CN111943392A - 一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法 - Google Patents

一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111943392A
CN111943392A CN202010733002.7A CN202010733002A CN111943392A CN 111943392 A CN111943392 A CN 111943392A CN 202010733002 A CN202010733002 A CN 202010733002A CN 111943392 A CN111943392 A CN 111943392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cadmium
water
module
irrigation water
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010733002.7A
Other languages
English (en)
Inventor
敖和军
肖欢
向炎赟
张小毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Agricultural University
Original Assignee
Hunan Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Agricultural University filed Critical Hunan Agricultural University
Priority to CN202010733002.7A priority Critical patent/CN111943392A/zh
Publication of CN111943392A publication Critical patent/CN111943392A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • C02F2201/007Modular design
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/001Upstream control, i.e. monitoring for predictive control
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/11Turbidity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40Liquid flow rate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/44Time

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本发明属于镉污染净化技术领域,公开了一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法,包括:获取灌溉水量以及灌溉面积等相关参数;检测灌溉水镉含量数据;检测灌溉水pH值;利用流量计获取相关水流量数据;估算灌溉水中镉的浓度数据;计算净化材料的用量;分别投放净化材料至指定位置;过滤灌溉水杂质;对灌溉水进行镉净化;将镉进行细小颗粒沉淀;去除水中低浓度镉离子;将沉淀与水进行分离;对分离后沉淀后的水进行镉含量检测;当净化材料滤水量超出限定或出水检测值超出预设阈值时,进行报警提示。本发明通过初级净化、过滤、分离、反应、去除等多重操作能够有效的、快速的对于灌溉水中的镉进行去除。

Description

一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法
技术领域
本发明属于镉污染净化技术领域,尤其涉及一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法。
背景技术
镉是人体非必需元素,在自然界中常以化合物状态存在,一般含量很低,正常环境状态下,不会影响人体健康。镉和锌是同族元素,在自然界中镉常与锌、铅共生。当环境受到镉污染后,镉可在生物体内富集,通过食物链进入人体引起慢性中毒。镉被人体吸收后,在体内形成镉硫蛋白,选择性地蓄积肝、肾中。其中,肾脏可吸收进入体内近1/3的镉,是镉中毒的“靶器官”。其它脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。由于镉损伤肾小管,病者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。特别具使骨骼的代谢受阻,造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。然而,现有镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法对水中镉浓度估算复杂、耗时长;同时,不能有效的去除水中的镉离子。
