一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法与流程

1.本发明涉及生态修护技术领域，特别是涉及一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法。


背景技术：

2.为满足人口快速生长，农田种植过量的化肥应用增加农作物产量和集中圈养鸡，牛，猪等的排泄物给陆地生态和水生态系统带来巨大的挑战。化肥和牲畜中所含氮污染物，产生的氮污染物会随着渗透和雨水的冲刷进入附近溪流，最后汇入江、河、湖泊造成水体污染。富营养化是水中氮超标最终呈现的形式。氮会促使水中藻类过度生长，藻类灭活后由微生物进行分解，会加速氧气消耗，会导致水中的鱼类和大型无脊椎动物缺氧从而导致死亡。造成淡水生态系统平衡丢失，生物多样性减少，威胁人类的经济和环境价值。
3.治理农业的面源污染是生态修复和保护的重要措施，但是怎样才能够提供一种能够更好的对农业面源氮污染物进行有效拦截，能够避免产生二次污染，成为了关注的重点。


技术实现要素：

4.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是，怎样提供一种更好的对农业面源氮污染物进行有效拦截，能够避免产生二次污染，能够避免对农业种植面积造成浪费的拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在农田、农田与溪流之间以及农田与河流之间选取特定区域面积作为施工区域；b、在施工区域施工作业并得到一个或一个以上的拦截坑；c、在b步骤中得到的拦截坑的底部平铺设置木屑碎并形成反应层；d、将施工作业得到拦截坑时挖出的土回填至拦截坑内并形成回填土层，且使得回填土层上表面与施工区域周边土层上表面保持平整。
6.作为优化，步骤a中，施工区域在农田内时，使得施工区域位于农田内部边缘位置并靠近田埂设置；施工区域在农田与溪流之间以及农田与河流之间时，使得施工区域位于农田外部边缘位置。
7.作为优化，步骤b中，拦截坑整体呈矩形体结构设计。
8.作为优化，步骤b中，拦截坑的长度为5-20m，拦截坑的宽度为1-5m，拦截坑的深度为1-2m。
9.作为优化，所述拦截坑的长度为10m，拦截坑的宽度为3m，拦截坑的深度为1.5m。
10.作为优化，反应层内木屑碎直径为10-30mm。
11.作为优化，步骤c中，反应层从下至上依次包括第一木屑碎层、中间土层和第二木屑碎层。
12.作为优化，第二木屑碎层内的木屑碎尺寸大于或等于第一木屑碎层内的木屑碎尺寸设置。
13.作为优化，第一木屑碎层内的木屑碎直径为1-20mm，厚度为10-20cm；第二木屑碎层内的木屑碎的直径为10-30mm，厚度为10-20cm。
14.作为优化，步骤d中，回填土层的厚度尺寸为0.6-0.9m。
15.本发明原理是：在农田、农田与溪流之间以及农田与河流之间选取特定区域面积作为施工区域，在施工区域挖拦截坑，再在拦截坑的底部平铺设置木屑碎，最后将挖出的土回填至拦截坑内，使得回填土与施工区域周边土层上表面保持平整。通过主动添加木屑碎到土壤中，木屑碎提供了碳(c)，让土壤中的微生物群使用木屑碎中的碳(c)源作为电子供体和生长，促进微生物群在有氧环境下的活性，使土壤中的和水中的硝酸盐(no3-)转化为氮气(n)，并能够脱氮，这个过程叫做异样反硝化反应。
16.更进一步的说，在微生物尺度下，异养反硝化速率受氧(o2)、硝酸盐(no3-) 和碳(c)浓度的影响。在浅层土壤氧气充足和农业污染硝酸盐(no3-)超标时，可用可降解的碳(c)源驱动反硝化变得至关重要。好氧微生物通过有机化合物的氧化获得能量，使用氧气(o2)作为电子受体，直到环境变得在能量上有利于使用no3-作为电子受体。
