本发明专利技术公开了一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的方法及装置，步骤是：1、地点选择；2、构建三级生态塘；对原有池塘或低洼地或撂荒地进行扩容、加深、防渗、隔断处理；3、构建吸附净化池；在二级生态塘的末端设置水泥池；4、投放吸附材料；在吸附净化池的底部填入吸附重金属的材料；5、一级生态塘：种植水生植物；6、二级生态塘；种植水生植物；7、三级生态塘；种植水生植物，对灌溉水进行三级净化。该装置它由生态塘、吸附净化池、挡墙、生态护坡、防渗土工布、土壤层、进水管、进水量调节阀门、水生植物、吸附材料、出水管组成。适用范围广，净化效率高，结构简单，容易操作和管理，有效降低了重金属污染灌溉水处理的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重金属污染修复和水净化处理领域，更具体涉及一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的方法，同时还涉及一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的装置，它适用于我国南方重金属污染耕地修复中，在灌溉水进入稻田前，通过水生植物多级净化和吸附净化装置处理，使灌溉水中重金属浓度降到安全生产范围以内，是降低灌溉水中的镉等重金属污染的费用低、容易操作和管理的有效方法。
技术介绍
随着中国经济的快速发展，部分地区由于矿山开采、工业污水无序排放、农药化肥过度施用等造成了严重的水体重金属污染，直接威胁到农业用水安全。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8％，其中轻度污染的占46.7％，中度污染的占9.7％，严重污染的占8.4％。目前全国受污染的耕地约有1.5亿亩，合计约占耕地总面积的10％。全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。因此，农田灌溉水重金属污染去除是当前亟待妥善解决的突出环境问题。大量研究发现农田灌溉水具有以下特点：(1)重金属的含量低，大部分赋存于悬浮物中。(2)重金属含量常受污染排放状况与水力学条件影响，在时间和分布上不规则，即并不是每个区域、每个时间段都超标。(3)水体中重金属的检出与水相pH值有关。一般在碱性条件下,易受泥沙吸附而沉淀；在酸性条件下,底泥中的重金属会向水体释放。(4)重金属在表面微层水中的富集显著；沉积物孔隙水中Cu、Pb、Zn、Cd的含量远高于过滤水和原水,远远大于它们在上覆水中的浓度。由此可见，水体中悬浮物是重金属污染物迁移的主要载体,沉积物则成为污染物的主要储存场所。水体中重金属污染的去除主要在于降低水体悬浮物含量、加速悬浮物沉降、加强水生动植物对沉积物中重金属污染物的吸收等。此外，农田灌溉水还具有使用量大，时间不连续等特点，并且灌溉水净化处理作为粮食安全生产的源头控制环节，要求在处理过程中不能使用有毒有害物质等。经中国专利网与相关论文网站检索，发现目前已有一些关于重金属污染灌溉水净化处理的报道。王八英在“一种处理重金属污水组合型人工湿地系统”[CN201320301718.5]中提到使用两个人工湿地组合对重金属污水进行处理，该方法对氮磷去除效果好，但对重金属去除效果不理想；戴会超等在“适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统”[CN201220501174.2]中提到采用碱性反应池和两级人工湿地处理重金属污染库水，但该方法
适用范围有限且出水量小，难以满足农田灌溉用水的需求；刘建国等在“一种组合湿地植物高效净化重金属污染废水的方法”[CN201010290684.5]中提到栽种稗、空心莲子草、茭笋、鸭舌草、柳叶箬、辣蓼对废水中的重金属进行净化，但此方法仅适用于浅水湿地条件下，并且空心莲子草作为一种入侵植物，有一定的生态风险。因此，建立一种净化重金属污染灌溉水的高效、低沉本、环境友好的方法就显得尤为迫切。
