[发明专利]一种用于拦截农田退水污染物的复合生态处理方法

说明书

一种用于拦截农田退水污染物的复合生态处理方法，涉及一种农田生态处理系统，本发明提供一种用于生态拦截农田退水污染物的生态沟渠‑植物塘‑人工湿地复合系统及构建方法。该方法能够缓解农田退水对天然水环境带来的持续压力，克服现有农田退水处理的技术不足，有效地解决人工湿地净化系统的功能单一，出水水质不能达到规定的要求等问题，强化对水中有机物、氮和磷的去除效果，减少湿地占地面积，降低湿地负荷，防止湿地堵塞，达到高效低耗的目的，同时能够美化环境景观。本系统投资、运行费用较低，操作方便，无需机电设备和运行能耗，适合应用于受天然降水影响较大的农田退水污染物生态拦截处理工程中。

技术领域

本发明涉及一种农田生态处理系统，特别是涉及一种用于拦截农田退水污染物的复合生态处理方法。本发明为一种用于生态拦截农田退水中污染物的生态沟渠-植物塘-人工湿地复合系统。

背景技术

近年来，由于农作物种植过程中不合理施用化肥和农药，加上农田漫灌和暴雨径流的冲刷而形成大量的农田退水，通过地表径流、土壤渗漏等形式携带大量的N、P等污染物进入河流、湖泊等水体，对受纳水体造成了严重的面源污染，加剧了水体富营养化进程，严重制约了经济与环境的可持续发展。因此，在农田退水进入湖泊或河流之前，高效拦截去除农田退水中过量的氮、磷等营养物质成为治理农田面源污染的关键。

在众多农田退水污染物的生态控制方法中，人工湿地因其具有较高的氮磷去除效果和良好的景观效应而受到国内外专家学者的广泛关注。人工湿地污水处理技术是一种天然净化与人工处理相结合的复合工艺，主要利用基质、植物和微生物协同通过物理、化学和生物作用进行污水处理的新型生态系统，具有投资少、工艺设备简单、运行维护管理方便、能耗低等优点。然而，人工湿地由于脱氮除磷效率不稳定，处理占地面积大和易堵塞等问题限制了其应用范围，此外，人工湿地中的填料及其植物的纳污能力有限，出水水质只能达到国家标准的二级排放要求，因此单纯依靠人工湿地进行农田退水处理难度较大。

近年来，国内外学者普遍认为生态沟渠是具有河流或湿地系统特征的生态处理工程系统，并逐渐将其作为一种控制农业面源污染的重要手段。生态沟渠由农田排水沟渠及其内部种植的植物组成，根据沟渠的实际情况而建，通过沟渠拦截径流和泥沙，植物滞留和吸收氮磷，实现污染物的生态拦截作用。生态沟渠对水中悬浮颗粒物的沉降，氮磷等污染物的生态拦截净化有着明显的效果，且不另占用土地，具有良好的推广应用前景，是农田退水生态拦截的最佳管理措施之一。然而，研究表明，生态沟渠对水中氨氮、总磷的去除率较高，而对总氮和硝态氮的去除效果不稳定，反硝化条件难易形成。

植物塘是一种通过构建以沉水植物为结构主体的“浮游动物-水生植物-微生物群落”共生系统来净化污水的处理设施，能够促进污水中悬浮固体物质的沉降和有效去除水中有机物以及氮磷，出水稳定且具有较强的抗冲击负荷能力。此外，沉水植物塘一般为兼性稳定塘，深度一般在1～2米，在植物塘最下层为厌氧区，可以在非分子氧条件下，将硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为氮气，实现反硝化作用，从而有效去除污水中TN和硝态氮。

因此，为了强化对水中有机物、氮和磷的去除效果，减少人工湿地占地面积，降低湿地负荷，防止湿地堵塞，达到高效低耗的目的，本发明对生态沟渠、植物塘和人工湿地各处理单元加以改进并优化组合，开发一套能够高效生态拦截农田退水中污染物的，由人工湿地、生态沟渠和植物塘串联而成的新型复合式生态净化系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于拦截农田退水污染物的复合生态处理方法，本发明方法能够缓解农田退水对天然水环境带来的持续压力，克服现有农田退水处理的技术不足，有效地解决人工湿地净化系统的功能单一，出水水质不能达到规定的要求等问题，强化对水中有机物、氮和磷的去除效果，减少湿地占地面积，降低湿地负荷，防止湿地堵塞，达到高效低耗的目的，同时能够美化环境景观。本系统投资、运行费用较低，操作方便，无需机电设备和运行能耗，适合应用于受天然降水影响较大的农田退水污染物生态拦截处理工程中。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：