JP2022035973A - Agricultural irrigation and recycling ecological system for treating initial rainwater and farmland drainage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、農地テールウォーターの技術分野に関し、具体的には、初期雨水および農地戻
り水を処理するための農業灌漑および再利用生態システムに関する。
The present invention relates to the technical field of agricultural land tail water, specifically to agricultural irrigation and reuse ecosystems for treating initial rainwater and agricultural land return water.
灌漑と降雨により、農地は灌漑テールウォーターと降雨テールウォーターを生産するが、
過剰な栄養素の問題により、どちらのタイプのテールウォーターも直接使用することはで
きない。この問題を解決するためには、灌漑テールウォーターと降雨テールウォーターを
処理できる低コストのシステムが必要である。
Due to irrigation and rainfall, the farmland produces irrigation tailwater and rainfall tailwater,
Neither type of tail water can be used directly due to the problem of excess nutrients. To solve this problem, a low cost system capable of treating irrigation tailwater and rainfall tailwater is needed.
上記の目的を達成するために、本発明は、初期雨水および農地戻り水を処理するための農
業灌漑および再利用生態システムを提供し、設計された生態システムにより灌漑テールウ
ォーターおよび降雨テールウォーターを効果的に処理でき、さらにテールウォーターをリ
サイクルし、農業生産のコストを削減する目的を達成し、具体的な技術的解決策は以下の
通りである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an agricultural irrigation and reuse ecosystem for treating initial rainwater and return water from farmland, and effective irrigation tailwater and rainfall tailwater by the designed ecosystem. Specific technical solutions that can be treated irrigated, recycle tailwater, and reduce the cost of agricultural production are as follows.
本発明によって設計された初期雨水および農地戻り水を処理するための農業灌漑および再
利用生態システムは、廃水収集システム、廃水処理システム、農地灌漑および再利用シス
テムおよび河川生態補水システムの4つのサブシステムから構成される。
前記廃水収集システムは、水流方向に応じて設置される集水域、植栽トレンチおよび土砂
沈殿域を含み、主に生態池に入る初期雨水や農業汚染水を収集し、水域データを収集し、
および水域を初期浄化するための機能を果たす。前記廃水収集システムは、実際の運用で
は、まず暴風雨強度式と降雨流出数学モデルを通じて貯水する必要のある雨水の量と、農
業の非点源汚染の量を決定し、集水域に生態学的遮断ダムの高さを計算する必要があり、
次に水質監視システムにより汚染物の負荷を監視および計算し、最後にウォーターポンプ
により汚水を植栽トレンチおよび土砂沈殿域を経って廃水処理システムに導入して、水域
汚染物が生態システム全体の分解可能範囲にあることを確保する。
前記廃水処理システムは、通性嫌気性域、曝気域、曝気充填域および酸素富化域を含み、
主に浮かぶ植物と嫌気性微生物の連携、水中植物と好気性微生物の連携により、廃水収集
システムによって収集された水域中の富栄養物質濃度および水域濁度を低減するための機
能を果す。
前記農地灌漑および再利用システムは、農地に灌漑用水を導入するための水トレンチ、お
よび前記水トレンチに架設されて農地に廃水処理システムによって処理された水を導入す
るための水道を含む。
前記河川生態補水システムは主に、酸素富化域からの給水を検出し、適格な処理水を乾燥
季節に河川に排出して、河川下流の農地灌漑用水および生活用水を補充する機能を果たす
。
具体的には、前記植栽トレンチには、下から上へ順次ジオテキスタイル層、浸透層、土壤
層および植生層が設置される。前記植栽トレンチは主に、植生により集水域の浮遊物の濃
度を初期に減らし、水流速度を安定させ、次のプロセスに安定した水の流入を提供する。
前記ジオテキスタイル層の材料はポリプロピレン不浸透性ジオメンブレンであり、前記浸
透層の充填物は粒子径範囲15~30mmの砂利であり、前記土壤層の充填物は砂壌土、
沈泥壌土または壌土中の1つまたは複数の組み合わせであり、土壤層の浸透率が0.3~
0.5m/d範囲内にある必要があり、前記植生層は側面傾斜の凹型であり、側面の傾斜
は1:4~1:3であり、水流方向傾斜は2%~3%であり、前記植生層植生は市販の芝
草が植えられている。
前記土砂沈殿域は、地表から10~15cmの高さで空隙率85%の濾過口、地下に沈ん
だ第1の貯水空洞および最底部の土砂沈殿層から構成される。前記土砂沈殿域は主に、水
域に混入した大規模な砂利をふるいにかけ、その後の工程で砂利が装置を塞ぐのを防ぎ、
システム全体の安定した運用を確保することである。
前記第1の貯水空洞の4つの壁は組積造コンクリート構造であり、水流方向に沿って側壁
にそれぞれ第1の給水管および第1の排水管が開設される。
前記土砂沈殿層には、下から上へ順次圧縮係数0.94~0.98の練り土突っ込み層、
厚さ150~200mmのコンクリート層、厚さ120~150mmで細砂粒子径0.7
~1.3mmの細砂層、メッシュ径1~2cmで繊維材料製のスペーサー層、厚さ100
~110mmで砂利粒子径10~15mmの砂利層および厚さ300mmの埋め戻し土層
を含む。
The agricultural irrigation and reuse ecosystem for treating initial rainwater and farm return water designed by the present invention consists of four subsystems: wastewater collection system, wastewater treatment system, farmland irrigation and reuse system and river ecological replenishment system. Consists of.
The wastewater collection system includes a catchment area, a planting trench and a sediment sedimentation area installed according to the direction of water flow, and mainly collects initial rainwater and agricultural contaminated water that enter an ecological pond, and collects water area data.
And serves the function of initial purification of the body of water. In actual operation, the wastewater collection system first determines the amount of rainwater that needs to be stored and the amount of non-point source pollution in agriculture through a storm intensity formula and a mathematical model of rainfall runoff, and then ecologically shuts off the catchment area. You need to calculate the height of the dam,
The water quality monitoring system then monitors and calculates the load of the pollutants, and finally the water pump introduces the sewage through the planting trenches and sediment sedimentation areas into the wastewater treatment system, where the water pollutants decompose the entire ecosystem. Ensure that it is within the possible range.
The wastewater treatment system includes a facultative anaerobic region, an aeration zone, an aeration filling zone and an oxygen enriched zone.
It functions to reduce the concentration of eutrophic substances and turbidity in water bodies collected by the wastewater collection system, mainly through the cooperation between floating plants and anaerobic microorganisms, and the cooperation between aquatic plants and aerobic microorganisms.
The farmland irrigation and reuse system includes a water trench for introducing irrigation water into the farmland and a water supply erected in the water trench to introduce water treated by the wastewater treatment system into the farmland.
The river ecological replenishment system mainly functions to detect water supply from oxygen-enriched areas and discharge qualified treated water into the river during the dry season to replenish agricultural land irrigation water and domestic water downstream of the river.
Specifically, the geotextile layer, the permeation layer, the soil pot layer and the vegetation layer are sequentially installed in the planting trench from the bottom to the top. The planting trench primarily reduces the concentration of suspended matter in the catchment area initially by vegetation, stabilizes the water flow velocity and provides a stable inflow of water for the next process.
The material of the geotextile layer is polypropylene impermeable geomembrane, the filling of the penetrating layer is gravel having a particle diameter range of 15 to 30 mm, and the filling of the earthenware layer is sand loam soil.
Silt or a combination of one or more in the loam, with a soil horizon penetration of 0.3-
The vegetation layer must be within the range of 0.5 m / d, the vegetation layer is concave with side slopes, the side slopes are 1: 4 to 1: 3, and the water flow direction slopes are 2% to 3%. Commercially available vegetation is planted in the vegetation layer vegetation.