综上所述,现有技术存在的问题是:现有镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法对水中镉浓度估算复杂、耗时长;同时,不能有效的去除水中的镉离子。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法。
本发明是这样实现的,一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置,所述镉污染灌溉水入田前快速净化装置包括:
参数获取模块,与主控模块连接,用于获取灌溉水量以及灌溉面积等相关参数;
镉含量检测模块,与主控模块连接,用于检测灌溉水镉含量数据;
pH检测模块,与主控模块连接,用于检测灌溉水pH值;
水流速控制模块,与主控模块连接,用于流速控制仪控制灌溉水进行净化装置的水流速度;
水流量计算模块,与主控模块连接,用于利用流量计获取相关水流量数据;
主控模块,与参数获取模块、镉含量检测模块、pH检测模块、水流速控制模块、水流量计算模块、浓度估算模块、净化材料用量计算模块、净化材料投放模块、过滤模块、初级净化模块、化学反应模块、去除模块、分离模块、出水检测模块、时间控制模块、警示模块、显示模块连接,用于通过主控器控制各个模块正常工作;
浓度估算模块,与主控模块连接,用于估算灌溉水中镉的浓度数据;
净化材料用量计算模块,与主控模块连接,用于基于获取的田间灌溉参数以及灌溉水镉的含量以及浓度计算净化材料的用量;
净化材料投放模块,与主控模块连接,用于基于计算的净化材料用量分别投放净化材料至指定位置;
过滤模块,与主控模块连接,用于通过过滤网过滤灌溉水杂质;
初级净化模块,与主控模块连接,用于利用初级净化材料对灌溉水进行镉净化;
化学反应模块,与主控模块连接,用于通过投放烧碱或石灰,聚合氯化铝与镉反应镉离子将以碳酸镉、氢氧化镉细小颗粒沉淀;
去除模块,与主控模块连接,用于通过复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子;
分离模块,与主控模块连接,用于通过分离装置将沉淀与水进行分离;
出水检测模块,与主控模块连接,用于对分离后沉淀后的水进行镉含量检测;
时间控制模块,与主控模块连接,用于控制灌溉水在过滤模块、初级净化模块以及化学反应模块、去除模块、分离模块的时间;
警示模块,与主控模块连接,用于当净化材料滤水量超出限定或出水检测值超出预设阈值时,进行报警提示;
显示模块,与主控模块连接,用于通过显示器显示检测的镉含量、pH值以及其他相关数据。
进一步,所述初级净化材料包括但不限于油菜秸秆、沸石以及赤泥粒。
本发明的另一目的在于提供一种实施于所述镉污染灌溉水入田前快速净化装置的镉污染灌溉水入田前快速净化方法,所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法包括以下步骤:
步骤一,获取灌溉水量以及灌溉面积等相关参数;检测灌溉水镉含量数据;检测灌溉水pH值;
步骤二,利用流速控制仪控制灌溉水进行净化装置的水流速度;利用流量计获取相关水流量数据;
步骤三,估算灌溉水中镉的浓度数据;基于获取的田间灌溉参数以及灌溉水镉的含量以及浓度计算净化材料的用量;基于计算的净化材料用量分别投放净化材料至指定位置;
步骤四,通过过滤网过滤灌溉水杂质;利用初级净化材料对灌溉水进行镉净化;通过烧碱或石灰,聚合氯化铝与镉反应镉离子将以碳酸镉、氢氧化镉细小颗粒沉淀;
步骤五,利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子;利用分离装置将沉淀与水进行分离;对分离后沉淀后的水进行镉含量检测;
步骤六,当净化材料滤水量超出限定或出水检测值超出预设阈值时,进行报警提示;利用显示器显示检测的镉含量、pH值以及其他相关数据。
进一步,步骤三中,所述浓度估算方法如下:
1)在水体中的固定位置采样,获取、测定相关水体的浊度、水体中总悬浮物浓度、水体中悬浮物的粒径分布、水体中悬浮态金属镉浓度数据;
2)基于线性模型建立浊度与总悬浮物浓度之间的关系,确定浊度与总悬浮浓度之间的定量关系式以及模型系数值;
3)基于线性模型建立总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的关系,确定总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的定量关系式,确定模型系数值;
