CN109127687A - 一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法，包括稻田、水泵和抽取泵，所述稻田上排列种植有水稻，所述水泵的输入端通过输入管连接有蓄水池，所述输入管通过连接管相通连接有液体肥罐和秸秆炭混合液容罐，所述水泵的输出端通过输出支管相通连接有插管，所述输出支管通过插管固定插入水稻之间，所述抽取泵的输入端通过抽取支管相通连接有抽取插管，所述抽取支管通过抽取插管对应输出支管之间插入稻田内部，该重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法，便于对农田土壤中重金属处理，对农田土壤修复效率高，解决了现有对农田土壤中重金属处理操作不便，以及对重金属处理操作周期长、效率慢的问题。

Description

一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法
技术领域
本发明属于农田修复技术领域，具体涉及一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，本发明还涉及到一种重金属污染农田土壤的生态水利修复方法。
背景技术
目前，对重金属污染土壤修复治理措施多采用工程修复、土壤改良、淋洗农业措施以及植物修复，工程修复为翻耕、客土和换图，工程量大，还需要耗费大量清洁土壤、适应于场地修复，不适合大面积的农田污染修复；土壤改良措施依靠改良剂稳定重金属，无法降低土壤中重金属含量和解除重金属污染风险，而且改良剂存在对土壤二次污染，破坏土壤自身的生态平衡问题；土壤淋洗技术适用于污染场地修复，其实施周期短、效率较高、清理重金属较为彻底，但是喷淋技术所很使用的修复药剂对土壤易造成二次污染，不利于土壤的后期种植使用；农业措施多采用施肥和田间水分调控抑制作物吸收重金属，无法消减土壤中重金属含量，调控精细化要求高，重金属污染风险难解除；植物修复费用低廉，不破坏场地结构，但周期长、见效慢，而且在修复过程中不能种植农作物，影响农作物生产。
因此如何利用水利和生态修复原理，在不影响种植物正常耕作的条件下对土壤中重金属治理成为农业种植急需解决的问题。
现有专利申请号201410497202.1中公开了一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法，在对农田修复时，利用农田水利的方式把污染稻田土壤中的重金属逐步洗脱和退水排出，在对农田输入带有环保淋洗剂的液体混合化肥后输出至土壤内部，而且对本申请所使用的农田在种植之前需要在土壤内部预留排水管，实施较为不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法，包括稻田、水泵和抽取泵，所述稻田上排列种植有水稻，所述水泵的输入端通过输入管连接有蓄水池，所述输入管通过连接管相通连接有液体肥罐和秸秆炭混合液容罐，所述水泵的输出端通过输出支管相通连接有插管，所述输出支管通过插管固定插入水稻之间，且插管的末端位于稻田内基层，所述抽取泵的输入端通过抽取支管相通连接有抽取插管，所述抽取支管通过抽取插管对应输出支管之间插入稻田内部，且抽取插管的末端深于插管的末端，所述抽取泵的输出端通过输出管连接有生态净化池。
优选的，所述蓄水池为露天开设的池塘，所述蓄水池对应输入管的输入端设置有对杂物过滤隔离的隔离栅网。
优选的，所述秸秆炭混合容罐内部注入有秸秆炭与液体的混合物，所述秸秆炭采用小麦秸秆焚烧制备。
优选的，所述插管和抽取插管的末端呈刀锋状设置，且插管和抽取插管上均匀开设有通孔，所述插管和抽取插管内壁末端设置有滤水板。
优选的，所述连接管内部设置有手动流量调节阀，且连接管对应手动流量调节阀设置有透视段。
优选的，所述生态净化池内部底部铺设有秸秆炭，并种植有具有重金属吸收作用的植物。