The sediment sedimentation area is composed of a filtration port having a porosity of 85% at a height of 10 to 15 cm from the ground surface, a first water storage cavity sunk underground, and a sediment sedimentation layer at the bottom. The sediment sedimentation area mainly sifts large-scale gravel mixed in the water area to prevent the gravel from blocking the device in the subsequent process.
It is to ensure stable operation of the entire system.
The four walls of the first water storage cavity are masonry concrete structures, and a first water supply pipe and a first drainage pipe are opened on the side walls along the water flow direction, respectively.
In the sediment sedimentation layer, a kneaded soil plunge layer having a compression coefficient of 0.94 to 0.98 is sequentially applied from bottom to top.
Concrete layer with a thickness of 150 to 200 mm, fine sand particle diameter of 0.7 with a thickness of 120 to 150 mm
Fine sand layer of ~ 1.3 mm, spacer layer made of fiber material with mesh diameter of 1-2 cm, thickness 100
Includes a gravel layer of ~ 110 mm with a gravel particle diameter of 10-15 mm and a backfill soil layer of 300 mm thick.
本発明の一側面として、前記通性嫌気性域は、地上1~1.5mの密封ガラスカバー、地
面と同じ高さの浮かぶ植物域、地下に沈んだ第2の貯水空洞、および最底部のスラッジ層
から構成される。
前記密封ガラスカバー上に空気導入管が設けられ、前記空気導入管は通性嫌気性域で発生
するメタンガスを回収して利用するためである。
前記浮かぶ植物域では、大型藻類が10%を占め、植栽密度が8株/m2であり、ウォー
ターミフォイルが27%を占め、植栽密度が8株/m2である。
前記第2の貯水空洞は水流方向に沿って側壁上にそれぞれ第2の給水管および第2の排水
管が開設される。
前記スラッジ層の厚さは8~10cmであり、調理済み肉培地法によりスラッジ層で通性
嫌気性域用の嫌気性微生物を培養し、工業廃水を分解および無害化する同時に、水中の肥
料栄養素を破壊することなく、農業生産に大きなメリットがある。
As one aspect of the present invention, the facultative anaerobic zone is a sealed glass cover 1 to 1.5 m above the ground, a floating plant zone at the same height as the ground, a second water storage cavity submerged underground, and a bottom. It is composed of a sludge layer.
This is because an air introduction pipe is provided on the sealed glass cover, and the air introduction pipe recovers and uses methane gas generated in a facultative anaerobic region.
In the floating plant area, large algae occupy 10% and the planting density is 8 strains / m 2 , water mifoil occupies 27%, and the planting density is 8 strains / m 2 .
In the second water storage cavity, a second water supply pipe and a second drainage pipe are opened on the side wall along the water flow direction, respectively.
The thickness of the sludge layer is 8 to 10 cm, and anaerobic microorganisms for facultative anaerobic regions are cultivated in the sludge layer by the cooked meat medium method to decompose and detoxify industrial wastewater, and at the same time, fertilizer nutrients in water. There are great benefits to agricultural production without destroying.
本発明の一側面として、前記曝気域の水入口端に、水流方向に垂直で第2の排水管からの
水を受け取るためのバッフルが設けられる。
水流方向に沿って、前記バッフルより10~20cm低い箇所に水滴曝気板が設けられる
。
水流方向に沿って、前記水滴曝気板の水出口端にインペラ型曝気装置が設けられる。
前記水滴曝気板およびインペラ型曝気装置は主に水域と空気の接触面積を増加して、水域
中の酸素含有量を増加するためである。
前記曝気域の底部にジェットヘッド付きのオゾンパイプが敷設される。オゾンパイプを敷
設する理由は、オゾンが有機物を酸化及び分解する可能性があり、オゾンは酸化還元反応
によって生成される酸素が曝気域中の水域の酸素含有量を増加させる可能性もあるためで
ある。
As one aspect of the present invention, a baffle for receiving water from the second drainage pipe perpendicular to the water flow direction is provided at the water inlet end of the aeration region.
A water droplet aeration plate is provided at a position 10 to 20 cm lower than the baffle along the water flow direction.
An impeller type aeration device is provided at the water outlet end of the water droplet aeration plate along the water flow direction.
This is because the water droplet aeration plate and the impeller type aeration device mainly increase the contact area between the water area and the air to increase the oxygen content in the water area.
An ozone pipe with a jet head is laid at the bottom of the aeration area. The reason for laying the ozone pipe is that ozone can oxidize and decompose organic substances, and ozone can increase the oxygen content of the water area in the aerated area due to the oxygen generated by the redox reaction. be.
本発明の一側面として、前記曝気充填域では、金属ブラケットおよび金属網から構成され
る充填フレームが設けられ、前記金属ブラケットおよび金属メッシュによって充填フレー
ムの内部空洞が複数の区画層が分割される。曝気充填域は主に、沈殿物を固定し、池内の
水域中の窒素やリンなどの汚染物の含有量を削減し、沈殿物の再び懸濁を減らし、水域の
発生源の負荷を低減することである。
前記区画層にそれぞれ下から上へ順次濾過クロス、厚さ8~10cmで粒子径5~8cm
の壊れた赤レンガ、および粒子径16~32mmの火山岩が設置される。
前記壊れた赤レンガの表面にカタツムリが付いている。
単位体積比で、1立方メートル処理水あたりの中火山岩の充填量は50%~80%である
。
曝気充填域の充填フレームには多数のギャップがあり、浮遊動物の避難所と微生物を分解
するための良好な生息地を提供でき、生態システム全体の食物連鎖の長さおよび複雑さを
さらに増加させる可能性があるため、安定したバランスの取れた生態システムを形成する
。
本発明の一側面として、前記水トレンチは、その上方に架設された水道の水流方向が反対
であり、前記水道の水流方向の終端に排水口が開設され、前記排水口は水道終端の過剰水
流を水トレンチの始端に導入するために使用される。
前記水トレンチと水道の農地に近い側にそれぞれ電気制御弁によって制御される排水管が
設けられる。
前記水トレンチは、人工コンクリート製の埋設部および地面から突き出たステンレス製の
接続部に分かれ、前記接続部に取付穴が設けられる。
前記水道はアルミニウム合金製で、取付穴を介して水トレンチに接続される同時に、水道
の側壁に設けられた支持柱によって地面に固定される。
本発明の一側面として、前記酸素富化域の底部に水中植物が植栽され、前記水中植物では
、クロモは15%を占め、植栽密度は15株/m2であり、アマモは13%を占め、植栽
密度は15株/m2である。前記水中植物は、水域の濁度を減らし、池水の栄養物質を吸
収し、池水の富栄養化を低減して、生態システムが水域汚染を安定して分解することがで
きるのを確保する。
生態システム全体のさまざまな動植物の数と密度を人為的に調整し、食物連鎖におけるさ
まざまな生物の競争関係を利用して汚染物質を除去し、藻類の成長を抑制することにより
、毎月通性嫌気性域および酸素富化域の水生植物を収穫、補充、植え替える必要があり、
同時に水生植物の病気と害虫を予防および制御し、長期的な安定性を維持し、生態システ
ムの長期間な安定性を保持する。
As one aspect of the present invention, in the aeration filling area, a filling frame composed of a metal bracket and a metal mesh is provided, and the metal bracket and the metal mesh divide a plurality of compartment layers in the internal cavity of the filling frame. The aeration-filled area mainly fixes the sediment, reduces the content of contaminants such as nitrogen and phosphorus in the water body of the pond, reduces the resuspension of the sediment again, and reduces the load of the water source. That is.
Filtration cloths are sequentially applied to the compartment layers from bottom to top, with a thickness of 8 to 10 cm and a particle diameter of 5 to 8 cm.
