CN108585292A - 矿区周边农用地灌溉水净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿区周边农用地灌溉水净化装置，它包括进水单元和出水单元，进水单元与出水单元之间的上部设有挡水板相隔，进水单元与出水单元之间的下部相连通；进水单元由前至后依次设有进水口、细格栅板、进水布水板，出水单元内由前至后依次设有净化单元、出水布水板、直排口，净化单元位于与进水单元相连通处。本发明装置能将矿区酸性砷、镉、铅、锌和铜等多种重金属复合污染水体净化达到《农田灌溉水质标准》(GB5084‑2005)，而且净化单元采用的填充材料净化效率高，再生方便，而且还能针对不同作物种类采用不同浇灌方式。
Description
技术领域
本发明涉及重金属污染水体的修改设备技术领域，具体是一种矿区周边农用地灌溉水净化装置。
背景技术
有色矿场在开采、冶炼过程中会产生的大量含重金属的尾矿、尾渣等废弃物，不仅对周边的水体造成严重的重金属污染，而且这些废弃物中含有大量的硫化物，硫化物氧化所形成的酸性矿山废水(AMD)对农用地土壤产生强烈酸性污染。长期使用酸性矿山废水灌溉农用地，一方面，导致土壤酸化，促使一些营养元素的固定，土壤容易缺乏磷、钾、钙、镁等元素，作物生长变缓慢、茎叶发黄，产量下降，容易发生某些病害；另一方，土壤酸化后，铬、铅、镉、锌等有毒重金属离子溶解度升高，活性增加，高浓度的重金属沉积在表土层，会毒害作物的根部，并且在植物体内蓄积增加。最终，通过食物链危害动物或人体的健康。
目前对灌溉水的处理装置主要砂石过滤器、生物净化装置和反渗透装置，其中砂石过滤器主要处理灌溉水中的悬浮物和其他较大粒径的杂质，生物净化装置主要对灌溉水中的有机污染及营养物质有明显降低作用，反渗透装置主要去除灌溉水中的盐分、重金属离子、无机物、胶体微粒等。这些灌溉水处理装置主要用来去除灌溉水中的悬浮物、有机物、盐分或重金属等，对《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中PH值(5.5～8.5)要求研究较少。
水滑石(LDH)，又称层状双金属氢氧化物，是一类重要的无机功能材料，具有碱性特征。由于其层状结构具有层间阴离子的可交换性，较大的比表面积和孔径，表面多活性位点，容易接受客体阴离子，可用来吸附溶液中的存在的阳离子或阴离子。且由于自身特有的结构性质，层间阴离子可以发生交换，并且表面呈碱性具有记忆效应，所以再生方便。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种矿区周边农用地灌溉水净化装置，以解决目前矿山周边农用地的灌溉水被砷、镉、铅、锌、铬和铜等多种重金属复合污染，且水体pH值呈酸性等问题，使出水中重金属指标达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)，出水pH值达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中(5.5～8.5)的要求。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明矿区周边农用地灌溉水净化装置，它包括进水单元和出水单元，进水单元与出水单元之间的上部设有挡水板相隔，进水单元与出水单元之间的下部相连通；进水单元由前至后依次设有进水口、细格栅板、进水布水板，出水单元内由前至后依次设有净化单元、出水布水板、直排口，净化单元位于与进水单元相连通处。
所述出水单元的外侧设有用于监测出水流量、温度和pH值的监测器以及增压泵，增压泵的一端连接出水单元，另一端连接软管，软管的端头设有喷洒口，软管安装在手摇式收管器内实现收纳或拉伸。
所述进水单元的下部设有泄水孔。
所述净化装置的底部设有可移动底座，可移动底座安装有车轮，可移动底座的一端安装有推力杆。
所述净化单元采用水滑石的填充材料，填充材料可通过氢氧化钠和碳酸钠按摩尔浓度比为2:1的混合溶液浸泡实现再生。
本发明装置具有以下有益效果：
1.采用本发明装置对矿区酸性多种重金属复合污染废水净化后，不仅出水中重金属指标达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)，且出水pH值达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中(5.5～8.5)的要求；
2.本发明所述净化单元采用的填充材料为水滑石，对矿区酸性重金属废水净化效率高，且再生方便；
3.本发明装置能针对不同作物种类采用不同浇灌方式，操作灵活。
附图说明
图1是本发明矿区周边农用地灌溉水净化装置的结构示意图。
图2是图1的俯视图。图中已将可移动底座取下。
附图标记说明：
1—进水口，2—进水单元，3—细格栅板，4—进水布水板，5—挡水板，6—净化单元，7—出水布水板，8—监测器，9—出水单元，10—增压泵，11—手摇式收管器，12—喷洒口，13—直排口，14—可移动底座，15—车轮，16—推力杆，17—泄水孔。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案：
如图1和图2所示，本发明矿区周边农用地灌溉水净化装置，包括进水单元2、净化单元6、出水单元9和移动底座14。进水单元2与出水单元9之间的上部设有挡水板5相隔，进水单元2与出水单元9之间的下部相连通；进水单元2由前至后依次设有进水口1、细格栅板3、进水布水板4，进水口1设置在进水单元2的上部，进水单元2的下部设有泄水孔17；出水单元9内由前至后依次设有净化单元6、出水布水板7、直排口13，净化单元6位于与进水单元2相连通处；出水单元9的外侧上部设有用于监测出水流量、温度和pH值的监测器8，外侧中部安装有增压泵10，增压泵10的一端连接出水单元9，另一端连接软管，软管的端头设有喷洒口12，软管安装在手摇式收管器11内，实现收纳或拉伸。