4)获取自动监测站点的连续的浊度数据,利用步骤2)中构建的浊度与总悬浮浓度之间的定量关系式基于连续的浊度数据计算水体中连续的总悬浮物浓度获取自动监测站点的连续的浊度数据;
5)利用步骤3)中构建的总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的定量关系式,基于步骤4)中得出的连续的总悬浮物数据,获得对应的连续的悬浮态镉浓度数据。
进一步,步骤2)中,所述浊度与总悬浮浓度之间的定量关系式为:
TSS=a*T+b;
式中:TSS为水体的总悬浮物浓度;T为水体的浊度;a,b为模型系数,常数。
进一步,步骤3)中,所述总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的定量关系式为:
Scd=c*TSS+d;
式中:Scd为水体中的悬浮态镉浓度;TSS为水体的总悬浮物浓度;c,d为模型系数,常数。
进一步,步骤五中,所述利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子方法如下:
(1)化学絮凝剂-聚丙烯酰胺PAM阴离子型的制备称取0.5g聚丙烯酰胺PAM阴离子型固体粉末溶于500ml蒸馏水中,置于磁力搅拌器上配制成1g/L的溶液;
(2)生物絮凝剂-MFX的制备称取1g生物絮凝剂MFX干粉溶于500ml蒸馏水中,置于磁力搅拌器上配制成2g/L的溶液;
(3)除镉。
进一步,步骤(3)中,所述除镉方法如下:
第一,取10mg/L的镉离子废水用0.1MHNO3和0.1MNaOH调节pH为2.0-7.0;
第二,按在废水中的重量计为0.1-1/1,其中MFX在废水中的投加量为80mg/L的复配比例先向废水中投加聚丙烯酰胺PAM阴离子型,0.5分钟后再投MFX;
第三,在20℃-45℃下先以160rpm的转速快搅1分钟,再以40rpm的转速慢搅2分钟,最后静置至10-180分钟;
第四,由处理前后的体系中含镉量的变化计算镉离子的去除率。
进一步,所述聚丙烯酰胺PAM阴离子型与MFX向废水中分批投加的复配比例以按在废水中的重量计为0.1-0.2/1,其中MFX在废水中的投加量为80mg/L。
进一步,所述经过处理后的废水用0.45μm醋酸纤维滤膜过滤后取滤液,用1%的浓硝酸进行消解稀释后测定镉离子浓度,由处理前后的体系中含镉量的变化计算镉离子的去除率。
进一步,所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法还包括:可利用计时控制器控制调节灌溉水进行过滤、初级镉净化以及反应净化、分离的时间。
本发明的优点及积极效果为:本发明通过初级净化、过滤、分离、反应、去除等多重操作能够有效的、快速的对于灌溉水中的镉进行去除;本发明的初级净化材料对镉的吸附容量大,且固持稳定性强;本发明还能够及进行净化材料需求量的计算以及失效提醒,更加充分的利用净化材料,避免资源浪费。
本发明通过浓度估算模块根据浊度-悬浮物关系式,可以计算出连续的总悬浮物浓度,再根据悬浮物-悬浮态镉浓度关系式,进而计算出连续的悬浮态镉浓度,实现水体中悬浮态镉浓度的快速、连续估算;同时,通过去除模块采用各具特色、长短互补的化学絮凝剂PAM(阴离子型)和生物絮凝剂MFX向废水中分批投加复配使用处理低浓度含镉废水。化学絮凝剂PAM(阴离子型)和生物絮凝剂MFX都可以单独用来处理含镉废水,虽然化学絮凝剂PAM(阴离子型)投量少但其对于低浓度的镉离子的去除效果不理想,而生物絮凝剂MFX对于低浓度的镉离子的去除效果良好但投量高产生的污泥量大,因此,把二者按所述的比例向废水中分批投加复配使用,可以取长补短,既可以降低生物絮凝剂的用量从而降低低成本,还可以通过协同增效作用提高低浓度镉离子的去除效能。利用本发明的处理方法,低浓度镉离子废水的除镉率可达到80%以上。
附图说明
图1是本发明实施例提供的镉污染灌溉水入田前快速净化装置结构框图。
图1中:1、参数获取模块;2、镉含量检测模块;3、pH检测模块;4、水流速控制模块;5、水流量计算模块;6、主控模块;7、浓度估算模块;8、净化材料用量计算模块;9、净化材料投放模块;10、过滤模块;11、初级净化模块;12、化学反应模块;13、去除模块;14、分离模块;15、出水检测模块;16、时间控制模块;17、警示模块;18、显示模块。
图2是本发明实施例提供的镉污染灌溉水入田前快速净化方法流程图;
图3是本发明实施例提供的浓度估算模块估算方法流程图。
图4是本发明实施例提供的去除模块去除方法流程图。
图5是本发明实施例提供的除镉方法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的镉污染灌溉水入田前快速净化方法包括以下步骤:
参数获取模块1,与主控模块6连接,用于获取灌溉水量以及灌溉面积等相关参数。
镉含量检测模块2,与主控模块6连接,用于检测灌溉水镉含量数据。
pH检测模块3,与主控模块6连接,用于检测灌溉水pH值。
水流速控制模块4,与主控模块6连接,用于流速控制仪控制灌溉水进行净化装置的水流速度。
水流量计算模块5,与主控模块6连接,用于利用流量计获取相关水流量数据。
主控模块6,与参数获取模块1、镉含量检测模块2、pH检测模块3、水流速控制模块4、水流量计算模块5、浓度估算模块7、净化材料用量计算模块8、净化材料投放模块9、过滤模块10、初级净化模块11、化学反应模块12、去除模块13、分离模块14、出水检测模块15、时间控制模块16、警示模块17、显示模块18连接,用于通过主控器控制各个模块正常工作。
浓度估算模块7,与主控模块6连接,用于估算灌溉水中镉的浓度数据。
净化材料用量计算模块8,与主控模块6连接,用于基于获取的田间灌溉参数以及灌溉水镉的含量以及浓度计算净化材料的用量。
净化材料投放模块9,与主控模块6连接,用于基于计算的净化材料用量分别投放净化材料至指定位置。
过滤模块10,与主控模块6连接,用于通过过滤网过滤灌溉水杂质。
初级净化模块11,与主控模块6连接,用于利用初级净化材料对灌溉水进行镉净化。
化学反应模块12,与主控模块6连接,用于通过投放烧碱或石灰,聚合氯化铝与镉反应镉离子将以碳酸镉、氢氧化镉细小颗粒沉淀。
去除模块13,与主控模块6连接,用于通过复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子。
分离模块14,与主控模块6连接,用于通过分离装置将沉淀与水进行分离。
出水检测模块15,与主控模块6连接,用于对分离后沉淀后的水进行镉含量检测。
时间控制模块16,与主控模块6连接,用于控制灌溉水在过滤模块10、初级净化模块11以及化学反应模块12、去除模块13、分离模块14的时间。
警示模块17,与主控模块6连接,用于当净化材料滤水量超出限定或出水检测值超出预设阈值时,进行报警提示。
显示模块18,与主控模块6连接,用于通过显示器显示检测的镉含量、pH值以及其他相关数据。
本发明实施例提供的初级净化材料包括但不限于油菜秸秆、沸石以及赤泥粒。
如图2所示,本发明实施例提供的镉污染灌溉水入田前快速净化方法包括以下步骤:
S101,获取灌溉水量以及灌溉面积等相关参数;检测灌溉水镉含量数据;检测灌溉水pH值。
S102,利用流速控制仪控制灌溉水进行净化装置的水流速度;利用流量计获取相关水流量数据。
S103,估算灌溉水中镉的浓度数据;基于获取的田间灌溉参数以及灌溉水镉的含量以及浓度计算净化材料的用量;基于计算的净化材料用量分别投放净化材料至指定位置。
S104,通过过滤网过滤灌溉水杂质;利用初级净化材料对灌溉水进行镉净化;通过烧碱或石灰,聚合氯化铝与镉反应镉离子将以碳酸镉、氢氧化镉细小颗粒沉淀。
S105,利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子;利用分离装置将沉淀与水进行分离;对分离后沉淀后的水进行镉含量检测。
S106,当净化材料滤水量超出限定或出水检测值超出预设阈值时,进行报警提示;利用显示器显示检测的镉含量、pH值以及其他相关数据。
如图3所示,步骤S103中,本发明实施例提供的估算方法如下:
S201,基础数据的收集与测定;
在水体中的固定位置采样,采样数据包括水体的浊度、水体中总悬浮物浓度、水体中悬浮物的粒径分布、水体中悬浮态金属镉浓度。
S202,构建浊度与总悬浮物之间的相关性模型;
采用线性模型建立浊度与总悬浮物浓度之间的关系,给出浊度与总悬浮浓度之间的定量关系式,确定模型系数a,b的值:
TSS=a*T+b
式中:TSS为水体的总悬浮物浓度、T为水体的浊度、a,b为模型系数,常数。
S203,构建总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的相关性模型
采用线性模型建立总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的关系,给出总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的定量关系式,确定模型系数c,d的值:
Scd=c*TSS+d
式中:Scd为水体中的悬浮态镉浓度、TSS为水体的总悬浮物浓度、c,d为模型系数,常数。
S204,获取自动监测站点的连续的浊度数据,计算出水体中连续的总悬浮物浓度获取自动监测站点的连续的浊度数据。
应用步骤S202中构建的回归模型,采用该公式计算,代入连续的浊度数据,获得对应的连续的总悬浮物浓度数据:
TSS=a*T+b
式中:TSS为水体的总悬浮物浓度、T为水体的浊度、a,b为模型系数,常数。