Broken red bricks and volcanic rocks with a particle diameter of 16 to 32 mm are installed.
A snail is attached to the surface of the broken red brick.
In terms of unit volume ratio, the filling amount of medium volcanic rock per cubic meter of treated water is 50% to 80%.
The filling frame of the aeration filling area has numerous gaps that can provide shelter for floating animals and good habitat for microbial degradation, further increasing the length and complexity of the food chain throughout the ecosystem. Form a stable and balanced ecosystem because of the potential.
As one aspect of the present invention, the water trench has a water flow direction opposite to that of the water supply installed above the water trench, a drainage port is opened at the end of the water flow direction of the water supply, and the drainage port is an excess water flow at the end of the water supply. Is used to introduce to the beginning of a water trench.
Drainage pipes controlled by electric control valves are provided on the sides of the water trench and the water supply near the agricultural land.
The water trench is divided into an artificial concrete buried portion and a stainless steel connecting portion protruding from the ground, and a mounting hole is provided in the connecting portion.
The water supply is made of aluminum alloy and is connected to the water trench through a mounting hole and at the same time fixed to the ground by a support pillar provided on the side wall of the water supply.
As one aspect of the present invention, aquatic plants are planted at the bottom of the oxygen-enriched area, and in the aquatic plants, waterthymes occupy 15%, planting density is 15 strains / m 2 , and eelgrass is 13%. The planting density is 15 strains / m 2 . The aquatic plants reduce the turbidity of the water body, absorb the nutrients of the pond water, reduce the eutrophication of the pond water, and ensure that the ecosystem can stably decompose the water body pollution.
Monthly facultative anaerobic by artificially adjusting the number and density of different flora and fauna throughout the ecosystem, using the competitive relationships of different organisms in the food chain to remove pollutants and curbing algae growth. Aquatic plants in sexual and oxygen-enriched areas need to be harvested, replenished and replanted,
At the same time, it prevents and controls diseases and pests of aquatic plants, maintains long-term stability, and maintains long-term stability of the ecosystem.
従来の農地テールウォーター処理方法と比較すると、本発明は以下の有益な効果を有する
。
本発明によって設計された生態システムは、廃水収集システム、廃水処理システム、農地
灌漑および再利用システムおよび河川生態補水システムの4つのサブシステムの連携によ
り、農地テールウォーターを監視する上で、生分解によりテールウォーターに含まれる窒
素やリンなどの富栄養物を抽出し、テールウォーターをリサイクルし、農業生産コストを
削減する。
Compared with the conventional agricultural land tail water treatment method, the present invention has the following beneficial effects.
The ecosystem designed by the present invention is biodegraded in monitoring farmland tailwater by coordinating four subsystems: wastewater collection system, wastewater treatment system, farmland irrigation and recycling system and river ecological replenishment system. Extracts eutrophic substances such as nitrogen and phosphorus contained in tail water, recycles tail water, and reduces agricultural production costs.
[符号の説明]
1 廃水収集システム
11 集水池
12 植栽トレンチ
121 ジオテキスタイル層
122 浸透層
123 土壤層
124 植生層
13 土砂沈殿域
131 濾過口
132 第1の貯水空洞
1321 第1の給水管
1322 第1の排水管
133 土砂沈殿層
1331 練り土突っ込み層
1332 コンクリート層
1333 細砂層
1334 スペーサー層
1335 砂利層
1336 埋め戻し土層
2 廃水処理システム
21 通性嫌気性域
211 密封ガラスカバー
2111 空気導入管
212 浮かぶ植物域
213 第2の貯水空洞
2131 第2の給水管
2132 第2の排水管
214 スラッジ層
22 曝気域
221 バッフル
222 水滴曝気板
223 インペラ型曝気装置
224 オゾンパイプ
23 曝気充填域
231 充填フレーム
2311 金属ブラケット
2312 金属メッシュ
232 区画層
2321 濾過クロス
2322 壊れた赤レンガ
2323 火山岩
24 酸素富化域
3 農地灌漑および再利用システム
31 水トレンチ
311 埋設部
312 接続部
3121 取付穴
32 水道
321 排水口
322 支持柱
33 排水管
331 電気制御弁
4 河川生態補水システム
5 農地
[Explanation of code]
1
13を経って廃水処理システム2に導入して、水域汚染物が生態システム全体の分解可能
範囲にあることを確保する。
前記廃水処理システム2は、通性嫌気性域21、曝気域22、曝気充填域23および酸素
富化域24を含み、主に浮かぶ植物と嫌気性微生物の連携、水中植物と好気性微生物の連
携により、廃水収集システム1によって収集された水域中の富栄養物質濃度および水域濁
度を低減するための機能を果す。
前記農地灌漑および再利用システム3は、農地5に灌漑用水を導入するための水トレンチ
31、および前記水トレンチ31に架設されて農地5に廃水処理システム2で処理された
水を導入するための水道32を含む。
前記河川生態補水システム4は主に、酸素富化域24からの給水を検出し、水質が標準V
GB 3838-2002以上に達した処理水を乾燥季節で河川に排出し、河川の下流農
地の灌漑用水および生活用水を補充する。
It is introduced into the wastewater treatment system 2 after 13 to ensure that the water body pollutants are within the decomposable range of the entire ecosystem.
The wastewater treatment system 2 includes a facultative
The agricultural land irrigation and
The river ecological
Treated water reaching GB 3838-2002 or higher is discharged into the river during the dry season to replenish irrigation and domestic water in the agricultural land downstream of the river.
具体的に、図2に示すように、前記植栽トレンチ12には、下から上へ順次ジオテキスタ
イル層121、浸透層122、土壤層123および植生層124が設置される。前記植栽
トレンチ12は主に、植生により集水域11の浮遊物の濃度を初期に減らし、水流速度を
安定させ、次のプロセスに安定した水の流入を提供する。
前記ジオテキスタイル層121の材料はポリプロピレン不浸透性ジオメンブレンであり、
前記浸透層122の充填物は粒子径範囲15mmの砂利であり、前記土壤層123の充填
物は沈泥壌土であり、土壤層123の浸透率が0.3m/d範囲内にある必要があり、前
記植生層124は側面傾斜の凹型であり、側面の傾斜は1:4であり、水流方向傾斜は2
%であり、前記植生層植生は市販の芝草が植えられている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
The material of the
The filling of the
%, And commercially available vegetation is planted in the vegetation layer vegetation.
図3に示すように、前記土砂沈殿域13は、地表から10cmの高さで空隙率85%の濾
過口131、地下に沈んだ第1の貯水空洞132および最底部の土砂沈殿層133から構
成される。前記土砂沈殿域は主に、水域に混入した大規模な砂利をふるいにかけ、その後
の工程で砂利が装置を塞ぐのを防ぎ、システム全体の安定した運用を確保することである
。
前記第1の貯水空洞132の4つの壁は組積造コンクリート構造であり、水流方向に沿っ
て側壁にそれぞれ第1の給水管1321および第1の排水管1322が開設される。
前記土砂沈殿層133には、下から上へ順次圧縮係数0.94の練り土突っ込み層133
1、厚さ150mmのコンクリート層1332、厚さ120mmで細砂粒子径0.7の細
砂層1333、メッシュ径1cmで繊維材料製のスペーサー層1334、厚さ100mm
で砂利粒子径10mmの砂利層1335および厚さ300mmの埋め戻し土層1116を
含む。
As shown in FIG. 3, the
The four walls of the first
In the
1.
