[发明专利]一种利用磷肥协同水葫芦去除灌溉水中重金属离子的方法

说明书

本发明公开了一种利用磷肥协同水葫芦去除灌溉水中重金属的方法，其包括先设置两个水池，分别为混合池和净化池，混合池面积为1‑5m²，用于磷肥与灌溉水混合，净化池面积为60‑1200m²，用于磷肥协同水葫芦净化灌溉水，净化池中养殖水葫芦，水葫芦密度为5‑50株/平方米；再选用不同的磷肥加入混合池，设置磷肥的浓度范围为0.1‑5g/L，持续混匀，随后流入净化池中，水力停留时间设置为1‑72h，出水即可达到净化要求。本发明去除重金属能力强，24小时内的重金属浓度急剧下降，12 h时，去除效率可以达到90％左右，且本发明方法成本低廉，简单可行，具有良好应用价值。

技术领域

本发明涉及去除水体中重金属的方法，特别是一种利用磷肥协同水葫芦去除灌溉水中重金属离子的方法。

背景技术

镉在自然水体中的形态主要分为悬浮态和溶解态，其中悬浮态所占比例最大，农田灌溉水中悬浮态镉含量占到总量的70%，通常悬浮态镉含量比溶解态镉含量大10³至10⁶倍。所以去除灌溉水中悬浮物质就可以达到去除重金属镉的目的。目前已经提出了许多方法从水中去除悬浮物质，包括化学沉淀和生物絮凝。化学絮凝方法去除重金属镉的速度快，效率高，比如采用铝，硫酸亚铁，聚四氯化钛，聚丙烯酰胺等的混凝剂处理重金属镉，但是这些混凝剂由于其大量的消耗、生物降解性差以及最终产物和污泥处置问题，难以应用于农田灌溉水的净化处理。采用生态技术，如应用灯心草、香蒲、美人蕉等，净化农田灌溉水也有较好的净化效果，但是这些湿地植物处理速率低，无法在短时间内净化大流量的灌溉水。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种利用磷肥协同水葫芦去除灌溉水中重金属离子的方法，其具有除重金属离子效果好，成本低廉，简单可行，具有良好应用价值。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用磷肥协同水葫芦去除灌溉水中重金属离子的方法，其包括下列步骤：

1）．设置两个水池，分别为混合池和净化池：混合池面积为1-5m²，用于磷肥与灌溉水混合；净化池面积为60-1200m²，用于磷肥协同水葫芦净化灌溉水，其中养殖水葫芦，水葫芦密度为5-50株/平方米；

2）．将磷肥加入混合池并混匀，使磷肥的浓度范围为0.1-5g/L，之后将混合池的水注入净化池中，设置水力停留时间为 1-72h，即可。

所述磷肥为磷酸二氢钾、磷酸二氢钙、磷酸氢二钾或磷酸氢二胺。

所述净化池的深度为0.1-1m，流速为0-0.1m³/s, pH为5.4-8，总N的范围为0-5mg/L，总P的范围为0-30mg/L。

所述净化池处理Cd离子的浓度范围为0-100μg/L。

本发明联合化学絮凝的高速性和生物净化的持续性，发展了利用磷肥和水葫芦联合净化农田灌溉水重金属技术。磷肥作为有效的絮凝剂去除灌溉水中的痕量镉，湿地植物水葫芦利用生物絮凝和生物吸附去除重金属。水葫芦具有生长周期短，繁殖迅速，根系发达，在南方特别容易生长。发明人发现，水葫芦的根系分泌物在重金属络合物的形成和絮凝中起重要作用。水葫芦的根系分泌物中的糖，蛋白质和氨基酸占主导地位，而与水葫芦根系相关的微生物也可作为高效的絮凝剂，如变形细菌门（14.0％至18.2％），拟杆菌（13％至14％），厚壁菌门（0.5％至1.0％）。这些细菌通过分泌的细胞外聚合物吸附然后絮凝重金属。所以磷肥协同水葫芦即可以快速去除灌溉水中重金属离子，又不会产生第二次污染，从而获得高效的灌溉水中悬浮态镉净化技术。