本发明还提供了一种采用上述重金属污染农田土壤的生态水利修复系统的生态水利修复方法，具体包括以下步骤：
S1、水稻排列播种在稻田上，在需要对稻田内重金属处理时，将插管和抽取插管交错通过输出支管和抽取支管插入稻田内部，抽取插管的末端插入稻田内部并深于插管的末端；
S2、水泵连接市电运行，水泵的输入端通过输入管对蓄水池内部的水抽取，输入管并通过所相通连接的液体肥罐和秸秆炭混合液容罐对液体肥和秸秆炭溶液抽取混合，输出支管对水泵抽取的液体通过插管输出至稻田内部，对稻田内部的浸透，液体对稻田内部土壤浸透的同时秸秆炭对土壤内部的重金属吸附，随着液体的自身重量性质渗入稻田内底部土壤中；
S3、抽取泵连接市电运行，通过抽取支管对抽取插管产生抽取力度，抽取插管对土壤中渗入的液体抽离，并通过输出管排出至生态净化池内部；
S4、生态净化池内部的秸秆炭对排入液体中的重金属吸附，具有重金属吸收作用的植物采用天门冬种植在秸秆炭上，且生态净化池为农田开设设置，通过天门冬对液体中的重金属吸收，在美化环境的同时对重金属处理。
现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过在稻田内部对应水稻排列种植的行间交错设置插管和抽取插管，并在水泵的输入端通过输入管连接秸秆炭液体罐，水稻排列播种在稻田上，在需要对稻田内重金属处理时，将插管和抽取插管交错通过输出支管和抽取支管插入稻田内部，抽取插管的末端插入稻田内部并深于插管的末端；水泵连接市电运行，水泵的输入端通过输入管对蓄水池内部的水抽取，输入管并通过所相通连接的液体肥罐和秸秆炭混合液容罐对液体肥和秸秆炭溶液抽取混合，输出支管对水泵抽取的液体通过插管输出至稻田内部，对稻田内部的浸透，液体对稻田内部土壤浸透的同时秸秆炭对土壤内部的重金属吸附，随着液体的自身重量性质渗入稻田内底部土壤中；抽取泵连接市电运行，通过抽取支管对抽取插管产生抽取力度，抽取插管对土壤中渗入的液体抽离，并通过输出管排出至生态净化池内部；生态净化池内部的秸秆炭对排入液体中的重金属吸附，具有重金属吸收作用的植物采用天门冬种植在秸秆炭上，且生态净化池为农田开设设置，通过天门冬对液体中的重金属吸收。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的图1俯视结构示意图；
图3为本发明的插管和抽取插管结构示意图；
图4为本发明的使用流程结构示意图。
图中：稻田1；水泵2；抽取泵3；输入管4；蓄水池5；液体肥罐41；秸秆炭混合液容罐42；输出支管6；插管7；抽取支管8；抽取插管9；生态净化池10。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-4的一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法，包括稻田1、水泵2和抽取泵3，所述稻田1上排列种植有水稻，所述水泵2的输入端通过输入管4连接有蓄水池5，所述输入管4通过连接管相通连接有液体肥罐41和秸秆炭混合液容罐42，所述水泵2的输出端通过输出支管6相通连接有插管7，所述输出支管6通过插管7固定插入水稻之间，且插管7的末端位于稻田1内基层，所述抽取泵3的输入端通过抽取支管8相通连接有抽取插管9，所述抽取支管8通过抽取插管9对应输出支管6之间插入稻田1内部，且抽取插管9的末端深于插管7的末端，所述抽取泵3的输出端通过输出管连接有生态净化池10。
具体的，所述蓄水池5为露天开设的池塘，所述蓄水池5对应输入管4的输入端设置有对杂物过滤隔离的隔离栅网。蓄水池5对下雨时的雨水收集，节约水资源，并在水泵2通过输入管4对蓄水池5内部的水抽取时，隔离栅网对输入管4抽取的水源中的杂质过滤。
优选的，所述秸秆炭混合容罐42内部注入有秸秆炭与液体的混合物，所述秸秆炭采用小麦秸秆焚烧制备。小麦秸秆所焚烧的秸秆炭具有对土壤中重金属吸附的作用。