17.本发明的有益效果是：本发明中脱氮生物反应模块使用的原料来自于大自然的有机材料，具有生物可降解性。对农田灌溉水和土壤地表水的硝酸盐拥有很高转化率，从而减少氮排放到河流和溪流，能够更好的避免对水体产生污染。通过阻断农业面源污染降低溪流水体污染从而减少中下游水体的氮积累，减少形成河流，湖泊富营养化的可能性。保护和增强水生态系统的健康，功能和稳定性。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明作进一步说明。一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，包括以下步骤：a、在农田、农田与溪流之间以及农田与河流之间选取特定区域面积作为施工区域；b、在施工区域施工作业并得到一个或一个以上的拦截坑；c、在b步骤中得到的拦截坑的底部平铺设置木屑碎并形成反应层；d、将施工作业得到拦截坑时挖出的土回填至拦截坑内并形成回填土层，且使得回填土层上表面与施工区域周边土层上表面保持平整。
19.具体的，施工区域的选取根据农田、农田与溪流之间以及农田与河流之间的地下水或排污水沟的走向进行选取，通常位于水流方向的下侧位置。
20.具体的，步骤b中，施工得到拦截坑时产生的土放置在拦截坑周围以方便回填。
21.本具体实施方式中，步骤a中，施工区域在农田内时，使得施工区域位于农田内部边缘位置并靠近田埂设置；施工区域在农田与溪流之间以及农田与河流之间时，使得施工区域位于农田外部边缘位置。
22.这样，施工区域位置的选取，能够降低对农田的影响，并且能够更好的对农田内的水进行处理，布局选择更加合理。
23.本具体实施方式中，步骤b中，拦截坑整体呈矩形体结构设计。
24.本具体实施方式中，步骤b中，拦截坑的长度为5-20m，拦截坑的宽度为 1-5m，拦截坑的深度为1-2m。
25.这样，拦截坑的长宽深更加的合理，更加方便施工。
26.本具体实施方式中，所述拦截坑的长度为10m，拦截坑的宽度为3m，拦截坑的深度
为1.5m。
27.本具体实施方式中，反应层内木屑碎直径为10-30mm。
28.本具体实施方式中，步骤c中，反应层从下至上依次包括第一木屑碎层、中间土层和第二木屑碎层。
29.具体的，中间土层的厚度为1-5cm。
30.本具体实施方式中，第二木屑碎层内的木屑碎尺寸大于或等于第一木屑碎层内的木屑碎尺寸设置。
31.这样，通过设置第一木屑碎层、中间土层和第二木屑碎层，使得第二木屑碎层内的木屑碎尺寸大于或等于第一木屑碎层内的木屑碎尺寸设置，并通过中间土层将第一木屑碎层和第二木屑碎层分隔开，不同尺寸的第一木屑碎层和第二木屑碎层能够各自对污水进行处理，并能够更好的对农田面源污水进行处理，更好的促进微生物群在有氧环境下的活性，更好的完成脱氮处理。
32.本具体实施方式中，第一木屑碎层内的木屑碎直径为1-20mm，厚度为 10-20cm；第二木屑碎层内的木屑碎的直径为10-30mm，厚度为10-20cm。
33.本具体实施方式中，步骤d中，回填土层的厚度尺寸为0.6-0.9m。
34.具体的，步骤c中，反应层从下至上依次包括第一木屑碎层、中间土层和第二木屑碎层，依次类推，根据氮污染物浓度，木屑碎层与中间土层数量可以增加，最顶部回填土达到与地貌齐平，作为植被种植层
35.具体的，中间土层要求透水性较好，回填土层具有透水性。
36.具体的，反应层的不规则木屑碎，需要经过特殊处理，增加木屑碎中碳基含量，有利于提升微生物群的活性，转化土壤和水中的硝酸根离子转化为氮气，降低氮污染物浓度。
37.本发明原理是：在农田、农田与溪流之间以及农田与河流之间选取特定区域面积作为施工区域，在施工区域挖拦截坑，再在拦截坑的底部平铺设置木屑碎，最后将挖出的土回填至拦截坑内，使得回填土与施工区域周边土层上表面保持平整。通过主动添加木屑碎到土壤中，木屑碎提供了碳(c)，让土壤中的微生物群使用木屑碎中的碳(c)源作为电子供体和生长，促进微生物群在有氧环境下的活性，使土壤中的和水中的硝酸盐(no3-)转化为氮气(n)，并能够脱氮，这个过程叫做异样反硝化反应。
38.更进一步的说，在微生物尺度下，异养反硝化速率受氧(o2)、硝酸盐(no3-) 和碳(c)浓度的影响。在浅层土壤氧气充足和农业污染硝酸盐(no3-)超标时，可用可降解的碳(c)源驱动反硝化变得至关重要。好氧微生物通过有机化合物的氧化获得能量，使用氧气(o2)作为电子受体，直到环境变得在能量上有利于使用no3-作为电子受体。
