CN109319974A - 一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置及方法 - Google Patents

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王怡君
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冯灿
刘西萌
钟钦梅
马小杰
王贵胤
潘小梅
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Abstract

本发明涉及农田重金属污染土壤的修复技术领域，公开了一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置及方法。本发明包括田间挖掘的水沟、过滤沙袋、净水剂投加器，所述水沟上沿口的口面一圈设置有由泥土垒成的田坎，水沟内壁铺设一层防渗膜，水沟与田间设置有若干连通的进水口，所述过滤沙袋设置在进水口处，所述净水投加器设置在水沟边。本发明设置粗细不同的过滤沙袋过滤泥水中的大量颗粒物，利用泥水自身重力使其流入水沟，投放适宜的净水剂进行水体净化；本发明优化了沙袋的堆放形式及沙体粒径从而提高泥水过滤效果；优化水沟沟体的结构，提高水沟稳定性。本系统简单易于操作，过滤后出水水质浊度低，处理效果好，具有较强的可推广性。

Description

一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置及方法
技术领域
本发明涉及农田重金属污染土壤的修复技术领域，尤其涉及一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置及方法。
背景技术
土壤是农业发展的关键因素，是人类生产和生活不可缺少且不可再生的自然资源。然而，近些年来，随着社会经济的发展以及人类活动的影响，导致农田土壤重金属污染日益严重。有害重金属在土壤中过度积累，不仅导致土壤退化、作物质量和产量下降，而且易通过地表径流等途径污染水体，从而通过食物链危害人体健康。因此，农田土壤重金属污染修复已成为亟待解决的环境问题之一。
纵观土壤重金属污染修复技术，淋洗法因其操作简单、高效快速、成本低廉等优势，已经在国内外得到推广和应用。然而，淋洗过后的泥水中含有大量的重金属离子，若不对其进行及时地泥水分离，很有可能导致游离态的重金属离子再次吸附到土壤颗粒表面。因而，淋洗过后废水中的泥水分离操作显得尤为关键。综上所述，急需设计一种能够就地取材同时适用于农田低浓度重金属泥水分离的装置及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置及方法，在田间一角挖一水沟，利用重力作用，使得淋洗后的废水能够自然流入沟内，利用沙袋进行过滤，向其中投加适量净水剂使得废水变为澄清。
本发明采用的技术方案如下：
一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置，包括在田间挖掘的水沟、过滤沙袋、净水剂投加器，所述水沟上沿口的口面一圈设置有由泥土垒成的田坎，水沟内壁铺设一层防渗膜，水沟与田间设置有若干连通的进水口，所述过滤沙袋设置在进水口处，所述净水剂投加器设置在水沟边。
在水沟上沿口的口面设置一圈田坎防止泥水从周边进入水沟，防渗膜能防止进入水沟的泥水渗透对田土造成污染。通过防渗膜的隔绝，使得水沟成为相对封闭的泥水净化容器，水沟下方及周围的田土不会混入泥水中造成进一步混浊。同时，具有低浓度重金属的泥水也不会对水沟下方及周围的田土造成污染损坏，保持了水沟的稳定性，有利于水沟循环使用。
进一步地，所述水沟进水口的口面高度低于田间水底的高度，过滤沙袋的堆放高度高于田间水面的高度。设置进水口的口面低于田间水底，便于废水利用自身重力流入到水沟内。
进一步地，所述过滤沙袋包括粗沙袋和细沙袋，所述进水口处靠外设置一排粗沙袋，进水口处靠内设置一排细沙袋。设置两排粗细不同的过滤沙袋，便于过滤掉不同粒径的杂质；将粗细不同的过滤沙袋前后放置，有利于提高过滤效率。
进一步地，所述过滤沙袋在进水口处堆放成圆弧状，扩大与泥水的接触面积，提高过滤效率。
进一步地，所述水沟的上沿口沿沟壁至沟底呈一定的坡度。增设一定的倾斜度，依靠重力使得废水沿坡面流入到沟底；另外，由于坡度的存在，泥沙会不断往更深处流动,使得上层清液便于后续抽取。
进一步地，所述水沟上沿口的口面一圈铺设一层防渗膜，防止泥水浸入。
进一步地，所述粗沙袋中沙粒的平均粒径为2-3mm，所述细沙袋中沙粒的平均粒径为0.5-1.5mm。沙粒粒径的大小对于过滤效果有着重要影响，粗沙粒之间的缝隙相应较大，用于过滤掉大粒径的杂质；细沙粒之间相对较为密实，用于过滤掉较小粒径的杂质。
进一步地，所述净水剂投加器设置在水沟长侧边的中部，便于净水剂投加器向水沟两端投加净水剂。
本发明还包括一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的方法，包括以下步骤：
A、在田间挖一条具有一定坡度的水沟，在水沟外围用泥土垒出田坎，并在水沟内壁铺设高于预处理水量高度的防渗膜；
B、在水沟外围的田坎处开凿若干进水口，并在每个进水口处分别放置两排粗细不同的沙袋，其中靠外侧为粗沙袋，沙粒直径为2-3mm，靠内侧为细沙袋，沙粒直径为0.5-1.5mm；