具体的，所述插管7和抽取插管9的末端呈刀锋状设置，且插管7和抽取插管9上均匀开设有通孔，所述插管7和抽取插管9内壁末端设置有滤水板。插管7和抽取插管9通过输出支管6和抽取支管8插入稻田1内部，便于对稻田1土壤所包含的水分退水更换，对土壤中的重金属吸附后排出，滤水板对插管7以及抽取插管9内部输出或抽取的水分过滤，避免土壤进入插管7或抽取插管9影响液体的输出或抽取。
具体的，所述连接管内部设置有手动流量调节阀，且连接管对应手动流量调节阀设置有透视段。通过透视段对连接管输出秸秆炭液以及液体肥的状况了解，并通过手动流量调节阀对输出的流量调节。
具体的，所述生态净化池10内部底部铺设有秸秆炭，并种植有具有重金属吸收作用的植物。
本发明还提供了一种采用上述重金属污染农田土壤的生态水利修复系统的生态水利修复方法，具体包括以下步骤：
S1、水稻排列播种在稻田1上，在需要对稻田1内重金属处理时，将插管7和抽取插管9交错通过输出支管6和抽取支管8插入稻田1内部，抽取插管9的末端插入稻田1内部并深于插管7的末端；
S2、水泵2连接市电运行，水泵2的输入端通过输入管4对蓄水池5内部的水抽取，输入管4并通过所相通连接的液体肥罐41和秸秆炭混合液容罐42对液体肥和秸秆炭溶液抽取混合，输出支管6对水泵2抽取的液体通过插管7输出至稻田1内部，对稻田1内部的浸透，液体对稻田1内部土壤浸透的同时秸秆炭对土壤内部的重金属吸附，随着液体的自身重量性质渗入稻田1内底部土壤中；
S3、抽取泵3连接市电运行，通过抽取支管8对抽取插管9产生抽取力度，抽取插管9对土壤中渗入的液体抽离，并通过输出管排出至生态净化池10内部；
S4、生态净化池10内部的秸秆炭对排入液体中的重金属吸附，具有重金属吸收作用的植物采用天门冬种植在秸秆炭上，且生态净化池为农田开设设置，通过天门冬对液体中的重金属吸收，在美化环境的同时对重金属处理。
在使用时，水稻排列播种在稻田1上，在需要对稻田1内重金属处理时，将插管7和抽取插管9交错通过输出支管6和抽取支管8插入稻田1内部，抽取插管9的末端插入稻田1内部并深于插管7的末端；水泵2连接市电运行，水泵2的输入端通过输入管4对蓄水池5内部的水抽取，输入管4并通过所相通连接的液体肥罐41和秸秆炭混合液容罐42对液体肥和秸秆炭溶液抽取混合，输出支管6对水泵2抽取的液体通过插管7输出至稻田1内部，对稻田1内部的浸透，液体对稻田1内部土壤浸透的同时秸秆炭对土壤内部的重金属吸附，随着液体的自身重量性质渗入稻田1内底部土壤中；抽取泵3连接市电运行，通过抽取支管8对抽取插管9产生抽取力度，抽取插管9对土壤中渗入的液体抽离，并通过输出管排出至生态净化池10内部；生态净化池10内部的秸秆炭对排入液体中的重金属吸附，具有重金属吸收作用的植物采用天门冬种植在秸秆炭上，且生态净化池为农田开设设置，通过天门冬对液体中的重金属吸收，在美化环境的同时对重金属处理，处理重金属后的水源可以用于对树木浇灌，对水源回收利用。
综上所述：该重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，在稻田1内部对应水稻排列种植的行间交错设置插管7和抽取插管8，并在水泵2的输入端通过输入管4连接秸秆炭液体罐42，水稻排列播种在稻田1上，在需要对稻田1内重金属处理时，将插管7和抽取插管9交错通过输出支管6和抽取支管8插入稻田1内部，抽取插管9的末端插入稻田1内部并深于插管7的末端；水泵2连接市电运行，水泵2的输入端通过输入管4对蓄水池5内部的水抽取，输入管4并通过所相通连接的液体肥罐41和秸秆炭混合液容罐42对液体肥和秸秆炭溶液抽取混合，输出支管6对水泵2抽取的液体通过插管7输出至稻田1内部，对稻田1内部的浸透，液体对稻田1内部土壤浸透的同时秸秆炭对土壤内部的重金属吸附，随着液体的自身重量性质渗入稻田1内底部土壤中；抽取泵3连接市电运行，通过抽取支管8对抽取插管9产生抽取力度，抽取插管9对土壤中渗入的液体抽离，并通过输出管排出至生态净化池10内部；生态净化池10内部的秸秆炭对排入液体中的重金属吸附，具有重金属吸收作用的植物采用天门冬种植在秸秆炭上，且生态净化池为农田开设设置，通过天门冬对液体中的重金属吸收，解决了现有对农田土壤中重金属处理操作不便，以及对重金属处理操作周期长、效率慢的问题。