摘要:
灌溉水是南方稻田土壤鎘(Cd)最大的輸入項(xiàng),且現(xiàn)有農(nóng)田灌溉水Cd限量標(biāo)準(zhǔn)(GB5084—2005)尚不能保證稻谷及產(chǎn)地安全,灌溉水Cd入田前應(yīng)急凈化十分迫切.研究通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)和特征參數(shù)比較,篩選和創(chuàng)制出5類價(jià)廉、環(huán)保的高效Cd凈化材料;通過動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)、室內(nèi)流速試驗(yàn),結(jié)合流體力學(xué)等理論知識(shí),創(chuàng)制出1套具有廣泛適用性的Cd污染灌溉水快速凈化裝置,并率先給出了8套推薦材料配方.結(jié)果表明,陶粒(5~8mm)和珍珠巖(2~3mm)Cd吸附能力較差,每方材料分別可以凈化Cd92.30g和27.89g;其他5類材料Cd凈化能力較強(qiáng),每方材料可吸附Cd量:堿化毛發(fā)(1032g)>赤泥粒(5~8mm,534.1g)>石灰石(5~8mm,459.4g)>沸石(5~8mm,441.3g)>油菜秸稈(403.6g);模擬灌溉水Cd濃度60ppb、穿透時(shí)間0.59s、過水流量53.33m3.h-1(內(nèi)徑40cm圓形過水?dāng)嗝?,凈化時(shí)間3小時(shí)內(nèi)5類材料Cd吸附量分布于區(qū)間[344.4,358.2],差異較小;保證灌溉水經(jīng)凈化Cd濃度<10ppb,每方材料Cd動(dòng)態(tài)吸附量從大到小依次為:堿化毛發(fā)1002g>赤泥粒702.2g>石灰石649.3g>沸石545.9g>油菜秸稈439.4g,這與靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.凈化裝置優(yōu)選材料粒徑5~8mm,進(jìn)水口內(nèi)徑10cm,殼體內(nèi)徑40cm,最大流量64.8m3·h-1;裝置設(shè)3個(gè)材料濾層,每個(gè)濾層填充單一材料,濾層高度5~10cm.配方選取原則為:尊重當(dāng)?shù)刭Y源稟賦基礎(chǔ)上優(yōu)先選取天然和無機(jī)材料,材料濾層優(yōu)選順序?yàn)?赤泥粒>石灰石>沸石>油菜秸稈>堿化毛發(fā).