S205,计算出水体中连续的悬浮态镉浓度;
应用步骤S203中构建的回归模型,采用该公式计算,代入步骤S204中得出的连续的总悬浮物数据,获得对应的连续的悬浮态镉浓度数据:
Scd=c*TSS+d
式中:Scd为水体中的悬浮态镉浓度、TSS为水体的总悬浮物浓度、c,d为模型系数,常数。
如图4所示,步骤S105中,本发明实施例提供的利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子如下:
S301,化学絮凝剂-聚丙烯酰胺PAM阴离子型的制备称取0.5g聚丙烯酰胺PAM阴离子型固体粉末溶于500ml蒸馏水中,置于磁力搅拌器上配制成1g/L的溶液。
S302,生物絮凝剂-MFX的制备称取1g生物絮凝剂MFX干粉溶于500ml蒸馏水中,置于磁力搅拌器上配制成2g/L的溶液。
S303,除镉。
如图5所示,步骤S303中,本发明实施例提供的除镉方法如下:
S401,取10mg/L的镉离子废水用0.1MHNO3和0.1MNaOH调节pH为2.0-7.0。
S402,按在废水中的重量计为0.1-1/1,其中MFX在废水中的投加量为80mg/L的复配比例先向废水中投加聚丙烯酰胺PAM阴离子型,0.5分钟后再投MFX。
S403,在20℃-45℃下先以160rpm的转速快搅1分钟,再以40rpm的转速慢搅2分钟,最后静置至10-180分钟。
S404,由处理前后的体系中含镉量的变化计算镉离子的去除率。
本发明实施例提供的聚丙烯酰胺PAM阴离子型与MFX向废水中分批投加的复配比例以按在废水中的重量计为0.1-0.2/1,其中MFX在废水中的投加量为80mg/L。
本发明实施例提供的经过处理后的废水用0.45μm醋酸纤维滤膜过滤后取滤液,用1%的浓硝酸进行消解稀释后测定镉离子浓度,由处理前后的体系中含镉量的变化计算镉离子的去除率。
本发明实施例提供的镉污染灌溉水入田前快速净化方法还包括:可利用计时控制器控制调节灌溉水进行过滤、初级镉净化以及反应净化、分离的时间。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置,其特征在于,所述镉污染灌溉水入田前快速净化装置包括:
参数获取模块,与主控模块连接,用于获取灌溉水量以及灌溉面积等相关参数;
镉含量检测模块,与主控模块连接,用于检测灌溉水镉含量数据;
pH检测模块,与主控模块连接,用于检测灌溉水pH值;
水流速控制模块,与主控模块连接,用于流速控制仪控制灌溉水进行净化装置的水流速度;
水流量计算模块,与主控模块连接,用于利用流量计获取相关水流量数据;
主控模块,与参数获取模块、镉含量检测模块、pH检测模块、水流速控制模块、水流量计算模块、浓度估算模块、净化材料用量计算模块、净化材料投放模块、过滤模块、初级净化模块、化学反应模块、去除模块、分离模块、出水检测模块、时间控制模块、警示模块、显示模块连接,用于通过主控器控制各个模块正常工作;
浓度估算模块,与主控模块连接,用于估算灌溉水中镉的浓度数据;
净化材料用量计算模块,与主控模块连接,用于基于获取的田间灌溉参数以及灌溉水镉的含量以及浓度计算净化材料的用量;
净化材料投放模块,与主控模块连接,用于基于计算的净化材料用量分别投放净化材料至指定位置;
过滤模块,与主控模块连接,用于通过过滤网过滤灌溉水杂质;
初级净化模块,与主控模块连接,用于利用初级净化材料对灌溉水进行镉净化;
化学反应模块,与主控模块连接,用于通过投放烧碱或石灰,聚合氯化铝与镉反应镉离子将以碳酸镉、氢氧化镉细小颗粒沉淀;
去除模块,与主控模块连接,用于通过复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子;
分离模块,与主控模块连接,用于通过分离装置将沉淀与水进行分离;
出水检测模块,与主控模块连接,用于对分离后沉淀后的水进行镉含量检测;
时间控制模块,与主控模块连接,用于控制灌溉水在过滤模块、初级净化模块以及化学反应模块、去除模块、分离模块的时间;
警示模块,与主控模块连接,用于当净化材料滤水量超出限定或出水检测值超出预设阈值时,进行报警提示;
显示模块,与主控模块连接,用于通过显示器显示检测的镉含量、pH值以及其他相关数据。
2.如权利要求1所述镉污染灌溉水入田前快速净化装置,其特征在于,所述初级净化材料包括但不限于油菜秸秆、沸石以及赤泥粒。
3.一种实施于如权利要求1-2所述镉污染灌溉水入田前快速净化装置的镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法包括以下步骤:
步骤一,获取灌溉水量以及灌溉面积等相关参数;检测灌溉水镉含量数据;检测灌溉水pH值;
步骤二,利用流速控制仪控制灌溉水进行净化装置的水流速度;利用流量计获取相关水流量数据;
