镉污染灌溉水入田前快速净化材料和装置研究

为开发灌溉水入田前低成本、快速净化技术,创制了一套农田Cd污染灌溉水的快速净化装置,筛选出四类低成本、环保、高效的Cd净化材料以及材料配比方案。研究表明,不同材料Cd静态和动态吸附效果为赤泥粒石灰石沸石油菜秸秆。模拟灌溉时长3 h,灌水Cd浓度60μg·L~(-1),过水流量53.3 m3·h~(-1)(内径40 cm圆形过水断面),保障净化后水中Cd浓度低于农田灌溉水安全标准(10μg·L~(-1)),Cd污染水净化率≥83.3%,上述四类材料对Cd吸附总量变化范围为344.4~358.2 g·m~(-3),各材料间Cd吸附量无显著差异。净化装置主要工艺参数:进水口径10 cm,壳体内径40 cm,壳体高度65 cm,最大处理水量64.8 m3·h-1,滤层高度45 cm,材料承载体积56.5 dm~3,滤层分为三层,每层由10 cm厚单一材料构成,材料粒径5~8 mm。灌溉水推进速度1.4 m·s~(-1),组合材料处理Cd污染水(10~60μg·L~(-1))净化率85%,材料一次装填可净化Cd 15.2~20.1 g,预计可处理水507~671 m~3,满足0.13~0.18 hm~2单季稻田灌水净化需求(灌水Cd浓度和灌水定额分别以40μg·L~(-1)和3750 m3·hm~(-2)计)。