Includes a
具体的に、図4に示すように、前記通性嫌気性域21は、地上1mの密封ガラスカバー2
11、地面と同じ高さの浮かぶ植物域212、地下に沈んだ第2の貯水空洞213、およ
び最底部のスラッジ層214から構成される。
前記密封ガラスカバー211上に空気導入管2111が設けられ、前記空気導入管211
は通性嫌気性域21で発生するメタンガスを回収して利用するためである。
前記浮かぶ植物域212では、大型藻類が10%を占め、植栽密度が8株/m2であり、
ウォーターミフォイルが27%を占め、植栽密度が8株/m2である。
前記第2の貯水空洞213は水流方向に沿って側壁上にそれぞれ第2の給水管2131お
よび第2の排水管2132が開設される。
前記スラッジ層214の厚さは8cmであり、調理済み肉培地法によりスラッジ層214
で通性嫌気性域21用の嫌気性微生物を培養し、工業廃水を分解および無害化する同時に
、水中の肥料栄養素を破壊することなく、農業生産に大きなメリットがある。
具体的に、図5に示すように、前記曝気域22の水入口端に、水流方向に垂直で第2の排
水管2132からの水を受け取るためのバッフル221が設けられる。
水流方向に沿って、前記バッフル221より10cm低い箇所に水滴曝気板222が設け
られる。
水流方向に沿って、前記水滴曝気板221の水出口端にインペラ型曝気装置223が設け
られる。
前記水滴曝気板222およびインペラ型曝気装置223は主に水域と空気の接触面積を増
加して、水域中の酸素含有量を増加するためである。
前記曝気域22の底部にジェットヘッド付きのオゾンパイプ224が敷設される。オゾン
パイプ224を敷設する理由は、オゾンが有機物を酸化及び分解する可能性があり、オゾ
ンは酸化還元反応によって生成される酸素が曝気域22中の水域の酸素含有量を増加させ
る可能性もあるためである。
Specifically, as shown in FIG. 4, the facultative
11. It is composed of a floating
An
Is for recovering and using methane gas generated in the facultative
In the floating
Water mifoil occupies 27% and the planting density is 8 plants / m 2 .
In the second
The thickness of the
By culturing anaerobic microorganisms for the facultative
Specifically, as shown in FIG. 5, a
A water
An impeller
This is because the water
An
具体的に、図6に示すように、前記曝気充填域23では、金属ブラケット2311および
金属網2312から構成される充填フレーム231が設けられ、前記金属ブラケット23
11および金属メッシュ2312によって充填フレーム231の内部空洞が複数の区画層
232が分割される。曝気充填域23は主に、沈殿物を固定し、池内の水域中の窒素やリ
ンなどの汚染物の含有量を削減し、沈殿物の再び懸濁を減らし、水域の発生源の負荷を低
減することである。
前記区画層232にそれぞれ下から上へ順次濾過クロス2321、厚さ8cmで粒子径5
cmの壊れた赤レンガ2322、および粒子径16mmの火山岩2323が設置される。
前記壊れた赤レンガ2322の表面にカタツムリが付いている。
単位体積比で、1立方メートル処理水あたりの中火山岩2323の充填量は50%である
。
曝気充填域23の充填フレーム231には多数のギャップがあり、浮遊動物の避難所と微
生物を分解するための良好な生息地を提供でき、生態システム全体の食物連鎖の長さおよ
び複雑さをさらに増加させる可能性があるため、安定したバランスの取れた生態システム
を形成する。
Specifically, as shown in FIG. 6, in the
The internal cavity of the filling
A broken
A snail is attached to the surface of the broken
In terms of unit volume ratio, the filling amount of medium
The filling
具体的に、図7、図8に示すように、前記水トレンチ31は、その上方に架設された水道
32の水流方向が反対であり、前記水道32の水流方向の終端に排水口321が開設され
、前記排水口321は水道32終端の過剰水流を水トレンチ31の始端に導入するために
使用される。
前記水トレンチ31と水道32の農地5に近い側にそれぞれ電気制御弁331によって制
御される排水管33が設けられる。
前記水トレンチ31は、人工コンクリート製の埋設部311および地面から突き出たステ
ンレス製の接続部312に分かれ、前記接続部312に取付穴3121が設けられる。
前記水道32はアルミニウム合金製で、取付穴3121を介して水トレンチ31に接続さ
れる同時に、水道32の側壁に設けられた支持柱322によって地面に固定される。
具体的には、前記酸素富化域24の底部に水中植物が植栽され、前記水中植物では、クロ
モは15%を占め、植栽密度は15株/m2であり、アマモは13%を占め、植栽密度は
15株/m2である。前記水中植物は、水域の濁度を減らし、池水の栄養物質を吸収し、
池水の富栄養化を低減して、生態システムが水域汚染を安定して分解することができるの
を確保する。
生態システム全体のさまざまな動植物の数と密度を人為的に調整し、食物連鎖におけるさ
まざまな生物の競争関係を利用して汚染物質を除去し、藻類の成長を抑制することにより
、毎月通性嫌気性域21および酸素富化域24の水生植物を収穫、補充、植え替える必要
がある同時に、水生植物の病気と害虫を予防および制御し、長期的な安定性を維持し、生
態システムの長期間な安定性を保持する。
Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the
A
The
The
Specifically, aquatic plants are planted at the bottom of the oxygen-enriched
Reduce eutrophication of pond water and ensure that the ecosystem is able to stably decompose water pollution.
Monthly facultative anaerobic by artificially adjusting the number and density of different flora and fauna throughout the ecosystem, using the competitive relationships of different organisms in the food chain to remove pollutants and curbing algae growth. Aquatic plants in
実施例2
実施例2は実施例1の記載内容に基づき、別のパラメータ下での設計解決策を背t名する
ことを目的とし、その具体的な内容は以下の通りである。
図1に示すように、本発明によって設計された初期雨水および農地戻り水を処理するため
の農業灌漑および再利用生態システムは、廃水収集システム1、廃水処理システム2、農
地灌漑および再利用システム3および河川生態補水システム4の4つのサブシステムから
構成される。
前記廃水収集システム1は、水流方向に応じて設置される集水域11、植栽トレンチ12
および土砂沈殿域13を含み、主に生態池に入る初期雨水や農業汚染水を収集し、水域デ
ータを収集し、および水域を初期浄化するための機能を果たす。前記廃水収集システム1
は、実際の運用では、まず暴風雨強度式と降雨流出数学モデルを通じて貯水する必要のあ
る雨水の量と、農業の非点源汚染の量を決定し、集水域11に生態学的遮断ダムの高さを
計算する必要があり、次に水質監視システムにより汚染物の負荷を監視および計算し、最
後にウォーターポンプにより汚水を植栽トレンチ12および土砂沈殿域13を経って廃水
処理システム2に導入して、水域汚染物が生態システム全体の分解可能範囲にあることを
確保する。
前記廃水処理システム2は、通性嫌気性域21、曝気域22、曝気充填域23および酸素
富化域24を含み、主に浮かぶ植物と嫌気性微生物の連携、水中植物と好気性微生物の連
携により、廃水収集システム1によって収集された水域中の富栄養物質濃度および水域濁
度を低減するための機能を果す。
前記農地灌漑および再利用システム3は、農地5に灌漑用水を導入するための水トレンチ
31、および前記水トレンチ31に架設されて農地5に廃水処理システム2で処理された
水を導入するための水道32を含む。
前記河川生態補水システム4は主に、酸素富化域24からの給水を検出し、水質が標準V
以上に達した処理水を乾燥季節で河川に排出し、河川の下流農地の灌漑用水および生活用
水を補充する。
Example 2
The second embodiment is based on the description of the first embodiment, and an object thereof is to name a design solution under another parameter, and the specific contents thereof are as follows.