步骤三,估算灌溉水中镉的浓度数据;基于获取的田间灌溉参数以及灌溉水镉的含量以及浓度计算净化材料的用量;基于计算的净化材料用量分别投放净化材料至指定位置;
步骤四,通过过滤网过滤灌溉水杂质;利用初级净化材料对灌溉水进行镉净化;通过烧碱或石灰,聚合氯化铝与镉反应镉离子将以碳酸镉、氢氧化镉细小颗粒沉淀;
步骤五,利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子;利用分离装置将沉淀与水进行分离;对分离后沉淀后的水进行镉含量检测;
步骤六,当净化材料滤水量超出限定或出水检测值超出预设阈值时,进行报警提示;利用显示器显示检测的镉含量、pH值以及其他相关数据。
4.如权利要求3所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,步骤三中,所述浓度估算方法如下:
1)在水体中的固定位置采样,获取、测定相关水体的浊度、水体中总悬浮物浓度、水体中悬浮物的粒径分布、水体中悬浮态金属镉浓度数据;
2)基于线性模型建立浊度与总悬浮物浓度之间的关系,确定浊度与总悬浮浓度之间的定量关系式以及模型系数值;
3)基于线性模型建立总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的关系,确定总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的定量关系式,确定模型系数值;
4)获取自动监测站点的连续的浊度数据,利用步骤2)中构建的浊度与总悬浮浓度之间的定量关系式基于连续的浊度数据计算水体中连续的总悬浮物浓度获取自动监测站点的连续的浊度数据;
5)利用步骤3)中构建的总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的定量关系式,基于步骤4)中得出的连续的总悬浮物数据,获得对应的连续的悬浮态镉浓度数据。
5.如权利要求4所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,步骤2)中,所述浊度与总悬浮浓度之间的定量关系式为:
TSS=a*T+b;
式中:TSS为水体的总悬浮物浓度;T为水体的浊度;a,b为模型系数,常数。
6.如权利要求4所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,步骤3)中,所述总悬浮物与悬浮态镉浓度之间的定量关系式为:
Scd=c*TSS+d;
式中:Scd为水体中的悬浮态镉浓度;TSS为水体的总悬浮物浓度;c,d为模型系数,常数。
7.如权利要求3所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,步骤五中,所述利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子方法如下:
(1)化学絮凝剂-聚丙烯酰胺PAM阴离子型的制备称取0.5g聚丙烯酰胺PAM阴离子型固体粉末溶于500ml蒸馏水中,置于磁力搅拌器上配制成1g/L的溶液;
(2)生物絮凝剂-MFX的制备称取1g生物絮凝剂MFX干粉溶于500ml蒸馏水中,置于磁力搅拌器上配制成2g/L的溶液;
(3)除镉。
8.如权利要求7所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,步骤(3)中,所述除镉方法如下:
第一,取10mg/L的镉离子废水用0.1MHNO3和0.1MNaOH调节pH为2.0-7.0;
第二,按在废水中的重量计为0.1-1/1,其中MFX在废水中的投加量为80mg/L的复配比例先向废水中投加聚丙烯酰胺PAM阴离子型,0.5分钟后再投MFX;
第三,在20℃-45℃下先以160rpm的转速快搅1分钟,再以40rpm的转速慢搅2分钟,最后静置至10-180分钟;
第四,由处理前后的体系中含镉量的变化计算镉离子的去除率。
9.如权利要求8所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,第二步中,所述聚丙烯酰胺PAM阴离子型与MFX向废水中分批投加的复配比例以按在废水中的重量计为0.1-0.2/1,其中MFX在废水中的投加量为80mg/L。
10.如权利要求3所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法,其特征在于,第四步中,所述经过处理后的废水用0.45μm醋酸纤维滤膜过滤后取滤液,用1%的浓硝酸进行消解稀释后测定镉离子浓度,由处理前后的体系中含镉量的变化计算镉离子的去除率;
所述镉污染灌溉水入田前快速净化方法还包括:可利用计时控制器控制调节灌溉水进行过滤、初级镉净化以及反应净化、分离的时间。