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，包括稻田(1)、水泵(2)和抽取泵(3)，其特征在于：所述稻田(1)上排列种植有水稻，所述水泵(2)的输入端通过输入管(4)连接有蓄水池(5)，所述输入管(4)通过连接管相通连接有液体肥罐(41)和秸秆炭混合液容罐(42)，所述水泵(2)的输出端通过输出支管(6)相通连接有插管(7)，所述输出支管(6)通过插管(7)固定插入水稻之间，且插管(7)的末端位于稻田(1)内基层，所述抽取泵(3)的输入端通过抽取支管(8)相通连接有抽取插管(9)，所述抽取支管(8)通过抽取插管(9)对应输出支管(6)之间插入稻田(1)内部，且抽取插管(9)的末端深于插管(7)的末端，所述抽取泵(3)的输出端通过输出管连接有生态净化池(10)。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，其特征在于：所述蓄水池(5)为露天开设的池塘，所述蓄水池(5)对应输入管(4)的输入端设置有对杂物过滤隔离的隔离栅网。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，其特征在于：所述秸秆炭混合容罐(42)内部注入有秸秆炭与液体的混合物，所述秸秆炭采用小麦秸秆焚烧制备。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，其特征在于：所述插管(7)和抽取插管(9)的末端呈刀锋状设置，且插管(7)和抽取插管(9)上均匀开设有通孔，所述插管(7)和抽取插管(9)内壁末端设置有滤水板。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，其特征在于：所述连接管内部设置有手动流量调节阀，且连接管对应手动流量调节阀设置有透视段。
6.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统，其特征在于：所述生态净化池(10)内部底部铺设有秸秆炭，并种植有具有重金属吸收作用的植物。
7.一种采用如权利要求1-6任一项所述的重金属污染农田土壤的生态水利修复系统的生态水利修复方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、水稻排列播种在稻田(1)上，在需要对稻田(1)内重金属处理时，将插管(7)和抽取插管(9)交错通过输出支管(6)和抽取支管(8)插入稻田(1)内部，抽取插管(9)的末端插入稻田(1)内部并深于插管(7)的末端；
S2、水泵(2)连接市电运行，水泵(2)的输入端通过输入管(4)对蓄水池(5)内部的水抽取，输入管(4)并通过所相通连接的液体肥罐(41)和秸秆炭混合液容罐(42)对液体肥和秸秆炭溶液抽取混合，输出支管(6)对水泵(2)抽取的液体通过插管(7)输出至稻田(1)内部，对稻田(1)内部的浸透，液体对稻田(1)内部土壤浸透的同时秸秆炭对土壤内部的重金属吸附，随着液体的自身重量性质渗入稻田(1)内底部土壤中；
S3、抽取泵(3)连接市电运行，通过抽取支管(8)对抽取插管(9)产生抽取力度，抽取插管(9)对土壤中渗入的液体抽离，并通过输出管排出至生态净化池(10)内部；
S4、生态净化池(10)内部的秸秆炭对排入液体中的重金属吸附，具有重金属吸收作用的植物采用天门冬种植在秸秆炭上，且生态净化池为农田开设设置，通过天门冬对液体中的重金属吸收，在美化环境的同时对重金属处理。
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