技术实现思路
针对当前重金属污染灌溉水处理成本高、稳定性差、生态风险高等技术难点，本专利技术的目的是在于提供了一种重金属污染灌溉水的生态塘处理的方法，适用范围广，净化效率高，满足在耕地重金属污染修复中对灌溉水源进行净化处理的需要。本专利技术的另一个目的是在于提供了一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的装置，结构简单，运行能耗小，容易操作和管理，有效降低了重金属污染灌溉水处理的成本，并且环境友好。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术措施：一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的方法，其步骤是：(1)地点选择；选择稻田周边自然分布的池塘或低洼地或撂荒地等。(2)构建三级生态塘；对原有池塘或低洼地或撂荒地进行扩容、加深、防渗、隔断等处理，建成首尾相连的三级生态塘。生态塘之间通过挡墙隔离，并通过管道和阀门相连。为防止渗漏，在生态塘的底部铺设防渗土工布，上面铺约8.0－12.0cm厚的土壤。为防止生态塘的岸坡坍塌，对生态塘的岸坡做护坡处理。生态塘的容积根据地形条件、灌溉面积等确定，深度不宜超过1.5米。(3)构建吸附净化池；在二级生态塘的末端设置二个可安放约1吨吸附材料的水泥池，底部安装出水阀门连通下一级生态塘。(4)投放吸附材料；在吸附净化池的底部填入吸附重金属的材料。所述的吸附材料为天然斜发沸石或人造沸石中的一种。(5)一级生态塘；种植穗花狐尾藻、金鱼藻、菹草、篦齿眼子菜、野菱、紫背浮萍其中的三种或三至六种的任意组合，对灌溉水中的悬浮物进行吸收、吸附和沉降。种植密度为每平方米1千克鲜草(穗花狐尾藻、金鱼藻、菹草、篦齿眼子菜、野菱、紫背浮萍)，水力停留时间3-4天。(6)二级生态塘；种植轮叶黑藻、菹草、马来眼子菜、龙须眼子菜、浮萍、水鳖其中的三种或三至六种的任意组合，对水体中的重金属进行二级净化。种植密度为每平方米1千克鲜草(轮叶黑藻、菹草、马来眼子菜、龙须眼子菜、浮萍、水鳖)，停留2-3天。(7)三级生态塘；种植苦草、轮叶黑藻、大茨藻、菹草、睡莲其中的两种或二至四种
的任意组合，对灌溉水进行三级净化，作为备用灌溉水源。种植密度为每平方米1千克鲜草(苦草、轮叶黑藻、大茨藻、菹草)，停留时间1天或以上。一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的装置，它由一级生态塘、二级生态塘、三级生态塘、吸附净化池、第一挡墙、第二挡墙、第一生态护坡、第二生态护坡、第一防渗土工布、第二防渗土工布、第三防渗土工布、第一土壤层、第二土壤层、第三土壤层、一级生态塘进水管、一级生态塘进水量调节阀门、一级生态塘水生植物组合、二级生态塘进水管、二级生态塘进水量调节阀门、二级生态塘水生植物组合、吸附净化池进水管、吸附净化池进水量调节阀门、吸附材料、三级生态塘进水管、三级生态塘进水量调节阀门、三级生态塘水生植物组合、三级生态塘出水量调节阀门、三级生态塘出水管组成。其连接关系是：一级生态塘进水量调节阀门分别与一级生态塘进水管、一级生态塘相连，在一级生态塘底层依次装有第一防渗土工布、第一土壤层，生态护坡与第一防渗土工布相连，在一级生态塘中种植一级生态塘水生植物(穗花狐尾藻、金鱼藻、菹草、篦齿眼子菜、野菱、紫背浮萍其中的三种或三至六种的任意组合)，一级生态塘与二级生态塘通过第一挡墙、二级生态塘进水管相连，二级生态塘进水量调节阀门安装在二级生态塘进水管上，在二级生态塘底层依次装有第二防渗土工布、第二土壤层，在二级生态塘种植二级生态塘水生植物(黑藻、菹草、马来眼子菜、龙须眼子菜、浮萍、水鳖其中的三种或三至六种的任意组合)，二级生态塘与三级生态塘通过第二挡墙相连，吸附净化池与二级生态塘通过吸附净化池进水管相连，吸附净化池进水量调节阀门安装在吸附净化池进水管上，吸附净化池内安装吸附材料(天然斜发沸石或人造沸石中的一种)，吸附净化池与三级生态塘通过三级生态塘进水管相连，三级生态塘进水量调节阀门安装在三级生态塘进水管上，在三级生态塘底层依次装有第三防渗土工布、第三土壤层，生态护坡与第三防渗土工布相连，在三级生态塘种植三级生态塘水生植物(苦草、轮叶黑藻、大茨藻、菹草、睡莲其中的两种或二至四种的任意组合)，三级生态塘出水量调节阀门分别与三级生态塘出水管、三级生态塘相连。