CN202010733002.7A 2020-07-27 2020-07-27 一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法 Pending CN111943392A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010733002.7A CN111943392A (zh) 2020-07-27 2020-07-27 一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010733002.7A CN111943392A (zh) 2020-07-27 2020-07-27 一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111943392A true CN111943392A (zh) 2020-11-17

Family

ID=73338240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010733002.7A Pending CN111943392A (zh) 2020-07-27 2020-07-27 一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111943392A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115231653A (zh) * 2022-09-22 2022-10-25 江苏晨逸京泽生物科技有限公司 血液透析废液的混合处理方法及系统
CN117151471A (zh) * 2023-09-20 2023-12-01 中国矿业大学(北京) 一种矿井水处理检测方法及系统

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102838179A (zh) * 2012-10-08 2012-12-26 北京中环嘉诚环境工程有限公司 污水处理系统中自动加药装置的控制方法
CN103466776A (zh) * 2013-08-19 2013-12-25 上海丰信环保科技有限公司 一种高浓度含镉废水的处理方法
CN104276689A (zh) * 2014-09-11 2015-01-14 哈尔滨工业大学宜兴环保研究院 一种利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子的方法
CN105129899A (zh) * 2015-09-08 2015-12-09 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法
CN105540920A (zh) * 2015-12-18 2016-05-04 新昌中法供水有限公司 一种常规水处理中的强化过滤工艺
CN107037730A (zh) * 2017-04-14 2017-08-11 聚光科技(杭州)股份有限公司 去除水体中污染物和悬浮颗粒物的自动化预处理装置及方法
CN107290498A (zh) * 2017-08-22 2017-10-24 广东柯内特环境科技有限公司 河涌智能化药剂投加输送系统
CN206872532U (zh) * 2017-06-29 2018-01-12 上海广境规划设计有限公司 用于农田灌溉排水的净化装置
CN208080145U (zh) * 2018-04-03 2018-11-13 阮彦东 一种农业灌溉系统
CN109496797A (zh) * 2018-12-20 2019-03-22 张正卓 一种农业节水灌溉系统及控制方法
CN109709296A (zh) * 2019-02-21 2019-05-03 南通大学 一种快速连续估算水中悬浮态镉浓度的方法
CN210795817U (zh) * 2019-09-03 2020-06-19 武汉绿平线环保科技有限公司 一种生态环境综合治理装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102838179A (zh) * 2012-10-08 2012-12-26 北京中环嘉诚环境工程有限公司 污水处理系统中自动加药装置的控制方法
CN103466776A (zh) * 2013-08-19 2013-12-25 上海丰信环保科技有限公司 一种高浓度含镉废水的处理方法
CN104276689A (zh) * 2014-09-11 2015-01-14 哈尔滨工业大学宜兴环保研究院 一种利用复配型絮凝剂去除水中低浓度镉离子的方法
CN105129899A (zh) * 2015-09-08 2015-12-09 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法
