[发明专利]一种重金属防控系统以及采用其的重金属防控方法

说明书

本发明公开了一种重金属防控系统以及采用其的重金属防控方法，该系统包括人工湿地(3)，人工湿地(3)中铺设有多层填料，通过使水体流经各层填料进行重金属脱除。优选在人工湿地(3)外围建造夹层墙体，通过向其中装填发酵产热的有机物(12)可在冬季通过发酵为人工湿地(3)供热；夹层墙体的建造难度极低，且发酵物料廉价易得，为行之有效的解决人工湿地冬季运行困难的方法。本发明系统可常年不间断处理灌溉用水，有效实现重金属吸附有效避免重金属积累危害人类健康，可维护农田良好状况，促进农业的持续健康发展。

技术领域

本发明涉及水资源循环利用领域，特别涉及一种极度缺水农田灌溉过程中重金属防控系统以及采用其的重金属防控方法。

背景技术

水资源短缺已经成为制约中国社会经济发展的重要因素之一。农业专家认为，在未来25年当中，农业用水，尤其是灌溉用水必须增加15％到20％，才能维持逐渐增多的世界人口的粮食安全，并且减少饥荒和农村贫穷的现象。由于水资源的短缺，一般直接由水源中抽取未经预处理的水引入农田，这种做法虽然操作简单，引水量大，但水源受到污染时会直接对引水的农田造成污染。农田是植物生长的重要载体，农田土壤的健康状态如何直接决定了食品安全与绿色程度的水平高低。农田土壤如果受到污染，人们赖以生活的“米袋子”、“菜篮子”必然会受到严重影响。

农田土壤重金属含量是否超标或者造成污染，直接关系到农产品质量安全、人类和动物的健康。有效地防控农田土壤重金属污染，无疑是耕地土壤质量的内容，也是一个重要的评价指标。对于极度缺水地区灌溉水质的把控是当今农业和环保业的主导问题，而重金属含量在灌溉水质的各项指标中至关重要，极度缺水农田灌溉过程重金属防控技术是现今食品安全的必要手段。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，提供了一种极度缺水农田灌溉过程中重金属防控方法和系统，有效解决灌溉水重金属超标问题，同时不受冬季对水处理效果降低的负面影响，可全年进行水的不间断处理，从而降低重金属在植物中严重富集，维护农田良好状况，保证农业安全和人体安全，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下技术方案：

(1)一种重金属防控系统，该系统包括人工湿地3，人工湿地3中铺设有多层填料，通过使水体流经各层填料进行重金属脱除，该系统适用于极度缺水农田灌溉过程中的重金属防控；

优选地，人工湿地3由上至下铺设有四层填料：

第一层填料13为土壤和功能型生物炭的混合填料，混合比例为3:(6～8)，优选填料粒径为0.10-0.30cm；

第二层填料14为土壤、天然沸石、石灰石的混合填料，混合比例为1:(2～3):(0.5～1)，优选填料粒径为0.08-0.1cm；

第三层填料15为粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土和生物炭的混合填料，混合比例为1:(3～4):(1～1.5)，优选填料粒径为0.05-0.08cm；

第四层填料16为鹅卵石、生物炭的混合填料，混合比例为1：(1～2)，优选填料粒径为0.30-0.50cm；

更优选地，在人工湿地3外围建造夹层墙体，用夹层墙体封闭人工湿地3四周，夹层墙体的内部中空，通过向其中装填发酵产热的有机物12采用发酵产热方式为人工湿地供热。

(2)一种重金属防控方法，通过上述(1)所述防控系统进行重金属防控。

根据本发明提供的一种重金属防控系统以及采用其的重金属防控方法，具有以下有益效果：

(1)本发明中的人工湿地为多层填料铺设而成，且对每层填料中的填料种类、用量配比、粒径大小和填充高度进行特定的选择，可在人工湿地中有效实现重金属吸附、悬浮物滤除、有机物降解和脱磷脱氮。