As shown in FIG. 1, the agricultural irrigation and reuse ecosystem for treating initial rainwater and farmland return water designed by the present invention includes wastewater collection system 1, wastewater treatment system 2, farmland irrigation and
The wastewater collection system 1 has a
It also serves as a function for collecting initial rainwater and agricultural contaminated water that mainly enter ecological ponds, collecting water area data, and initial purification of the water area, including the
In actual operation, first determine the amount of rainwater that needs to be stored and the amount of non-point source pollution in agriculture through the storm intensity equation and the rainfall runoff mathematical model, and then determine the height of the ecological blockage dam in the
The wastewater treatment system 2 includes a facultative
The agricultural land irrigation and
The river ecological
The treated water that has reached the above level is discharged into the river during the dry season, and the irrigation water and domestic water of the agricultural land downstream of the river are replenished.
具体的に、図2に示すように、前記植栽トレンチ12には、下から上へ順次ジオテキスタ
イル層121、浸透層122、土壤層123および植生層124が設置される。前記植栽
トレンチ12は主に、植生により集水域11の浮遊物の濃度を初期に減らし、水流速度を
安定させ、次のプロセスに安定した水の流入を提供する。
前記ジオテキスタイル層121の材料はポリプロピレン不浸透性ジオメンブレンであり、
前記浸透層122の充填物は粒子径範囲30mmの砂利であり、前記土壤層123の充填
物は沈泥壌土であり、土壤層123の浸透率が0.5m/d範囲内にある必要があり、前
記植生層124は側面傾斜の凹型であり、側面の傾斜は1:3であり、水流方向傾斜は3
%であり、前記植生層植生は市販の芝草が植えられている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
The material of the
The filling of the
%, And commercially available vegetation is planted in the vegetation layer vegetation.
図3に示すように、前記土砂沈殿域13は、地表から15cmの高さで空隙率85%の濾
過口131、地下に沈んだ第1の貯水空洞132および最底部の土砂沈殿層133から構
成される。前記土砂沈殿域は主に、水域に混入した大規模な砂利をふるいにかけ、その後
の工程で砂利が装置を塞ぐのを防ぎ、システム全体の安定した運用を確保することである
。
前記第1の貯水空洞132の4つの壁は組積造コンクリート構造であり、水流方向に沿っ
て側壁にそれぞれ第1の給水管1321および第1の排水管1322が開設される。
前記土砂沈殿層133には、下から上へ順次圧縮係数0.98の練り土突っ込み層133
1、厚さ200mmのコンクリート層1332、厚さ150mmで細砂粒子径1.3の細
砂層1333、メッシュ径2cmで繊維材料製のスペーサー層1334、厚さ110mm
で砂利粒子径15mmの砂利層1335および厚さ300mmの埋め戻し土層1116を
含む。
As shown in FIG. 3, the
The four walls of the first
In the
1.
Includes a
具体的に、図4に示すように、前記通性嫌気性域21は、地上1.5mの密封ガラスカバ
ー211、地面と同じ高さの浮かぶ植物域212、地下に沈んだ第2の貯水空洞213、
および最底部のスラッジ層214から構成される。
前記密封ガラスカバー211上に空気導入管2111が設けられ、前記空気導入管211
は通性嫌気性域21で発生するメタンガスを回収して利用するためである。
前記浮かぶ植物域212では、大型藻類が10%を占め、植栽密度が8株/m2であり、
ウォーターミフォイルが27%を占め、植栽密度が8株/m2である。
前記第2の貯水空洞213は水流方向に沿って側壁上にそれぞれ第2の給水管2131お
よび第2の排水管2132が開設される。
前記スラッジ層214の厚さは10cmであり、調理済み肉培地法によりスラッジ層21
4で通性嫌気性域21用の嫌気性微生物を培養し、工業廃水を分解および無害化する同時
に、水中の肥料栄養素を破壊することなく、農業生産に大きなメリットがある。
具体的に、図5に示すように、前記曝気域22の水入口端に、水流方向に垂直で第2の排
水管2132からの水を受け取るためのバッフル221が設けられる。
水流方向に沿って、前記バッフル221より20cm低い箇所に水滴曝気板222が設け
られる。
水流方向に沿って、前記水滴曝気板221の水出口端にインペラ型曝気装置223が設け
られる。
前記水滴曝気板222およびインペラ型曝気装置223は主に水域と空気の接触面積を増
加して、水域中の酸素含有量を増加するためである。
前記曝気域22の底部にジェットヘッド付きのオゾンパイプ224が敷設される。オゾン
パイプ224を敷設する理由は、オゾンが有機物を酸化及び分解する可能性があり、オゾ
ンは酸化還元反応によって生成される酸素が曝気域22中の水域の酸素含有量を増加させ
る可能性もあるためである。
Specifically, as shown in FIG. 4, the facultative
And the
An
Is for recovering and using methane gas generated in the facultative
In the floating
Water mifoil occupies 27% and the planting density is 8 plants / m 2 .
In the second
The thickness of the
In No. 4, anaerobic microorganisms for the facultative
Specifically, as shown in FIG. 5, a
A water
An impeller
This is because the water
An
具体的に、図6に示すように、前記曝気充填域23では、金属ブラケット2311および
金属網2312から構成される充填フレーム231が設けられ、前記金属ブラケット23
11および金属メッシュ2312によって充填フレーム231の内部空洞が複数の区画層
232が分割される。曝気充填域23は主に、沈殿物を固定し、池内の水域中の窒素やリ
ンなどの汚染物の含有量を削減し、沈殿物の再び懸濁を減らし、水域の発生源の負荷を低
減することである。
前記区画層232にそれぞれ下から上へ順次濾過クロス2321、厚さ10cmで粒子径
8cmの壊れた赤レンガ2322、および粒子径32mmの火山岩2323が設置される
。
前記壊れた赤レンガ2322の表面にカタツムリが付いている。
単位体積比で、1立方メートル処理水あたりの中火山岩2323の充填量は80%である
。
曝気充填域23の充填フレーム231には多数のギャップがあり、浮遊動物の避難所と微
生物を分解するための良好な生息地を提供でき、生態システム全体の食物連鎖の長さおよ
び複雑さをさらに増加させる可能性があるため、安定したバランスの取れた生態システム
を形成する。
Specifically, as shown in FIG. 6, in the
The internal cavity of the filling
A snail is attached to the surface of the broken
In terms of unit volume ratio, the filling amount of medium
The filling
具体的に、図7、図8に示すように、前記水トレンチ31は、その上方に架設された水道
32の水流方向が反対であり、前記水道32の水流方向の終端に排水口321が開設され
、前記排水口321は水道32終端の過剰水流を水トレンチ31の始端に導入するために
使用される。
前記水トレンチ31と水道32の農地5に近い側にそれぞれ電気制御弁331によって制
御される排水管33が設けられる。
前記水トレンチ31は、人工コンクリート製の埋設部311および地面から突き出たステ
ンレス製の接続部312に分かれ、前記接続部312に取付穴3121が設けられる。
前記水道32はアルミニウム合金製で、取付穴3121を介して水トレンチ31に接続さ
れる同時に、水道32の側壁に設けられた支持柱322によって地面に固定される。
具体的には、前記酸素富化域24の底部に水中植物が植栽され、前記水中植物では、クロ
モは15%を占め、植栽密度は15株/m2であり、アマモは13%を占め、植栽密度は
15株/m2である。前記水中植物は、水域の濁度を減らし、池水の栄養物質を吸収し、
池水の富栄養化を低減して、生態システムが水域汚染を安定して分解することができるの
を確保する。
生態システム全体のさまざまな動植物の数と密度を人為的に調整し、食物連鎖におけるさ
まざまな生物の競争関係を利用して汚染物質を除去し、藻類の成長を抑制することにより
、毎月通性嫌気性域21および酸素富化域24の水生植物を収穫、補充、植え替える必要
がある同時に、水生植物の病気と害虫を予防および制御し、長期的な安定性を維持し、生
態システムの長期間な安定性を保持する。
Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the
A
The
The
Specifically, aquatic plants are planted at the bottom of the oxygen-enriched
Reduce eutrophication of pond water and ensure that the ecosystem is able to stably decompose water pollution.