为了方便移动，本发明净化装置的底部安装可移动底座14，可移动底座14安装有车轮15，可移动底座14的一端安装有推力杆16。通过人力推动推力杆16，使本发明净化装置能方便地移动至所需位置。
本发明净化装置所述的净化单元可采用水滑石的填充材料，填充材料可通过氢氧化钠和碳酸钠按摩尔浓度比为2:1的混合溶液浸泡实现再生。
使用本发明矿区周边农用地灌溉水净化装置，操作方法如下：
先通过进水口1向进水单元2灌入酸性重金属污染废水，水通过细格栅板3，能将水中固体颗粒等杂质过滤掉，防止后面净化单元6的堵塞。过滤后的水经过进水布水板4，流经净化单元6，净化单元6中的填充材料水滑石会通过表面吸附、化学沉淀和层间阴离子交换等将水中的重金属去除，且通过自身的碱性中和酸性废水，将出水中的重金属指标和pH值达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)。净化后的水体经过出水布水板7排放，根据农作物的灌溉方式，可选择直排口13排放灌溉，如水田灌溉；如植物幼苗、蔬菜、花卉等，可选择增压泵10通过喷洒口12排放灌溉。
若监测器8显示的出水pH值低于《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中PH值要求(5.5～8.5)。则应对净化单元6中的填充材料水滑石进行再生处理，取出水滑石放入再生液为摩尔浓度0.050mol/L的氢氧化钠溶液和摩尔浓度0.025mol/L的碳酸钠混合溶液中，静置再生一天后，用清水将水滑石冲洗干净，再按装回净化单元6中，水滑石就可以继续净化矿山酸性重金属废水。
当需要清洗进水单元2时，打开泄水孔17可排放进水单元2内的废水。
应用案例一：
以某矿区周边水田灌溉水为净化对象，其pH值为5.03，重金属镉浓度为0.035mg/L，砷浓度为0.127mg/L，锌浓度为1.988mg/L，铜浓度为1.200mg/L；使用本发明矿区周边农用地灌溉水净化装置净化后，出水pH值为6.76，重金属镉浓度为0.007mg/L，砷浓度为0.011mg/L，锌浓度为0.154mg/L，铜浓度为0.242mg/L，重金属镉、砷、锌和铜的净化率分别为80.0％、91.3％、92.3％和79.8％，出水pH值及重金属浓度均达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)要求。出水可安全通过直排口浇灌水田。
应用案例二：
以某矿区周边蔬菜地灌溉水为净化对象，其pH值为5.38，重金属镉浓度为0.031mg/L，铅浓度为0.207mg/L，铬(六价)浓度为0.145mg/L；使用本发明矿区周边农用地灌溉水净化装置净化后，出水pH值为7.25，重金属镉浓度为0.008mg/L，铅浓度为0.064mg/L，铬(六价)浓度为0.056mg/L，重金属镉、铅和铬(六价)的净化率分别为74.2％、69.1％和61.4％，出水pH值及重金属浓度均达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)要求。出水可安全采用喷洒口浇灌蔬菜。
应用案例三：
对净化单元的填充材料水滑石进行再生处理，取出水滑石放入再生液为摩尔浓度0.050mol/L的氢氧化钠溶液和摩尔浓度0.025mol/L的碳酸钠混合溶液中，静置再生一天后，用清水将水滑石冲洗干净，再安装回净化单元。以某矿区周边玉米地灌溉水为净化对象，其pH值为4.72，重金属镉浓度为0.012，铅浓度为0.336mg/L，砷浓度为0.208mg/L，锌浓度为1.231mg/L，铜浓度为1.674mg/L；使用本发明矿区周边农用地灌溉水净化装置净化后，出水pH值为6.83，重金属镉浓度为0.005mg/L，铅浓度为0.081，砷浓度为0.026mg/L，锌浓度为0.129mg/L，铜浓度为0.310mg/L，重金属镉、铅、砷、锌和铜的净化率分别为58.3％、76.0％、87.5％、89.5％和81.5％，出水pH值及重金属浓度均达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)要求。出水可安全采用喷洒口浇灌玉米幼苗。
可见，与现有技术相比，采用本发明的矿区周边农用地灌溉水净化装置，能使出水中重金属指标达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)，出水pH值达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中(5.5～8.5)的要求；净化填充材料水滑石对矿区酸性重金属废水净化效率高，再生方便；可针对不同作物种类采用不同浇灌方式。
Claims (5)
1.矿区周边农用地灌溉水净化装置，其特征在于，它包括进水单元和出水单元，进水单元与出水单元之间的上部设有挡水板相隔，进水单元与出水单元之间的下部相连通；进水单元由前至后依次设有进水口、细格栅板、进水布水板，出水单元内由前至后依次设有净化单元、出水布水板、直排口，净化单元位于与进水单元相连通处。
2.根据权利要求1所述矿区周边农用地灌溉水净化装置，其特征在于，所述出水单元的外侧设有用于监测出水流量、温度和pH值的监测器以及增压泵，增压泵的一端连接出水单元，另一端连接软管，软管的端头设有喷洒口，软管安装在手摇式收管器内实现收纳或拉伸。
3.根据权利要求1或2所述矿区周边农用地灌溉水净化装置，其特征在于，所述进水单元的下部设有泄水孔。
4.根据权利要求1或2所述矿区周边农用地灌溉水净化装置，其特征在于，所述净化装置的底部设有可移动底座，可移动底座安装有车轮，可移动底座的一端安装有推力杆。
5.根据权利要求1或2所述矿区周边农用地灌溉水净化装置，其特征在于，所述净化单元采用水滑石的填充材料，填充材料可通过氢氧化钠和碳酸钠按摩尔浓度比为2:1的混合溶液浸泡实现再生。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180928 |