本發(fā)明涉及農(nóng)田灌溉水凈化技術(shù)，尤其涉及一種利用植物塘+人工濕地+吸附池高效去除農(nóng)田灌溉水中重金屬的方法，其核心是利用耐重金屬污染且吸收重金屬能力強的水生植物(包括挺水植物、浮水植物、沉水植物)和稻草等安全、價廉、易得、高效、吸鎘能力強的工農(nóng)業(yè)廢棄物搭配，構(gòu)建植物塘+人工濕地+吸附池的凈化工藝。

背景技術(shù)：

農(nóng)田灌溉水用途特殊、污染來源復(fù)雜、污染面廣、水質(zhì)多變、重金屬含量較低、且需求量大而集中，其凈化工藝必須是綠色、環(huán)保、快速高效、成本低的凈化工藝，現(xiàn)有的一些重金屬污水凈化設(shè)施、工藝、材料和技術(shù)不適用于農(nóng)田灌溉水中重金屬污染凈化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對農(nóng)田灌溉水特殊用途及特點，本發(fā)明提供一種不僅可以高效去除灌溉水中重金屬污染，還可以凈化n、p等污染，且能保證農(nóng)田灌溉水重金屬全年均達標的高效去除農(nóng)田灌溉水中重金屬污染的方法。

本發(fā)明提供的一種利用植物塘+人工濕地+吸附池高效去除農(nóng)田灌溉水中重金屬的方法，其包括下述步驟：

1）根據(jù)農(nóng)田灌溉水渠分布情況選取能利用高程差實現(xiàn)自然進出水的田塊；

2）選取出水最高的所述田塊構(gòu)建植物塘，植物塘內(nèi)種植耐重金屬污染且重金屬吸收能力強、生長快、生物量大、根系發(fā)達的挺水植物、浮水植物和沉水植物；

3）選取出水較高的所述田塊構(gòu)建人工濕地，人工濕地經(jīng)水渠或管道與植物塘相連，人工濕地內(nèi)種植耐重金屬污染且重金屬吸收能力強、生長快、生物量大、根系發(fā)達的挺水植物、浮水植物和沉水植物；

4）選取出水最低的所述田塊構(gòu)建吸附池，吸附池經(jīng)水渠或管道與人工濕地相連，吸附池內(nèi)填充物為安全、價廉、易得、高效、重金屬吸附能力強的工農(nóng)業(yè)廢棄物。

所述植物塘采用自然塘、人工土塘或水泥塘。

所述植物塘為一級植物塘，一級植物塘長×寬×高=60m×15m×1.5m。

所述植物塘為二級植物塘，二級植物塘包括第一植物塘和第二植物塘，且第一、二植物塘經(jīng)水渠或管道相連，第一植物塘長×寬×高=45m×15m×1.5m，第二植物塘長×寬×高=15m×15m×1.5m。

所述挺水植物為香蒲、昌蒲、荸薺、蓮、美人焦、荷花、菱角、蘆竹、茭白、蘆葦中的一種或幾種，浮水植物為狐尾藻、浮蓮、水浮蓮、睡蓮、鳳眼蓮、大薸、茶菱、莼菜、槐葉萍、兩棲蓼、空心菜中的一種或幾種，沉水植物為黑藻、鳳尾藻、狐尾藻、金魚藻、菹草、眼子菜、貍藻、水蘊草、水毛茛、杉葉藻、伊樂藻、茨藻、角果藻、苦草中的一種或幾種。

所述挺水植物為栽種，間距為0.6-1.2m，可根據(jù)植物大小適當調(diào)整間距。浮水植物和沉水植物為撒種，且挺水植物與浮水植物、沉水植物混種。

所述人工濕地可采用一級潛流人工濕地或一級表面流人工濕地，潛流人工濕地長×寬×高=15m×15m×1.0m，水深0.6-1.0m；表面流人工濕地的面積是潛流人工濕地的1.5-2倍，水深0.4-0.7m。

所述人工濕地的填充物是直徑為4-8cm的土粒、礫石或碎石，人工濕地中水生植物是美人焦、狐尾藻、再力花、茭白、空心菜、水葫蘆等，且人工濕地中的水生植物種植模式為混種、交叉種植或單種。

所述植物塘和人工濕地內(nèi)的水生植物覆蓋率達50%以上。

所述吸附池為磚混結(jié)構(gòu)或水泥池，且所述吸附池采用底部進水、表面出水，或表面進出水，采用表面進出水時，吸附池中間需有擋板；所述吸附池底部有廢物出口，中間有孔徑為1-2mm的吸附材料放置篩，上部有集水池；所述吸附池內(nèi)的吸附材料是粒徑為2-3mm秸稈(稻草、麥桿、玉米桿、向日葵桿、油菜桿、煙桿)、有機肥、沸石、煤渣、海泡石、硅藻土、赤泥、花生殼、谷殼、玉米芯、腰果核殼、木屑、茶渣、甘蔗渣、橘子皮、粉煤灰、蒙脫石、凹凸棒、膨潤土或生物炭等，吸附材料為一層或多層，單層厚度為10-20cm。