39.本发明的有益效果是：本发明中脱氮生物反应模块使用的原料来自于大自然的有机材料，具有生物可降解性，不会造成二次污染，并且不占用农田耕种作业面积。对农田灌溉水和土壤地表水的硝酸盐拥有很高转化率，从而减少氮排放到河流和溪流，能够更好的避免对水体产生污染。通过阻断农业面源污染降低溪流水体污染从而减少中下游水体的氮积累，减少形成河流，湖泊富营养化的可能性。保护和增强水生态系统的健康，功能和稳定性。实现了拦截农田面源污染，降低农田周边的水体的污染，实现了对生态的保护和修复。
40.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术
人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在农田、农田与溪流之间以及农田与河流之间选取特定区域面积作为施工区域；b、在施工区域施工作业并得到一个或一个以上的拦截坑； c 、在b步骤中得到的拦截坑的底部平铺设置木屑碎并形成反应层；d、将施工作业得到拦截坑时挖出的土回填至拦截坑内并形成回填土层，且使得回填土层上表面与施工区域周边土层上表面保持平整。2.如权利要求1所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：步骤a中，施工区域在农田内时，使得施工区域位于农田内部边缘位置并靠近田埂设置；施工区域在农田与溪流之间以及农田与河流之间时，使得施工区域位于农田外部边缘位置。3.如权利要求1所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：步骤b中，拦截坑整体呈矩形体结构设计。4.如权利要求3所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，步骤b中，拦截坑的长度为5-20m，拦截坑的宽度为1-5m，拦截坑的深度为1-2m。5.如权利要求4所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：所述拦截坑的长度为10m，拦截坑的宽度为3m，拦截坑的深度为1.5m。6.如权利要求1所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：反应层内木屑碎直径为10-30mm。7.如权利要求1所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：步骤c中，反应层从下至上依次包括第一木屑碎层、中间土层和第二木屑碎层。8.如权利要求7所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：第二木屑碎层内的木屑碎尺寸大于或等于第一木屑碎层内的木屑碎尺寸设置。9.如权利要求8所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：第一木屑碎层内的木屑碎直径为1-20mm，厚度为10-20cm；第二木屑碎层内的木屑碎的直径为10-30mm，厚度为10-20cm。10.如权利要求1所述的一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，其特征在于：步骤d中，回填土层的厚度尺寸为0.6-0.9m。

技术总结
本发明涉及生态修护技术领域，特别是涉及一种拦截农田面源污染的脱氮生物反应模块的制作方法，包括以下步骤：a、在农田、农田与溪流之间以及农田与河流之间选取特定区域面积作为施工区域；b、在施工区域施工作业并得到一个或一个以上的拦截坑；c、在b步骤中得到的拦截坑的底部平铺设置木屑碎并形成反应层；d、将施工作业得到拦截坑时挖出的土回填至拦截坑内并形成回填土层，且使得回填土层上表面与施工区域周边土层上表面保持平整。本发明具有能够更好的对农业面源污染物氮进行有效拦截，能够避免产生二次污染，能够避免对农业种植面积造成浪费的特点。成浪费的特点。


技术研发人员：吴伟辰
受保护的技术使用者：吴伟辰
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2022/5/25