本發(fā)明屬于污染水體治理領(lǐng)域，特別涉及一種用于處理農(nóng)業(yè)徑流中殘留的有機(jī)氯農(nóng)藥污水的循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置。

背景技術(shù)：

有機(jī)氯農(nóng)藥是公認(rèn)的環(huán)境優(yōu)先控制污染物，也是典型的持久性有機(jī)污染物。具有難以降解性、半揮發(fā)性、生物蓄積性和高毒性，在自然界中可以長期存在，并通過食物鏈富集對人類健康和環(huán)境的危害極大。這些物質(zhì)的持久性和半揮發(fā)性也導(dǎo)致其可通過大氣和水進(jìn)行長距離遷移。二氯二苯基三氯乙烷(DDTs)的同分異構(gòu)體o,p’-DDT、p,p’-DDT、o,p’-DDD、o,p’-DDE和p,p’-DDE已被證明是潛在的內(nèi)分泌破壞藥品和高度致癌的異物質(zhì)，有增加人類肝臟、胰腺和乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在六六六（HCHs，包括α-HCH, β-HCH, γ-HCH 和 δ-HCH）的四個(gè)同分異構(gòu)體中，α-HCH已被發(fā)現(xiàn)能引起人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病，腸胃道不適和肝臟損傷；而β-HCH已被證明是在四種異構(gòu)體中最穩(wěn)定，自然環(huán)境中最持久的六六六異構(gòu)體，并具有生物累積性和慢性毒性會(huì)對生物和環(huán)境造成嚴(yán)重的后果。有機(jī)氯農(nóng)藥在歷史上作為農(nóng)業(yè)殺蟲劑被大量使用。雖然我國從1983年起已禁止生產(chǎn)和使用一些有機(jī)氯農(nóng)藥，但是它們在此之前生產(chǎn)了使用了30多年已經(jīng)造成了1400萬公頃的耕地被污染。由于其在環(huán)境中的持久性和生物蓄積性、對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康產(chǎn)生長期的逆向作用而受到持久性的關(guān)注。

目前，有機(jī)氯農(nóng)藥廢水的處理技術(shù)包括藥劑氧化法、光催化氧化法、濕式氧化法、微電解法、超臨界水氧化技術(shù)、超聲波技術(shù)、電極生化膜技術(shù)、好氧生物處理、厭氧生物處理、高效降解菌生化處理、酶促降解法等。農(nóng)藥廢水處理技術(shù)多種多樣，但存在處理成本高，有二次污染、技術(shù)不成熟等缺點(diǎn)。面對大面積的有機(jī)氯農(nóng)藥污染，人們一直尋求對其行之有效的治理方法，人工濕地具有因地制宜，價(jià)格低廉、高效且用于低濃度農(nóng)藥廢水的處理等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種能有效地去除農(nóng)業(yè)徑流中殘留農(nóng)藥的措施之一。本發(fā)明中的裝置是以礫石、土壤為基質(zhì)，菖蒲為植被的一種循環(huán)式進(jìn)水人工濕地模擬裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置，包括配水桶和人工濕地裝置；配水桶底部安裝有水泵，水泵頂部設(shè)置有甲尖嘴快速接頭，甲尖嘴快速接頭連接甲微噴毛管的一端，甲微噴毛管的另一端安裝可調(diào)節(jié)流量大小的甲滴灌噴頭，甲滴灌噴頭通入進(jìn)水槽內(nèi)；人工濕地裝置以直徑為500mm、高為750mm的鍍鋅鐵皮圓筒為主體，分為上下兩層，中間設(shè)置底板隔開，下層為厚150mm的墊高層，以便在下層內(nèi)安裝出水管進(jìn)行出水；上層包含進(jìn)水槽、穿孔管、填料區(qū)和菖蒲；填料區(qū)包含兩種填料，即上層填料和下層填料，下層填料粒徑比上層填料大，以防止穿孔管堵塞，上層填料上種植菖蒲；穿孔管直徑為30mm且設(shè)置在鍍鋅鐵皮圓筒的中心位置，穿孔管在底板上部100mm處穿孔，穿孔孔徑為6~7mm，均勻布孔，并在穿孔管外穿孔處裹幾層紗窗網(wǎng)，以防止穿孔管堵塞；穿孔管穿過底部八十厘米，并在穿孔管的下部末端安裝90度彎頭，90度彎頭再連接出水管進(jìn)行出水，在出水管上設(shè)置閥門，在鍍鋅鐵皮圓筒靠近出水管的這一側(cè)設(shè)置預(yù)留口，以便調(diào)節(jié)閥門，出水管的末端設(shè)置乙尖嘴快速接頭，乙尖嘴快速接頭連接乙微噴毛管的一端，乙微噴毛管的另一端安裝可調(diào)節(jié)流量大小的乙滴灌噴頭，乙滴灌噴頭通入到配水桶內(nèi)；在鍍鋅鐵皮圓筒的上端布置一個(gè)長×寬×高為500×30×50mm的進(jìn)水槽，采用三角堰溢流方式，使布水均勻，穿孔管的上端焊接在進(jìn)水槽的底部，以便固定穿孔管；在墊高層內(nèi)部焊接工型鋼支架，以支撐人工濕地裝置底部，防止填料過重造成人工濕地裝置損壞。

