[发明专利]一种去除农田退水农药的活性炭与微生物耦合装置

说明书

本发明提出的是一种去除农田退水农药的活性炭与微生物耦合装置，其结构包括透水安装槽、粗栅格拦截网、嵌入式过滤墙和固定桩；透水安装槽设有卡槽和窄槽，透水安装槽的底部和透水安装槽平行于农田沟渠长度方向的两面分别由底部挡板和侧面挡板封闭，透水安装槽通过固定桩固定于农田排水沟渠中；卡槽内有嵌入式过滤墙；窄槽内插有粗栅格拦截网。优点：1）透水安装槽直接安装于农田排水沟渠中，不存在占地问题；2）农药去除效率高，水体逐层净化彻底；3）不影响原有沟渠的排水能力；4）方便更新处理和循环利用；5）制作简单、实施费用低、维护管理容易。

技术领域

本发明涉及的是一种去除农田退水农药的活性炭与微生物耦合装置，属于农田农药面源污染控制技术领域。

背景技术

随着近年来农业经营方式的转变以及精细密集农业的发展，世界上农药的使用量显著增加，对防控作物病虫害、提高作物产量、改善农产品品质具有重要作用；农药在田间施用过程中，仅有10~30%被有效利用，超过70%的农药残留于土壤或漂浮于大气中，并通过灌溉后农田退水、降雨、淋溶等途径进入水体环境，严重威胁水生态安全及人类健康；农田退水是农田农药污染输出的主要途径，高效去除农田退水中农药残留是控制农业农药面源污染的关键措施，对水环境质量改善和水生态安全保障具有重要意义。

农田生态系统中蕴藏着丰富的农药降解微生物资源，这些农药降解微生物能够将农药完全矿化或降解为无毒成分。微生物修复因具有无毒高效、无二次污染、高效经济、可大范围适用等优点被认为是最具潜力的农药污染去除途径。已有的农田水体农药控制技术（如人工湿地技术、滨岸缓冲带控制技术、生态沟渠净化技术）其实质就是通过对污染物原位拦截后利用微生物降解作用来达到净化水体的目的；然而，这些技术都存在占地面积大、基建工程多、实施费用高、管理难度大等问题，难以大范围推广应用；此外，由于这些技术中发挥作用的微生物并非对农药具有特异性高效降解作用的菌株，降解效率偏低，难以在短时间内将农药有效去除。

目前已在农田系统中驯化筛选得到对多种农药具有高效降解作用的降解菌株，而微生物固定化技术的发展推动这些降解菌株在原位污染修复中的应用。活性炭因具有多孔强吸附特性，其多孔隙结构为降解菌生长提供栖息地，有利于降解菌在其表面的吸附固定化；如专利申请号201110351867.8公布了一种利用固定化微生物治理有机磷农药废水的方法，将驯化的真菌黑曲霉吸附到直径为5-8 mm的活性炭上后投放入有机磷农药废水，静置7天降解率可达98%；该专利申请虽具有高降解效率，但是负载非土著降解菌的活性炭颗粒却不可直接投放于农田退水中用以去除农药污染，存在回收困难、外源菌体二次污染等弊端；因此，亟需研发一种适用于农田退水环境、不需要或需要较少基建工程、现场安装方便、造价低廉、农药去除效率高、固定化颗粒方便回收且可循环多次利用的装置。

发明内容

本发明提供一种去除农田退水农药的活性炭与微生物耦合装置，其目的为解决农田农药面源污染问题，在农田排水沟渠内固定透水安装槽并安装嵌入式过滤墙，在农田水体逐层流过嵌入式过滤墙时，水体中农药被活性炭-降解菌耦合载体吸附降解，从而降低农田退水农药浓度。

本发明的技术解决方案：一去除农田退水农药的活性炭与微生物耦合装置，其结构包括透水安装槽1、粗栅格拦截网8、嵌入式过滤墙3和固定桩4；透水安装槽1设有卡槽2和窄槽9，透水安装槽1的底部和透水安装槽1平行于农田沟渠长度方向的两面分别由底部挡板10和侧面挡板5封闭，透水安装槽1通过固定桩4固定于农田排水沟渠18中；卡槽2内有嵌入式过滤墙3；窄槽9内插有粗栅格拦截网8。

本发明的优点：

1）透水安装槽直接安装于农田排水沟渠中，基建工程少，不存在占地问题；

2）农田退水流经多层嵌入式过滤墙时，水体内农药被活性炭-微生物耦合载体吸附降解，农药去除效率高，水体逐层净化彻底；