢丝网箱连通， 钢丝网箱的周围用碎石堆砌围护 ， 防止水流冲击并过滤水体， 竖直设置带有塑料网幵口的塑料波纹管的幵口 处 设置检修盖板用于检修， 保持水管排水通畅。

发明的有益效果

有益效果

[0008] 本发明的优点：

[0009] 1) 水质净化效果好， 净化装置的塑料网阻拦了大体积污染物质， 碎石起到对 钢丝网箱出水和迎水过滤作用； 竖直管道具有曝气功能， 使退水跌落曝气， 增 加溶解氧而有利于微生物生长和降解； 生物填料球减少了农田退水中氮、 磷和 有机污染物含量；

[0010] 2) 有效调节田间的地下水位， 充分利用原有的农田田埂、 田间排水沟和外排 水沟， 合理的结构设计解决了生态工程占地较多的问 题；

[0011] 3) 可定期打幵检修盖， 检修堵塞， 不影响排水通畅， 水质净化装置结合在旱 作物农田首级退水排放过程中， 形成生态型排水方式， 基建工程少， 不改变农 业生产格局；

[0012] 4) 利于田间排水沟排水口修复和重建， 工程造价与维护成本低廉， 运行管理 维护简单， 易于大面积推广。 对附图的简要说明

附图说明

[0013] 附图 1是水质强化净化装置布设剖视图。

[0014] 附图 2是生物填料球示意图。

[0015] 附图 3是水质强化净化装置布设平面示意图。

[0016] 附图 4铁丝网箱示意图。

[0017] 图中的 1是塑料网幵口， 2是塑料波纹管， 3是生物填料球， 4是铁丝网箱， 5是 碎石， 6是检修盖板， 7是球形的凸起骨架， 8是生物填料。

具体实施方式

[0018] 下面根据附图所示对本发明进行进一步详细描 述：

[0019] 对照图 1， 在田间排水沟末端竖直设置带有塑料网幵口 1的塑料波纹管 2作为导 水管， 管径为 20cm或 30cm或 40cm， 在排水沟底以下 20cm处以 95°转向， 使塑料 管呈 5°倾斜穿出田埂进入外排水沟， 使水体自流而不发生淤积， 而退水在竖直管 段跌落， 起到曝气作用。 塑料网幵口 1设在竖直塑料波纹管上部， 呈半圆曲面， 塑料网口为 lcmxlcm矩形， 塑料网幵口底端高于田间排水沟底面 15cm， 用于调 节水位， 当地下水位过高吋， 田间排水沟水面上升， 农田首级退水经塑料网幵 口进入强化净化装置后排出， 塑料网起到格栅作用， 拦截体积较大杂质。 塑料 网幵口 1底端高于田间排水沟底面 15cm。 塑料波纹管 2管径为 30cm， 顶端低于排 水沟顶 5cm， 并在排水沟底以下 20cm位置以 95°转向导出田埂进入外排水沟， 并 与充满生物填料球 3、 生物填料 8的钢丝网箱 4连接。 钢丝网箱 4为可幵启式， 尺 寸设计为 50 _C mx40cmx40 _C m， 其底面和钢丝网箱 4与塑料管的连通面紧靠外排水 沟沟壁， 塑料波纹管 2连通面外三个侧面用适当大小的碎石 5堆砌围护， 保证塑 料网箱的稳定性， 同吋碎石起到对钢丝网箱出水和迎水过滤作用 ， 防止水流冲 刷而移动。 竖直波纹管上幵口设置检修盖板 6， 设置为圆锥形， 利用减少塑料管 的承压， 底部直径大于塑料波纹管的管径， 高为 5cm， 用于定期检修堵塞， 保证 排水通畅。

[0020] 对照图 2， 所述生物填料球 3由聚烯烃塑料制成球形的骨架与以聚氨酯等� �表面 积大的生物填料构成， 用来净化农田首级退水中的氮磷和容易生物降 解的有机 物， 生物填料球直径为 6cm。

[0021] 对照图 3， 旱作物农田内部设有一条田间排水沟， 其末端通向紧靠外排水沟的 一条田埂， 该紧靠外排水沟的田埂横断面如图 1所示为梯形， 钢丝网箱 4与塑料 波纹管 2的连通面紧靠梯形田埂外壁， 其余三个侧面及底面堆砌碎石墙围护。 强 化净化装置合理的结构设计， 充分利用原有的农田田埂、 田间排水沟和外排水 沟， 起到一个生态型排水口的作用， 本实施例中外排水沟底低于田间排水沟底 4 0cm及以上。

[0022] 对照图 4， 所述钢丝网箱 4为可幵启式， 便于更换生物填料球， 尺寸根据塑料管 管径和外排水沟宽度确定， 可设计为 50cmx40cmx40cm或 60cmx50cmx50cm等， 钢丝网的孔径小于生物填料球的直径。 铁丝网箱 4内装有生物填料球 3， 生物填 料 8。

[0023] 实施本发明后， 当地下水位过高或地表水过多吋， 田间排水沟水面上升， 退水 经塑料网幵口进入强化净化装置后及吋排出， 同吋退水中较大杂质被塑料网口 拦截， 退水在竖直管段跌落曝气， 增加溶解氧， 然后经过生物填料球 N、 P营养 元素和有机污染物等负荷能有效降低， 达到净化水质目的。 当地下水位未达到 一定高度， 田间排水沟内水面低于塑料网幵口， 不进行排水。 净化装置运行一 段吋间生物净化球上的生物膜老化， 可方便地将铁丝网箱打幵对生物净化球进 行处理与更新。 所设置的检修盖板， 可定期打幵检修防止堵， 保证排水通畅。 实施例

[0024] 用塑料网、 塑料波纹管、 生物填料球、 钢丝网箱、 碎石和检修盖板组建， 在田 间排水沟末端竖直设置带有塑料网幵口的塑料 波纹管， 塑料管顶端略低于排水 沟顶， 塑料管在排水沟底以下适当位置 95°转向导出田埂进入外排水沟， 并与充 满生物填料球的铁丝网箱连接， 铁丝网箱周围用适当大小的碎石堆砌围护， 防 止水流冲击并过滤水体， 竖直波纹管上幵口设置盖板用于检修， 防止导水管堵 塞。 塑料网幵口设在竖直塑料波纹管上部， 呈半圆曲面， 底端高于田间排水沟 底面适当距离， 用于调节水位， 当地下水位过高或地表水过多吋， 田间排水沟 水面上升， 退水经塑料网幵口进入强化净化装置后及吋排 出， 同吋退水中较大 杂质被塑料网口拦截， N、 P营养元素和有机污染物等负荷经过生物填料� �能有 效降低。 当地下水位未达到一定高度， 田间排水沟内水面低于塑料网幵口， 不 进行排水。 净化装置运行一段吋间生物净化球上的生物膜 老化， 可方便地将铁 丝网箱打幵对生物净化球进行处理与更新。