一级生态塘、二级生态塘和三级生态塘的主要本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的方法，其步骤是：(1)地点选择；选择稻田周边自然分布的池塘或低洼地或撂荒地；(2)构建三级生态塘；对原有池塘或低洼地或撂荒地进行扩容、加深、防渗、隔断处理，建成首尾相连的三级生态塘，生态塘之间通过挡墙隔离，通过管道和阀门相连，在生态塘的底部铺设防渗土工布，上面铺8.0－12.0cm厚的土壤，对生态塘的岸坡做护坡处理，生态塘的容积根据地形条件、灌溉面积确定，深度不超过1.5米；(3)构建吸附净化池；在二级生态塘的末端设置二个安放1吨吸附材料的水泥池，底部安装出水阀门连通下一级生态塘；(4)投放吸附材料；在吸附净化池的底部填入吸附重金属的材料；(5)一级生态塘；种植穗花狐尾藻、金鱼藻、菹草、篦齿眼子菜、野菱、紫背浮萍其中的三种或三至六种的任意组合，对灌溉水中的悬浮物进行吸收、吸附和沉降，种植密度为每平方米1千克鲜草，水力停留时间3‑4天；(6)二级生态塘；种植轮叶黑藻、菹草、马来眼子菜、龙须眼子菜、浮萍、水鳖其中的三种或三至六种的任意组合，对水体中的重金属进行二级净化，种植密度为每平方米1千克鲜草，停留2‑3天；(7)三级生态塘；种植苦草、轮叶黑藻、大茨藻、菹草、睡莲其中的两种或二至四种的任意组合，对灌溉水进行三级净化，作为备用灌溉水源，种植密度为每平方米1千克鲜草，停留时间1天。...
【技术特征摘要】
1.一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的方法，其步骤是：(1)地点选择；选择稻田周边自然分布的池塘或低洼地或撂荒地；(2)构建三级生态塘；对原有池塘或低洼地或撂荒地进行扩容、加深、防渗、隔断处理，建成首尾相连的三级生态塘，生态塘之间通过挡墙隔离，通过管道和阀门相连，在生态塘的底部铺设防渗土工布，上面铺8.0－12.0cm厚的土壤，对生态塘的岸坡做护坡处理，生态塘的容积根据地形条件、灌溉面积确定，深度不超过1.5米；(3)构建吸附净化池；在二级生态塘的末端设置二个安放1吨吸附材料的水泥池，底部安装出水阀门连通下一级生态塘；(4)投放吸附材料；在吸附净化池的底部填入吸附重金属的材料；(5)一级生态塘；种植穗花狐尾藻、金鱼藻、菹草、篦齿眼子菜、野菱、紫背浮萍其中的三种或三至六种的任意组合，对灌溉水中的悬浮物进行吸收、吸附和沉降，种植密度为每平方米1千克鲜草，水力停留时间3-4天；(6)二级生态塘；种植轮叶黑藻、菹草、马来眼子菜、龙须眼子菜、浮萍、水鳖其中的三种或三至六种的任意组合，对水体中的重金属进行二级净化，种植密度为每平方米1千克鲜草，停留2-3天；(7)三级生态塘；种植苦草、轮叶黑藻、大茨藻、菹草、睡莲其中的两种或二至四种的任意组合，对灌溉水进行三级净化，作为备用灌溉水源，种植密度为每平方米1千克鲜草，停留时间1天。2.权利要求1所述的一种重金属污染灌溉水的生态塘净化处理的装置，它包括一级生态塘(1)、二级生态塘(2)、三级生态塘(3)、吸附净化池(4)、一级生态塘进水管(9)、一级生态塘进水量调节阀门(10)、一级生态塘水生植物(11)、二级生态塘进水管(12)、二级生态塘进水量调节阀门(13)、二级生态塘水生植物(14)、吸附净化池进水管(15)、吸附净化池进...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈心胜，黄道友，李旭，谢永宏，朱捍华，许超，
申请(专利权)人：中国科学院亚热带农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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