通過調(diào)節(jié)所述甲滴灌噴頭和乙滴灌噴頭的流量大小來實(shí)現(xiàn)進(jìn)出水量一致，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)進(jìn)水。

所述配水桶為50L的塑料圓桶。

所述出水管為聚氯乙烯塑料管。

所述菖蒲挑選長勢好且高度在1.3~1.5m的菖蒲，共種植4~8株。

所述上層填料為土壤，下層填料為平均粒徑為20mm的礫石。

本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，所選用的鍍鋅鐵皮耐用且質(zhì)量輕，采用的是循環(huán)式進(jìn)水方式，從而增加水力停留時(shí)間，有利于提高對有機(jī)氯農(nóng)藥的去除率。該裝置對低濃度的有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH的污染水體處理的效果較好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置的俯視圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置的A-A面剖面圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置的B-B面剖面圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置在三種水力負(fù)荷五個(gè)停留時(shí)間下對有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH（20μg/L）污染水體的處理效果圖。

圖中標(biāo)記：A、B-剖面標(biāo)記；1-配水桶；2-水泵；3-甲尖嘴快速接頭；4-甲微噴毛管；5-甲滴灌噴頭；6-進(jìn)水槽；7-穿孔管；8-底板；9-填料區(qū)；10-菖蒲；11-90度彎頭；12-出水管；13-閥門；14-工型鋼支架；15-墊高層；16-預(yù)留口；17-人工濕地裝置；18-乙尖嘴快速接頭；19-乙微噴毛管；20-乙滴灌噴頭。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