C、田间泥水经过沙袋后流入到水沟内，当水沟内含泥污水达到一定蓄水量后，用挡水板挡住进水口，向水沟内投加适量净水剂；
D、待水沟内的水体清澈后，利用抽水泵将水体的上层清水抽出，并将底部絮凝过后的泥沙清理。
进一步地，所述净水剂为阳离子型聚丙烯酰胺，净水剂的添加量按照每1L泥水添加0.05～0.2g阳离子型聚丙烯酰胺。由于选取的聚丙烯酰胺为阳离子型，故不会吸附水中的重金属离子。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明充分考虑到了野外田间操作条件的不足，设置一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置及处理方法，利用粗细不同的过滤沙袋过滤泥水中的大量颗粒物，利用泥水自身重力使其流入水沟，设置净水剂投加器投放净水剂进行水体净化；本发明优化了沙袋的堆放形式，增加了过滤面积，优化了沙体粒径，有针对性的过滤杂质，提高泥水过滤效果；优化水沟沟体的结构，提高水沟的稳定性；优化净水剂投加装置的安装位置及净水剂的种类及用量，充分发挥净水剂的净水效果；本系统简单易于操作，且其出水水质浊度低，处理效果好，具有较强的可推广性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的泥水分离的简易装置的示意图。
附图标记说明：1为水沟、2为净水剂投加器、3为田坎、4为进水口、5为粗沙袋、6为细沙袋、11为沟壁、12为沟底。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置，包括在田间挖掘的水沟1、过滤沙袋、净水剂投加器2，所述水沟1的上沿口沿水沟的沟壁11至沟底12呈一定的坡度，上沿口的口面一圈铺设一层防渗膜，在该层防渗膜上设置有一圈由泥土垒成的田坎3，水沟1的沟壁11及沟底12铺设一层防渗膜，水沟1与田间设置有连通的一个进水口4，进水口4的数量可根据沟体及所需水量的大小来添加；所述过滤沙袋设置在进水口4处，所述净水投加器2设置在水沟侧边的中部。
所述水沟1的进水口4的口面高度低于田间水底的高度，过滤沙袋的堆放高度高于田间水面的高度。所述过滤沙袋包括粗沙袋5和细沙袋6，所述进水口4处靠外设置一排弧形的粗沙袋5，进水口4处靠内设置一排弧形的细沙袋6。所述粗沙袋中沙粒的平均粒径为2-3mm，所述细沙袋中沙粒的平均粒径为0.5-1.5mm。
在本装置使用时，田间含低浓度的重金属泥水会先后经过粗沙袋5和细沙袋6不断往沟内流动，进水口4的宽度及数量会影响单位时间的蓄水量。当水沟1蓄水达到一定量之后，将进水口4处用挡水板挡住，利用净水剂投加器2再向水沟1内缓慢投加净水剂，本实施例中采用的净水剂为阳离子型的聚丙烯酰胺，为粉末状，用量按照50～200g/m3的用量来投放，静置直至沟内泥水变澄清为止。当水体需重新利用时，用抽水泵将上层清水抽出，并将沟底12絮凝过后的泥沙清理干净，再重复进行上述的过滤进水和絮凝的操作，实现该装置的循环使用。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的简易装置，其特征在于：包括在田间挖掘的水沟、过滤沙袋、净水剂投加器，所述水沟上沿口的口面一圈设置有由泥土垒成的田坎，水沟内壁铺设一层防渗膜，水沟与田间设置有若干连通的进水口，所述过滤沙袋设置在进水口处，所述净水剂投加器设置在水沟边。
2.根据权利要求1所述的泥水分离的简易装置，其特征在于：所述水沟进水口的口面高度低于田间水底的高度，过滤沙袋的堆放高度高于田间水面的高度。
3.根据权利要求2所述的泥水分离的简易装置，其特征在于：所述过滤沙袋包括粗沙袋和细沙袋，所述进水口处靠外设置一排粗沙袋，进水口处靠内设置一排细沙袋。
4.根据权利要求3所述的泥水分离的简易装置，其特征在于：所述过滤沙袋在进水口处堆放成圆弧状。
5.根据权利要求1所述的泥水分离的简易装置，其特征在于：所述水沟的上沿口沿沟壁至沟底呈一定的坡度。
6.根据权利要求1所述的泥水分离的简易装置，其特征在于：所述水沟上沿口的口面一圈铺设一层防渗膜。
7.根据权利要求1所述的泥水分离的简易装置，其特征在于：所述粗沙袋中沙粒的平均粒径为2-3mm，所述细沙袋中沙粒的平均粒径为0.5-1.5mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的泥水分离的简易装置，其特征在于：所述净水剂投加器设置在水沟长侧边的中部。
9.一种适用于农田低浓度重金属泥水分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在田间挖一条具有一定坡度的水沟，在水沟外围用泥土垒出田坎，并在水沟内壁铺设高于预处理水量高度的防渗膜；
B、在水沟外围的田坎处开凿若干进水口，并在每个进水口处分别放置两排粗细不同的沙袋，其中靠外侧为粗沙袋，沙粒直径为2-3mm，靠内侧为细沙袋，沙粒直径为0.5-1.5mm；
C、田间泥水经过沙袋后流入到水沟内，当水沟内含泥污水达到一定蓄水量后，用挡水板挡住进水口，向水沟内投加适量净水剂；
D、待水沟内的水体清澈后，利用抽水泵将水体的上层清水抽出，并将底部絮凝过后的泥沙清理。
10.根据权利要求9所述的农田低浓度重金属泥水分离的方法，其特征在于：所述净水剂为阳离子型聚丙烯酰胺，净水剂的添加量按照每1L泥水添加0.05～0.2g阳离子型聚丙烯酰胺。
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