Monthly facultative anaerobic by artificially adjusting the number and density of different flora and fauna throughout the ecosystem, using the competitive relationships of different organisms in the food chain to remove pollutants and curbing algae growth. Aquatic plants in
応用例
本応用例は、実施例1の記載内容を基づき、本発明の実際応用を説明することを目的とす
る。
晴れの時期:
農地戻り水は生態システムによって処理されるか、または水道32を介して農地にも戻り
、または河川へ排出して水を補充する。
降雨初期:
給水ポンプの液面弁を調整することで集水域11の生態ダムの高さを低減し、その後の雨
水貯留に合わせて低水位の運転を維持する。
降雨/暴雨時期:
給水ポンプの液面弁を調節することで集水域11中の生態ダムの高さを上げ、処理された
水が排出標準に達すると河川へ排出され、達していないと処理水を貯留し、晴れの後集水
域11に排出し二次処理を行い、なお、水位が集水域11の生態ダムの高さより高い場合
、システムのオーバーフロー運転を行う必要がある。
Application Examples The purpose of this application example is to explain the actual application of the present invention based on the description of the first embodiment.
Sunny time:
Agricultural land return water is treated by the ecosystem or returned to the agricultural land via the
Early rainfall:
By adjusting the liquid level valve of the water supply pump, the height of the ecological dam in the
Rainfall / heavy rain time:
By adjusting the liquid level valve of the water supply pump, the height of the ecological dam in the
実験例
本実験例は上記実施例1に記載の解決策および上記応用例に記載の方法に基づき、本発明
の実際応用での表現を明らかにすることを目的とする。
本実験例では、使用する実験農地の土壤の物理的および化学的性能は表1に示される。
表1 実験土壤の主な物理的および化学的性質
Experimental Example The purpose of this experimental example is to clarify the expression in the practical application of the present invention based on the solution described in the first embodiment and the method described in the above application example.
In this experimental example, the physical and chemical performance of the soil in the experimental farmland used is shown in Table 1.
Table 1 Main physical and chemical properties of experimental soil
本実験例では、集中施肥の後、第1回灌漑後2日目の農地テールウォーターをサンプルと
して収集し、この時点で農地テールウォーター中の窒素やリンの濃度がピーク値を避け通
常施肥レベルに近い。
実験ニーズに応じて、以下の異なる方法によって農地テールウォーター中の窒素やリンを
処理し、異なる月の各収集点の灌漑後水サンプルの窒素やリン総含有量を測定する。
ブランク組:1か月の始めの灌漑の2日目に、農地出水口および集水域11における植栽
トレンチ1および土砂沈殿域13に進入していない水域中の窒素やリンの総含有量を記録
する。
In this experimental example, after intensive fertilization, the farmland tailwater on the second day after the first irrigation was collected as a sample, and at this point, the concentration of nitrogen and phosphorus in the farmland tailwater avoided peak values and reached the normal fertilization level. near.
Depending on the experimental needs, nitrogen and phosphorus in the farm tail water are treated by the following different methods and the total nitrogen and phosphorus content of the post-irrigation water samples at each collection point in different months is measured.
Blank group: Record the total nitrogen and phosphorus content in the waters that have not entered the planting trench 1 and
実験組1:1か月の始めの灌漑の2日目に、農地出水口および集水域11、植栽トレンチ
1および土砂沈殿域13を経った水域中の窒素やリンの総含有量を記録する。
実験組2:1か月の始めの灌漑の2日目に、農地出水口および集水域11、植栽トレンチ
1、土砂沈殿域13、通性嫌気性域21、曝気域22および曝気充填域23を経った水域
中の窒素やリンの総含有量を記録する。
実験組3:1か月の始めの灌漑の2日目に、農地出水口および集水域11、植栽トレンチ
1、土砂沈殿域13および廃水処理システム2全体を経った水域中の窒素やリンの総含有
量を記録する。
実験組4:実験組4は以下のことを除いて実験組3と同じであり:通性嫌気性域21で浮
かぶ植物域212を省略する。
実験組5:実験組5は以下のことを除いて実験組3と同じであり:曝気域22でバッフル
221を省略し、インペラ型曝気装置223を停止し、オゾンパイプ224の空気供給を
停止する。
実験組6:実験組6は以下のことを除いて実験組3と同じであり:酸素富化域24で水中
植物を省略する。
ブランク組、実験組1~6で得られた農地テールウォーターを収集し、各組の農地テール
ウォーター中の窒素やリンの総含有量を測定し、実験結果を表2に示す。
表2 異なる方法で処理された農地テールウォーター中の窒素やリンの含有量
Experiment Group 1: On the second day of irrigation at the beginning of the month, record the total nitrogen and phosphorus content in the waters that have passed through the farmland outlet and
Experimental group 2: On the second day of irrigation at the beginning of one month, farmland outlet and
Experiment Group 3: On the second day of irrigation at the beginning of the month, nitrogen and phosphorus in the water through the farmland outlet and
Experimental group 4:
Experimental group 5: Experimental group 5 is the same as
Experimental group 6: Experimental group 6 is the same as
The agricultural land tail waters obtained in the blank group and the experimental groups 1 to 6 were collected, the total content of nitrogen and phosphorus in the agricultural land tail water of each group was measured, and the experimental results are shown in Table 2.
Table 2 Nitrogen and phosphorus content in farmland tailwater treated differently
実験組1、実験組2および実験組3をブランク組と比較すると、以下のことが分かる:
実験組1は、植栽トレンチ1および土砂沈殿域13のみを使用して農地テールウォーター
を処理し、TN、TPの除去率がほぼゼロであり、これは、単一の物理除去方法は農地テ
ールウォーターのTN、TPに対する除去効果がわずかであり、処理後の水質は標準Vを
はるかに下回っている。
実験組2は、集水域11、植栽トレンチ1、土砂沈殿域13、通性嫌気性域21、曝気域
22および曝気充填域23を組み合わせて農地テールウォーターを処理し、TNの除去率
は90.42%であり、TPの除去率は63.53%であり、除去効果が高く、処理後の
水質は標準Vに近い。
実験組3は、植栽トレンチ1、土砂沈殿域13および廃水処理システム2全体を組み合わ
せて農地テールウォーターを処理し、TNの除去率は93.86%であり、TPの除去率
は70.86%であり、除去効果が顕著であり、処理後の水質は標準Vに達する。
なお、実験組4は、通性嫌気性域21の浮かぶ植物域212を省略し、TNの除去率が低
下し(85.25%)、TPの除去率も低下し(60.61%)、浮かぶ植物の調節がな
くなると、嫌気性微生物の分解能力が低下する。
実験組5は、曝気域22のバッフル221を省略し、インペラ型曝気装置223およびオ
ゾンパイプ224を停止し、致廃水処理システム2中の酸素含有量が大幅に低下し、窒素
やリンに対する除去効果に大きな影響を与え、TPの除去率はわずか23.55%であり
、TPの除去率はわずか23.53%である。したがって、適切で安定した酸素供給は生
態システム全体を維持する最も重要な部分である。
実験組6は、酸素富化域24の水中植物を省略し、TNの除去率が低下し(93.72%
)、TPの除去率も低下し(60.28%)、水中植物の調節がなくなると、好気性微生
物の分解能力が低下する。
以上のように、本発明によって設計された生態システムは、農地テールウォーター中の窒
素やリンの富栄養物の処理に顕著な効果があり、処理水が地表水標準Vに達することがで
き、実際的な応用価値がある。
Comparing Experimental Group 1, Experimental Group 2 and
Experimental group 1 treats the farmland tail water using only the planting trench 1 and the
Experimental group 2 treats agricultural land tailwater by combining a
In the
In the experimental group 5, the
In Experiment Group 6, the aquatic plants in the oxygen-enriched
), The removal rate of TP is also reduced (60.28%), and when the regulation of aquatic plants is lost, the ability of aerobic microorganisms to decompose is reduced.