所述植物塘、人工濕地及吸附池均采用對角線進出水。

本發(fā)明利用耐重金屬污染且重金屬吸收能力強的水生植物和安全、價廉、易得、高效、吸鎘能力強的吸附材料搭配構(gòu)建植物塘+人工濕地+吸附池的凈化工藝，在植物塘和人工濕地中利用各種水生植物(包括挺水植物、浮水植物、沉水植物)搭配，充分發(fā)揮水生植物、根系微生物和基質(zhì)對環(huán)境污染物的凈化能力，使灌溉水中重金屬等污染物經(jīng)植物塘中水生植物吸收、吸附、過濾、沉淀等處理后，重金屬、n、p等污染物含量大幅度降低，再經(jīng)過人工濕地中水生植物吸收、吸附、過濾、沉淀，最后經(jīng)吸附池中安全、價廉、易得、高效、吸鎘能力強的工農(nóng)業(yè)廢棄物，進一步降低灌溉水中重金屬含量，確保農(nóng)田灌溉水在雙水稻全生育期，即全年達標。

另外，本發(fā)明利用農(nóng)田灌溉水渠，選取合適的田塊，利用高程差實現(xiàn)全工藝自然進出水，減少運行成本；同時，利用對角線進出水，增加水力停留時間，提高凈化效果，并減少占地面積和建設(shè)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明植物塘+人工濕地+吸附池凈化工藝平面圖。

圖2為植物塘剖面圖。

圖3為人工濕地平面圖。

圖4為潛流人工濕地的剖面圖。

圖5為表面人工濕地的剖面圖。

圖6為一吸附池平面圖。

圖7為圖6的剖視圖。

圖8為另一吸附池平面圖。

圖9為圖8的剖視圖。

具體實施方式

實施例1：

某地農(nóng)田灌溉水ph值為5.90-6.80，平均6.49；總鎘含量為7.47-26.32μg/l，平均13.92μg/l；超標天數(shù)比例達77.8%。

如圖1所示，本發(fā)明采用高效去除農(nóng)田灌溉水中重金屬的方法對此農(nóng)田進行凈化，具體包括下述步驟：

1）根據(jù)農(nóng)田灌溉水渠分布情況選取能利用高程差實現(xiàn)自然進出水的田塊；

2）選取出水最高的所述田塊構(gòu)建二級植物塘，二級植物塘包括第一植物塘1和第二植物塘2；

如圖2所示，第一、二植物塘1、2均為人工土塘，塘底部11采用素土夯實，四壁12為土壁或磚混結(jié)構(gòu)、表面水泥粉刷(約4-5cm)，且處于對角線的四壁12上設(shè)置進水管13和出水管14，且第一、二植物塘1、2經(jīng)水渠或管道相連；

第一植物塘1的長×寬×高=45m×15m×1.5m，第二植物塘2的長×寬×高=15m×15m×1.5m，深度為1.2-1.5m。

第一、二植物塘1、2中均交叉種植香蒲、荷花，間距約0.8m，黑藻、狐尾藻撒種，并與香蒲、荷花混種。

系統(tǒng)運行時，第一、二植物塘1、2中水生植物覆蓋率約50%。

3）選取出水較高的所述田塊構(gòu)建一級人工濕地3，人工濕地3采用一級潛流人工濕地，長×寬×高=15m×15m×1.0m，水深約0.8m，且經(jīng)水渠或管道與第二植物塘2相連；

如圖3、圖4所示，人工濕地3為磚混結(jié)構(gòu)，底部采用素土夯實32，再設(shè)置防滲層33，防滲層33之上再設(shè)置填料層34，且人工濕地中設(shè)有隔板31，出水口處設(shè)置集水池35。

人工濕地3內(nèi)的填充物是直徑約6cm的碎石，并交叉種植狐尾藻、再力花、茭白、空心菜、水葫蘆，間距約0.6m。系統(tǒng)運行時，人工濕地3中水生植物覆蓋率達50%以上。

4）選取出水最低的所述田塊構(gòu)建吸附池4，吸附池4經(jīng)水渠或管道與人工濕地3相連，如圖6、圖7所示，吸附池4為磚混結(jié)構(gòu)、水泥池，進水口41設(shè)置在底部，出水口42設(shè)置在表面，實現(xiàn)底部進水，表面出水；

吸附池4的底部有廢物出口43，中間有孔徑約1mm的吸附材料放置篩44，上部的外側(cè)設(shè)置集水池45；吸附池4內(nèi)的吸附材料47是粒徑約2mm的稻草和煤渣，吸附材料為兩層，下層為煤渣，上層為稻草，單層厚度為15cm。

第一植物塘1、第二植物塘2、一級人工濕地3、吸附池4均采用對角線進出水，以增加水力停留時間，提高凈化效果，并減少占地面積。

經(jīng)本凈化工藝處理后，農(nóng)田灌溉水中鎘的平均去除量為13.62μg/l；平均去鎘率為97.8%，且能確保雙季稻全生育期內(nèi)(300天)，出水鎘含量均低于農(nóng)田灌溉水鎘限量標準(gb5084-2005)。該工藝占地約1畝，造價約5萬元，該工藝可保證150-250畝稻田用水需求。

實施例2：

本實施例大致與實施例1相同，只是如圖5所示，人工濕地3采用一級表面流人工濕地。

如圖8－圖9所示，吸附池4采用表面進出水，即進水口41和出水口42呈一定高度差分布在池體液面上，且吸附池4的中間設(shè)置擋板46。