本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的生態(tài)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于坡地茶園徑流氮磷攔截轉(zhuǎn)化池裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，大量丘陵坡地被開墾為茶園，坡地土壤土層較薄、抗腐蝕性差，茶園開墾和茶樹種植時(shí)未能重視水土保持，水土流失現(xiàn)象常常發(fā)生。茶農(nóng)為追求高產(chǎn)出、高效益，以化肥的高投入為支撐，據(jù)調(diào)查，浙江省苕溪流域茶園平均施入氮肥457kg/hm2，磷肥124kg/hm2(均按折純量計(jì)算)，施肥以表施為主。過(guò)量施入的肥料大部分未被茶樹所利用，極易隨雨水徑流流失，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且嚴(yán)重影響茶園土地質(zhì)量，制約了茶產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，加大了水環(huán)境的壓力。茶園在地形地貌上位于南方紅壤丘陵坡地，處于徑流產(chǎn)生的主要源頭位置，因此研制針對(duì)茶園徑流氮磷攔截轉(zhuǎn)化池對(duì)削減茶園氮磷營(yíng)養(yǎng)流失負(fù)荷，減少對(duì)水體環(huán)境的污染具有重要的意義。
國(guó)內(nèi)外近年來(lái)開發(fā)了系列控制農(nóng)業(yè)面源污染的生態(tài)攔截技術(shù)，主要方法是構(gòu)建含有不同植物種類的溝渠系統(tǒng)，用以攔截徑流泥沙，利用植物、根系微生物和基質(zhì)填料的綜合作用滯留和去除氮、磷等面源污染物。以上技術(shù)在平坦的農(nóng)田中取得一定成效，但應(yīng)用于坡地茶園方面的事例甚少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于南方坡地茶園徑流氮磷攔截轉(zhuǎn)化池裝置。
本發(fā)明裝置包括配水箱、反應(yīng)池和可調(diào)節(jié)坡度的底座；配水箱的出水閥門通過(guò)出水管與反應(yīng)池的進(jìn)水管接頭連接，反應(yīng)池下方設(shè)置有可調(diào)節(jié)坡度的底座；
所述的配水箱連出水閥門處設(shè)有液體流量計(jì)，用于調(diào)節(jié)反應(yīng)池徑流流速；
所述的反應(yīng)池從進(jìn)水至出水依次包括蓄水層、過(guò)濾層、出水層，出水層下方設(shè)有出水閥，用于排水；過(guò)濾層包括若干個(gè)過(guò)濾單元，每個(gè)過(guò)濾單元包括快速滲濾層、氮磷吸附層，且相鄰過(guò)濾單元為快速滲濾層、氮磷吸附層間隔設(shè)置；其中快速滲濾層采用的填料為陶粒、砂石、鵝卵石中的一種或多種混合物，氮磷吸附層采用的填料為生物質(zhì)炭，優(yōu)選為竹炭、稻殼炭中的一種或兩種混合物；
快速滲濾層的厚度為5-10cm；氮磷吸附層的厚度為15-20cm；
快速滲濾層填料的粒徑為3-5mm；氮磷吸附層填料的粒徑為3-10mm；
作為優(yōu)選，氮磷吸附層采用的填料為粒徑為3-5mm的稻殼炭和粒徑為5-10mm的竹炭；
更進(jìn)一步地，過(guò)濾層的外殼采用硬度較大的多孔塑料框架；塑料框架與蓄水層、出水層間均設(shè)有海綿層，用于防止過(guò)濾層內(nèi)顆粒較小填充料的流失；
再進(jìn)一步地，過(guò)濾層的外殼設(shè)有多排濾孔，用于水進(jìn)入過(guò)濾層；朝向蓄水層的濾孔與反應(yīng)池底部的距離為20cm，相鄰濾孔間距10mm，濾孔直徑為1mm；朝向出水層的濾孔與反應(yīng)池底部的距離為10cm，相鄰濾孔間距10mm，濾孔直徑為1mm。
進(jìn)一步地，所述的可調(diào)節(jié)坡度的底座包括第一支撐板、第二支撐板、支架；第一支撐板的一端與第二支撐板的一端鉸接，第一支撐板的另一端與第二支撐板的另一端間設(shè)有可調(diào)節(jié)高度的支架，調(diào)節(jié)范圍為0°～90°。