CN105540920A (zh) * 2015-12-18 2016-05-04 新昌中法供水有限公司 一种常规水处理中的强化过滤工艺
CN107037730A (zh) * 2017-04-14 2017-08-11 聚光科技(杭州)股份有限公司 去除水体中污染物和悬浮颗粒物的自动化预处理装置及方法
CN206872532U (zh) * 2017-06-29 2018-01-12 上海广境规划设计有限公司 用于农田灌溉排水的净化装置
CN107290498A (zh) * 2017-08-22 2017-10-24 广东柯内特环境科技有限公司 河涌智能化药剂投加输送系统
CN208080145U (zh) * 2018-04-03 2018-11-13 阮彦东 一种农业灌溉系统
CN109496797A (zh) * 2018-12-20 2019-03-22 张正卓 一种农业节水灌溉系统及控制方法
CN109709296A (zh) * 2019-02-21 2019-05-03 南通大学 一种快速连续估算水中悬浮态镉浓度的方法
CN210795817U (zh) * 2019-09-03 2020-06-19 武汉绿平线环保科技有限公司 一种生态环境综合治理装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马兴冠等: "《辽河流域水环境突发污染事故应急处置技术与管理体系》", 30 September 2018, 辽宁科学技术出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115231653A (zh) * 2022-09-22 2022-10-25 江苏晨逸京泽生物科技有限公司 血液透析废液的混合处理方法及系统
CN117151471A (zh) * 2023-09-20 2023-12-01 中国矿业大学(北京) 一种矿井水处理检测方法及系统
CN117151471B (zh) * 2023-09-20 2024-03-12 中国矿业大学(北京) 一种矿井水处理检测方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102271790A (zh) 用于提高总有机碳除去率同时保持最佳隔膜过滤器性能的方法
CN111943392A (zh) 一种镉污染灌溉水入田前快速净化装置和方法
de Luna et al. Removal and recovery of lead in a fluidized-bed reactor by crystallization process
CN102020375A (zh) 铅酸蓄电池废水回用设备
CN108947034A (zh) 一种含锌铸造废水的处理装置及处理方法
CN104591448B (zh) 一种高效处理微污染水源水的工艺及处理系统
CN113772755B (zh) 一种采选矿废水污染物处理的药剂投放优化方法及其系统
CN108164031B (zh) 一种氯化钾无氰镀镉废水的处理方法
CN116768411A (zh) 废水处理系统及废水处理工艺方法
JP6239442B2 (ja) 有機性排水の処理方法及び処理装置
CN110818123B (zh) 三价铬镀铬废水的处理方法
CN208022847U (zh) 一种去除水中有毒重金属的综合处理系统
CN215924586U (zh) 用于深度去除氟化物的水处理系统
Trinh et al. Coagulation of phosphorus: effects of Al (III) species (Ala, Alb, and Alc)
CN109179799A (zh) 一种高浓度含氟废水的处理方法
US20200377386A1 (en) Phospate recovery by acid retardation
CN204689788U (zh) 一种铅锌工业选矿废水的短程膜分离处理系统
CN211035527U (zh) 一种养殖行业海水净化设备
CN106007083A (zh) 一种测定cod值所产生废液的处理装置及方法
JP4633272B2 (ja) ホウ素含有排水の処理方法
CN211445386U (zh) 含氟高盐废水处理装置
CN206940612U (zh) 脱硫废水处理系统
CN104108809A (zh) 废水的纯化方法
JP3915245B2 (ja) アルミニウム含有汚泥からのアルミニウム回収装置
CN218620525U (zh) 一种对于含磷废水的水处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201117