As described above, the ecosystem designed by the present invention has a remarkable effect on the treatment of nitrogen and phosphorus eutrophications in agricultural land tail water, and the treated water can reach the surface water standard V, in fact. There is practical application value.
実施例2
実施例2は実施例1の記載内容に基づき、別のパラメータ下での設計解決策を提供するこ
とを目的とし、その具体的な内容は以下の通りである。
図1に示すように、本発明によって設計された初期雨水および農地戻り水を処理するため
の農業灌漑および再利用生態システムは、廃水収集システム1、廃水処理システム2、農
地灌漑および再利用システム3および河川生態補水システム4の4つのサブシステムから
構成される。
前記廃水収集システム1は、水流方向に応じて設置される集水域11、植栽トレンチ12
および土砂沈殿域13を含み、主に生態池に入る初期雨水や農業汚染水を収集し、水域デ
ータを収集し、および水域を初期浄化するための機能を果たす。前記廃水収集システム1
は、実際の運用では、まず暴風雨強度式と降雨流出数学モデルを通じて貯水する必要のあ
る雨水の量と、農業の非点源汚染の量を決定し、集水域11に生態学的遮断ダムの高さを
計算する必要があり、次に水質監視システムにより汚染物の負荷を監視および計算し、最
後にウォーターポンプにより汚水を植栽トレンチ12および土砂沈殿域13を経って廃水
処理システム2に導入して、水域汚染物が生態システム全体の分解可能範囲にあることを
確保する。
前記廃水処理システム2は、通性嫌気性域21、曝気域22、曝気充填域23および酸素
富化域24を含み、主に浮かぶ植物と嫌気性微生物の連携、水中植物と好気性微生物の連
携により、廃水収集システム1によって収集された水域中の富栄養物質濃度および水域濁
度を低減するための機能を果す。
前記農地灌漑および再利用システム3は、農地5に灌漑用水を導入するための水トレンチ
31、および前記水トレンチ31に架設されて農地5に廃水処理システム2で処理された
水を導入するための水道32を含む。
前記河川生態補水システム4は主に、酸素富化域24からの給水を検出し、水質が標準V
以上に達した処理水を乾燥季節で河川に排出し、河川の下流農地の灌漑用水および生活用
水を補充する。
Example 2
The second embodiment is based on the description of the first embodiment, and an object thereof is to provide a design solution under another parameter, and the specific contents thereof are as follows.
As shown in FIG. 1, the agricultural irrigation and reuse ecosystem for treating initial rainwater and farmland return water designed by the present invention includes wastewater collection system 1, wastewater treatment system 2, farmland irrigation and
The wastewater collection system 1 has a
It also serves as a function for collecting initial rainwater and agricultural contaminated water that mainly enter ecological ponds, collecting water area data, and initial purification of the water area, including the
In actual operation, first determine the amount of rainwater that needs to be stored and the amount of non-point source pollution in agriculture through the storm intensity equation and the rainfall runoff mathematical model, and then determine the height of the ecological blockage dam in the
The wastewater treatment system 2 includes a facultative
The agricultural land irrigation and
The river ecological
The treated water that has reached the above level is discharged into the river during the dry season, and the irrigation water and domestic water of the agricultural land downstream of the river are replenished.
Claims (6)
)、および河川生態補水システム(4)の4つのサブシステムから構成され、
前記廃水収集システム(1)は、水流方向に応じて設置された集水域(11)、植栽トレ
ンチ(12)および土砂沈殿域(13)を含み、生態池に入る初期雨水や農業汚染水を収
集し、水域データを収集し、および水域を初期浄化するための機能を果たし、
前記廃水処理システム(2)は、通性嫌気性域(21)、曝気域(22)、曝気充填域(
23)および酸素富化域(24)を含み、浮かぶ植物と嫌気性微生物の連携、水中植物と
好気性微生物の連携により、廃水収集システム(1)によって収集された水域中の富栄養
物質濃度および水域濁度を低減するための機能を果たし、
前記農地灌漑および再利用システム(3)は、農地(5)に灌漑用水を導入するための水
トレンチ(31)、および前記水トレンチ(31)上に架設されて農地(5)に廃水処理
システム(2)で処理された水域を導入するための水道(32)を含み、
前記河川生態補水システム(4)は、酸素富化域(24)からの給水を検出し、適格な処
理水を乾燥季節に河川に排出して、河川下流の農地灌漑用水および生活用水を補充する機
能を果たす、ことを特徴とする初期雨水および農地戻り水を処理するための農業灌漑およ
び再利用生態システム。 Wastewater collection system (1), wastewater treatment system (2), agricultural land irrigation and reuse system (3)
), And the river ecological replenishment system (4) consists of four subsystems.
The wastewater collection system (1) includes a catchment area (11), a planting trench (12) and a sediment settlement area (13) installed according to the direction of water flow, and collects initial rainwater and agricultural contaminated water entering an ecological pond. Serves to collect, collect water body data, and initially purify water bodies,
The wastewater treatment system (2) includes a facultative anaerobic region (21), an aeration region (22), and an aeration filling region (
Concentrations of eutrophic substances in water bodies collected by the wastewater collection system (1) by the cooperation of floating plants and anaerobic microorganisms, and the cooperation of aquatic plants and aerobic microorganisms, including 23) and oxygen-enriched areas (24). Serves a function to reduce water turbidity,
The agricultural land irrigation and reuse system (3) is a water trench (31) for introducing irrigation water into the agricultural land (5), and a wastewater treatment system erected on the water trench (31) in the agricultural land (5). Including water services (32) for introducing the water area treated in (2),
The river ecological water replenishment system (4) detects water supply from the oxygen-enriched area (24), discharges qualified treated water into the river during the dry season, and replenishes agricultural land irrigation water and domestic water downstream of the river. Agricultural irrigation and reuse ecosystems for the treatment of early rainwater and return water, characterized by serving a function.
層(122)、土壤層(123)および植生層(124)が設置され、
前記ジオテキスタイル層(121)の材料はポリプロピレン不浸透性ジオメンブレンであ
り、前記浸透層(122)の充填物は粒子径15~30mmの砂利であり、前記土壤層(
123)の充填物は砂壌土、沈泥壌土または壌土中の1つまたは複数の組み合わせであり
、前記土壤層(123)の浸透率は0.3~0.5m/dであり、前記植生層(124)
は側面傾斜の凹型であり、側面の傾斜は1:4~1:3であり、水流方向傾斜は2%~3
%であり、前記植生層(124)には芝草が植えられ、
前記土砂沈殿域(13)は、地表から10~15cmの高さで空隙率85%の濾過口(1
31)、地下に沈んだ第1の貯水空洞(132)および最底部の土砂沈殿層(133)か
ら構成され、
前記第1の貯水空洞(132)の4つの壁は組積造コンクリート構造であり、水流方向に
沿って側壁にそれぞれ第1の給水管(1321)および第1の排水管(1322)が開設
され、
前記土砂沈殿層(133)には、下から上へ順次、圧縮係数0.94~0.98の練り土
突っ込み層(1331)、厚さ150~200mmのコンクリート層(1332)、厚さ
120~150mmで細砂粒子径0.7~1.3mmの細砂層(1333)、メッシュ径
1~2cmで繊維材料製のスペーサー層(1334)、厚さ100~110mmで砂利粒
子径10~15mmの砂利層(1335)および厚さ300mmの埋め戻し土層(111
6)を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の農業灌漑および再利用生態システム。 Geotextile layer (121), infiltration layer (122), soil layer (123) and vegetation layer (124) are sequentially installed in the planting trench (12) from bottom to top.