進(jìn)一步地，所述的反應(yīng)池和底座均采用upvc材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、本發(fā)明氮磷吸附層采用生物質(zhì)炭作為填料，用于吸附茶園徑流中的氮磷，吸附達(dá)飽和之后可以取出，反復(fù)沖洗重新利用。
2、本發(fā)明置于反應(yīng)池下方底座的支架可調(diào)節(jié)高度，模擬實(shí)際生活中各種坡度的茶園；
3、本發(fā)明提供一種反應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單、成本低、氮磷攔截效果好、可在坡度茶園應(yīng)用、不會(huì)產(chǎn)生二次污染的裝置。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：配水箱1；第一出水閥2；液體流量計(jì)3；出水管4；進(jìn)水管接頭5；蓄水層6；塑料框架7；過(guò)濾層8；海綿層9；出水層10；第二出水閥11；支架12；底座13。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的分析。
如圖1所示，本發(fā)明裝置包括尺寸為50cm×50cm×50cm(長(zhǎng)×寬×高)的配水箱1、尺寸為40cm×30cm×30cm(長(zhǎng)×寬×高)的反應(yīng)池和可調(diào)節(jié)坡度的底座；配水箱的第一出水閥2通過(guò)出水管4(內(nèi)徑1cm)與反應(yīng)池的進(jìn)水管接頭5連接，反應(yīng)池下方設(shè)置有可調(diào)節(jié)坡度的底座13；
所述的進(jìn)水管接頭與反應(yīng)池底部的距離為15cm；進(jìn)水管內(nèi)徑1cm；
所述的配水箱第一出水閥處設(shè)有液體流量計(jì)3，用于調(diào)節(jié)反應(yīng)池徑流流速；液體流量計(jì)的量程為0-100ml/min；
所述的反應(yīng)池，采用upvc材料，從進(jìn)水至出水依次包括蓄水層6、過(guò)濾層8、出水層10，出水層下方設(shè)有第二出水閥11，該出水閥與反應(yīng)池底部的距離為5cm，用于排水；過(guò)濾層包括若干個(gè)過(guò)濾單元，每個(gè)過(guò)濾單元包括快速滲濾層、氮磷吸附層，且相鄰過(guò)濾單元為快速滲濾層、氮磷吸附層間隔設(shè)置；其中快速滲濾層采用的填料為陶粒、砂石、鵝卵石中的一種或多種混合物，氮磷吸附層采用的填料為生物質(zhì)炭，優(yōu)選為竹炭、稻殼炭中的一種或兩種混合物；
進(jìn)一步地，快速滲濾層的厚度為5-10cm；氮磷吸附層的厚度為15-20cm；
進(jìn)一步地，快速滲濾層填料的粒徑為3-5mm；氮磷吸附層填料的粒徑為3-10mm；
更進(jìn)一步地，過(guò)濾層的外殼采用硬度較大的多孔塑料框架7；塑料框架與蓄水層、出水層間均設(shè)有海綿層9，用于防止過(guò)濾層內(nèi)顆粒較小填充料的流失；
再進(jìn)一步地，過(guò)濾層的外殼設(shè)有多排濾孔，用于水進(jìn)入過(guò)濾層；朝向蓄水層的濾孔與反應(yīng)池底部的距離為20cm，相鄰濾孔間距10mm，濾孔直徑為1mm；朝向出水層的濾孔與反應(yīng)池底部的距離為10cm，相鄰濾孔間距10mm，濾孔直徑為1mm。
進(jìn)一步地，所述的可調(diào)節(jié)坡度的底座包括第一支撐板、第二支撐板、支架12；第一支撐板的一端與第二支撐板的一端鉸接，第一支撐板的另一端與第二支撐板的另一端間設(shè)有可調(diào)節(jié)高度的支架，調(diào)節(jié)范圍為0°～90°。
工作過(guò)程：
本發(fā)明置于坡地茶園溝渠中，茶園徑流進(jìn)入配水箱，然后依次經(jīng)過(guò)第一出水閥、液體流量計(jì)、出水管、蓄水層、過(guò)濾層、出水層，最后經(jīng)第二出水閥流入溝渠。
在模擬坡度為15°的茶園徑流水質(zhì)cod為132mg/l，氨氮濃度為6mg/l，硝氮濃度為11mg/l，總磷濃度為0.6mg/l時(shí)，在第二出水閥處取水樣，結(jié)果表明稻殼炭對(duì)氮的削減量高達(dá)73.1％，粒徑為5-10mm的竹炭對(duì)氮的削減量為54.7％，粒徑為3-5mm的竹炭對(duì)氮的削減量為53.4％。