如圖1、圖2和圖3，一種循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置，包括配水桶1和人工濕地裝置17；配水桶1底部安裝有水泵2，水泵2頂部設(shè)置有甲尖嘴快速接頭3，甲尖嘴快速接頭3連接甲微噴毛管4的一端，甲微噴毛管4的另一端安裝可調(diào)節(jié)流量大小的甲滴灌噴頭5，甲滴灌噴頭5通入進(jìn)水槽6內(nèi)；人工濕地裝置17以直徑為500mm、高為750mm的鍍鋅鐵皮圓筒為主體，分為上下兩層，中間設(shè)置底板8隔開，下層為厚150mm的墊高層15，以便在下層內(nèi)安裝出水管12進(jìn)行出水；上層包含進(jìn)水槽6、穿孔管7、填料區(qū)9和菖蒲10；填料區(qū)9包含兩種填料，即上層填料和下層填料，下層填料粒徑比上層填料大，以防止穿孔管7堵塞，上層填料上種植菖蒲10；穿孔管7直徑為30mm且設(shè)置在鍍鋅鐵皮圓筒的中心位置，穿孔管7在底板8上部100mm處穿孔，穿孔孔徑為6mm，均勻布孔，并在穿孔管7外穿孔處裹幾層紗窗網(wǎng)，以防止穿孔管7堵塞；穿孔管7穿過底部8八十厘米，并在穿孔管7的下部末端安裝90度彎頭11，90度彎頭11再連接出水管12進(jìn)行出水，在出水管12上設(shè)置閥門13，在鍍鋅鐵皮圓筒靠近出水管12的這一側(cè)設(shè)置預(yù)留口16，以便調(diào)節(jié)閥門13，出水管12的末端設(shè)置乙尖嘴快速接頭18，乙尖嘴快速接頭18連接乙微噴毛管19的一端，乙微噴毛管19的另一端安裝可調(diào)節(jié)流量大小的乙滴灌噴頭20，乙滴灌噴頭20通入到配水桶1內(nèi)；在鍍鋅鐵皮圓筒的上端布置一個(gè)長×寬×高為500×30×50mm的進(jìn)水槽6，采用三角堰溢流方式，使布水均勻，穿孔管7的上端焊接在進(jìn)水槽6的底部，以便固定穿孔管7；在墊高層15內(nèi)部焊接工型鋼支架14，以支撐人工濕地裝置17底部，防止填料過重造成人工濕地裝置17損壞。

通過調(diào)節(jié)所述甲滴灌噴頭5和乙滴灌噴頭20的流量大小來實(shí)現(xiàn)進(jìn)出水量一致，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)進(jìn)水。

所述配水桶1為50L的塑料圓桶。

所述出水管12為聚氯乙烯塑料管。

所述上層填料為土壤，下層填料為平均粒徑為20mm的礫石。

本實(shí)施例中種植的菖蒲10是在花卉基地購買的菖蒲，主要挑選長勢好的菖蒲，菖蒲高度大約1.4m，移植到人工濕地裝置17中，然后配制營養(yǎng)液培養(yǎng)，使菖蒲適應(yīng)新的生長環(huán)境，兩三周后，待菖蒲長出新的根須，然后排入有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH污染水體，有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH污染水體從配水桶1通過水泵2抽水提升和甲微噴毛管4的傳輸進(jìn)入人工濕地裝置17的進(jìn)水槽6，然后緩緩地溢流進(jìn)入填料區(qū)9。污染水體中的有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH在人工濕地裝置17中經(jīng)過填料區(qū)9的吸附、沉淀和菖蒲10的截留和吸收后濃度大大降低。經(jīng)過填料區(qū)9處理后，清潔的水從穿孔管7流出，并通過出水管12排出，最后經(jīng)乙微噴毛管19重新流入配水桶1，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)不斷的運(yùn)行。

利用本實(shí)施例中循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置對濃度為20 μg/L的待處理有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH污染水體進(jìn)行處理，設(shè)置三個(gè)不同的水力負(fù)荷（300 mm/d，600 mm/d，900 mm/d），研究不同水力負(fù)荷下人工濕地對有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH的去除效果，從出水口12收集出水穩(wěn)定后水力停留時(shí)間在1、3、5、7、9天時(shí)的出水水樣，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測其中的β-HCH濃度，具體去除效果見圖4，由圖可知，試驗(yàn)運(yùn)行到第九天，進(jìn)水水力負(fù)荷300 mm/d，600 mm/d，900 mm/d下本實(shí)施例的循環(huán)式進(jìn)水人工濕地污水處理模擬裝置的去除率分別為85.5%，86.5%，89.8%，三種水力負(fù)荷下對有機(jī)氯農(nóng)藥β-HCH都有明顯的去除效果。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。