The material of the geotextile layer (121) is a polypropylene impermeable geomembrane, and the filler of the permeation layer (122) is gravel having a particle diameter of 15 to 30 mm, and the soil layer (12).
The filling of 123) is one or more combinations of sand loam, silt loam or loam, the penetration of the soil layer (123) is 0.3-0.5 m / d, and the vegetation layer. (124)
Is a concave shape with a side slope, the side slope is 1: 4 to 1: 3, and the water flow direction slope is 2% to 3.
%, And turfgrass is planted in the vegetation layer (124).
The sediment sedimentation area (13) is a filtration port (1) having a porosity of 85% at a height of 10 to 15 cm from the ground surface.
31), composed of a first underground reservoir cavity (132) and a bottom sediment sedimentation layer (133).
The four walls of the first water storage cavity (132) are masonry concrete structures, and a first water supply pipe (1321) and a first drainage pipe (1322) are opened on the side walls along the water flow direction, respectively. ,
The earth and sand sedimentation layer (133) includes a kneaded earth plunge layer (1331) having a compression coefficient of 0.94 to 0.98, a concrete layer (1332) having a thickness of 150 to 200 mm, and a thickness of 120 to 120, in that order from bottom to top. Fine sand layer (1333) with a fine sand particle diameter of 0.7 to 1.3 mm at 150 mm, spacer layer (1334) made of fiber material with a mesh diameter of 1 to 2 cm, and gravel with a thickness of 100 to 110 mm and a gravel particle diameter of 10 to 15 mm. Layer (1335) and backfill soil layer (111) with a thickness of 300 mm
The agricultural irrigation and reuse ecosystem according to claim 1, comprising 6).
同じ高さの浮かぶ植物域(212)、地下に沈んだ第2の貯水空洞(213)、および最
底部のスラッジ層(214)から構成され、
前記密封ガラスカバー(211)上に空気導入管(2111)が設けられ、
前記浮かぶ植物域(212)では、大型藻類が10%を占め、植栽密度が8株/m2であ
り、ウォーターミフォイルが27%を占め、植栽密度が8株/m2であり、
前記第2の貯水空洞(213)は水流方向に沿って側壁上にそれぞれ第2の給水管(21
31)および第2の排水管(2132)が開設され、
前記スラッジ層(214)の厚さは8~10cmであり、調理済み肉培地法によりスラッ
ジ層(214)で通性嫌気性域(21)用の嫌気性微生物を培養する、ことを特徴とする
請求項1に記載の農業灌漑および再利用生態システム。 The facultative anaerobic area (21) is a sealed glass cover (211) 1 to 1.5 m above the ground, a floating plant area (212) at the same height as the ground, and a second water storage cavity (213) submerged underground. , And the bottommost sludge layer (214),
An air introduction pipe (2111) is provided on the sealed glass cover (211), and an air introduction pipe (2111) is provided.
In the floating plant area (212), large algae occupy 10%, the planting density is 8 strains / m 2 , water mifoil occupies 27%, and the planting density is 8 strains / m 2 .
The second water storage cavity (213) has a second water supply pipe (21) on the side wall along the water flow direction.
31) and a second drainage pipe (2132) were opened.
The sludge layer (214) has a thickness of 8 to 10 cm, and is characterized in that an anaerobic microorganism for a facultative anaerobic region (21) is cultured in the sludge layer (214) by a cooked meat medium method. The agricultural irrigation and reuse ecosystem according to claim 1.
を受け取るためのバッフル(221)が設けられ、
水流方向に沿って、前記バッフル(221)より10~20cm低い箇所に水滴曝気板(
222)が設けられ、
水流方向に沿って、前記水滴曝気板(221)の水出口端にインペラ型曝気装置(223
)が設けられ、
前記曝気域(22)の底部にジェットヘッド付きのオゾンパイプ(224)が敷設される
、ことを特徴とする請求項1に記載の農業灌漑および再利用生態システム。 A baffle (221) for receiving water from the second drainage pipe (2132) perpendicular to the water flow direction is provided at the water inlet end of the aeration region (22).
A water droplet aeration plate (10 to 20 cm lower than the baffle (221) along the water flow direction)
222) is provided,
An impeller type aeration device (223) is located at the water outlet end of the water droplet aeration plate (221) along the water flow direction.
) Is provided,
The agricultural irrigation and reuse ecosystem according to claim 1, wherein an ozone pipe (224) with a jet head is laid at the bottom of the aeration zone (22).
ら構成される充填フレーム(231)が設けられ、前記金属ブラケット(2311)およ
び金属メッシュ(2312)によって充填フレーム(231)の内部空洞が複数の区画層
(232)に分割され、
前記区画層(232)にそれぞれ下から上へ順次、濾過クロス(2321)、厚さ8~1
0cmであって粒子径5~8cmの壊れた赤レンガ(2322)、および粒子径16~3
2mmの火山岩(2323)が設置され、
前記壊れた赤レンガ(2322)の表面にカタツムリが付き、
単位体積比で、1立方メートル処理水あたりの火山岩(2323)の充填量は50%~8
0%である、ことを特徴とする請求項1に記載の農業灌漑および再利用生態システム。 In the aeration filling area (23), a filling frame (231) composed of a metal bracket (2311) and a metal net (2312) is provided, and the filling frame (231) is provided by the metal bracket (2311) and the metal mesh (2312). ) Is divided into a plurality of compartment layers (232),
Filtration cloth (2321), 8 to 1 in thickness, sequentially from bottom to top in the partition layer (232), respectively.
Broken red brick (2322) with a particle size of 0 cm and a particle size of 5 to 8 cm, and a particle size of 16 to 3
2mm volcanic rock (2323) was installed and
A snail is attached to the surface of the broken red brick (2322),
In terms of unit volume ratio, the filling amount of volcanic rock (2323) per cubic meter of treated water is 50% to 8%.
The agricultural irrigation and reuse ecosystem according to claim 1, characterized in that it is 0%.
、前記水道(32)の水流方向の終端に排水口(321)が開設され、前記排水口(32
1)は水道(32)終端の過剰水流を水トレンチ(31)の始端に導入するために使用さ
れ、
前記水トレンチ(31)と水道(32)の農地(5)に近い側にそれぞれ電気制御弁(3
31)によって制御される排水管(33)が設けられ、
前記水トレンチ(31)は、人工コンクリート製の埋設部(311)および地面から突き
出たステンレス製の接続部(312)に分かれ、前記接続部(312)に取付穴(312
1)が設けられ、
前記水道(32)はアルミニウム合金製で、取付穴(3121)を介して水トレンチ(3
1)に接続されると同時に、水道(32)の側壁に設けられた支持柱(322)によって
地面に固定される、ことを特徴とする請求項1に記載の農業灌漑および再利用生態システ
ム。 The water flow direction of the water trench (31) and the water service (32) erected above it is opposite, and a drainage port (321) is opened at the end of the water flow direction of the water service (32), and the drainage port (321) is opened. 32
1) is used to introduce excess water flow at the end of the water supply (32) to the beginning of the water trench (31).
Electric control valves (3) on the sides of the water trench (31) and the water supply (32) near the agricultural land (5), respectively.
A drainage pipe (33) controlled by 31) is provided.
The water trench (31) is divided into an artificial concrete buried portion (311) and a stainless steel connecting portion (312) protruding from the ground, and a mounting hole (312) is provided in the connecting portion (312).
1) is provided,
The water service (32) is made of an aluminum alloy and has a water trench (3) via a mounting hole (3121).
The agricultural irrigation and reuse ecosystem according to claim 1, wherein the agricultural irrigation and reuse ecosystem is connected to 1) and at the same time fixed to the ground by a support pillar (322) provided on the side wall of the water service (32).
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