[实用新型]处理农田地表径流污染物的改良表面流人工湿地

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工湿地，尤其是一种表面流人工湿地。

背景技术

目前针对农田面源污染的技术除了种植制度优化、科学施肥、农药减量和残留控制等源头控制技术外，对污染物已经产生后的控制技术有生态田埂、生态拦截带、生态拦截沟、前置库技术、人工湿地技术。

生态田埂是将现有田埂加高10～15cm，可有效防止30～50mm降雨时产生地表径流，或在稻田施肥初期减少灌水以降低表层水深度，从而可减少大部分的农田地表径流。在田埂的两侧可栽种植物，形成隔离带，在发生地表径流时可有效阻截氮磷养分损失和控制残留农药向水体迁移，但对大面积的农田，改造工程量大，污染物去除率低，措施有效性较低。

生态拦截带是在旱地的周边建一生态隔离带，由地表径流携带的泥沙、氮磷养分、农药等通过生态隔离带被阻截，将大部分泥沙，部分可溶性氮磷养分、农药等留在生态拦截带内，拦截带种植的植物可吸收径流中的氮磷养分，从而减少地表径流携带的氮磷等向水体迁移。生态拦截带需根据地型、坡度、土壤类型设置不同的宽度，宽度范围从10～150m不等，占地面积大，对土地资源稀缺的地方尤其不利。

生态拦截沟是指具有一定宽度和深度，由水、土壤和生物组成，具有自身独特结构并发挥相应生态功能的农田泥质沟渠生态系统，也称之为农田沟渠湿地生态系统。生态沟渠能够通过截留泥沙、土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用，减少水土流失，降低进入地表水中氮、磷的含量。收割植物解决二次污染问题，沟渠中水生植物对污水中的氮、磷有很好的吸收能力，水生植物能被农民收割，解决了二次污染问题。建造灵活、无动力消耗、运行成本低廉。但沟渠中植物需定期收割和补种，沟渠一般尺寸较大，占地面积大，大量的植物对泥沙截留作用易引起沟渠淤堵。

前置库技术是通过调节来水在前置库区的滞留时间，使径流污水中的泥沙和吸附在泥沙上的污染物质在前置库沉降；利用前置库内的生态系统，吸收去除水体和底泥中的污染物。前置库技术因其费用较低、适合多种条件等特点，是目前防治面源污染的有效措施之一，但处理系统庞大，易受地形限制。

人工湿地技术是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

人工湿地分为表面流人工湿地、潜流人工湿地、垂直流人工湿地。对于农业面源污染尤其是农田地表径流中氮、磷的拦截来讲表面流人工湿地具有投资较少、操作简单、运行费用低、景观效果好等优势。潜流湿地虽然具有占地少、卫生条件好等优点，但与表面流系统相比，潜流湿地处理系统具有投资高，对氮、磷的去除效率低等不足。垂直流湿地的基建成本较高，较易滋生蚊蝇。

但采用表面流人工湿地处理农田地表径流污染物仍然存在以下缺陷：

1、由于农田地表径流中含有大量的氮、磷等污染物(农作物施肥所致)，因此需要较庞大的植物净化系统对污染物进行净化，从而导致人工湿地面积过大，湿地的建设受到地形的限制，且建设成本高。而表面流人工湿地设计的首要问题就是构建湿地是否符合地形条件和经济上是否可行，涉及的内容有需要的土地面积可提供性，估算费用是否负担的起。由于存在以上缺陷，使表面流人工湿地用于处理农田地表径流的方案大受限制。

2、净化过程中，农田地表径流中大量的泥沙等污染物进入表面流人工湿地，导致表面流人工湿地迅速积淤，为保证湿地的处理效果，需要对整个湿地进行定期清淤和植物补种，由于表面流人工湿地面积大，导致湿地维护成本高昂。

3、由于降雨的时空不均匀性，短期内的大量地表径流会导致人工湿地超负荷运转。同时径流量大造成污水流速过快，污水在人工湿地中停留时间过短，产生污染物去除率不稳定的问题。

发明内容

为解决现有技术中处理农田地表径流污染物的改良表面流人工湿地占地面积大，清淤和维护困难，污染物去除效果不稳定的问题，本发明提供了一种处理农田地表径流污染物的改良表面流人工湿地。