申請日2017.11.01
公開(公告)日2018.02.23
IPC分類號C02F11/02
摘要
本發(fā)明公開了一種污泥中氮和磷的植物凈化方法，所述方法為：將濕地植物種植在污泥中;其中，所述濕地植物為再力花、水罌粟、香蒲、天使花、風(fēng)車草、美人蕉、翠蘆莉、蘆竹、大葉皇冠草、菖蒲、鳶尾草、春芋、海芋中的至少一種。本申請利用特定的濕地植物來凈化污泥，尤其是凈化受污染的底泥中的氮磷，不但對污泥的凈化效果好，而且為充分利用野生濕地植物資源，篩選出更多適應(yīng)性強(qiáng)、去污效果好、景觀價值高的濕地植物，為人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的合理構(gòu)建創(chuàng)造有利條件。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，所述方法為：將濕地植物種植在污泥中;其中，所述濕地植物為再力花、水罌粟、香蒲、天使花、風(fēng)車草、美人蕉、翠蘆莉、蘆竹、大葉皇冠草、菖蒲、鳶尾草、春芋、海芋中的至少一種。
2.如權(quán)利要求1所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，所述濕地植物的植株行距為20cm×20cm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，所述濕地植物為再力花、菖蒲、春芋、大葉皇冠草、水罌粟、美人蕉、蘆竹中的至少一種。
4.如權(quán)利要求3所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，所述濕地植物為再力花。
5.如權(quán)利要求1所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，若污泥陽光充足，所述濕地植物為水罌粟、香蒲、天使花、風(fēng)車草、美人蕉、大葉皇冠草中的至少一種;若污泥缺少陽光照射，所述濕地植物為海芋、春芋、鳶尾草、菖蒲、翠蘆莉、蘆竹中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1或2所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，所述濕地植物為風(fēng)車草、水罌粟、菖蒲、再力花、春芋中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1或2所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，所述濕地植物為風(fēng)車草、水罌粟、菖蒲中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1或2所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法，其特征在于，所述濕地植物不為再力花、大葉皇冠草、水罌粟三種濕地植物的混合。
9.一種如權(quán)利要求1～8任一項所述的污泥中氮和磷的植物凈化方法在污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、濕地植物配置中的應(yīng)用。
說明書
一種污泥中氮和磷的植物凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種污泥的植物凈化方法，尤其是一種污泥中氮和磷的植物凈化方法。
背景技術(shù)
人工濕地植物的生理特性以及群落之間的相互作用對濕地生態(tài)功能具有深刻的影響，水生植物對污水、污泥凈化具有投資低、易管理、凈化效果好、生態(tài)效益好等優(yōu)點，引起國內(nèi)外研究者越來越多的關(guān)注。植物是人工濕地凈化系統(tǒng)的重要組成部分，其發(fā)揮著重要的作用：可直接吸收污水、污泥中可利用的營養(yǎng)物質(zhì)、吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質(zhì);為根區(qū)好氧微生物輸送氧氣;增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸;根系分泌物為微生物提供碳源等。另外，植物還具綠化美化環(huán)境，改善區(qū)域氣候，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，凈化空氣，消除城市熱島效應(yīng)和吸收噪聲等作用。
研究表明，全球濕地高等植物達(dá)6700多種，但用于處理污水、污泥且產(chǎn)生效益的不到100種，同時濕地植物對污染物的凈化能力也存在種間差異。濕地植物的生長對維持人工濕地系統(tǒng)的穩(wěn)定、提高污水處理效果有著積極的作用，特別是光合作用等生理生態(tài)指標(biāo)是衡量濕地植物生長繁殖和污水凈化能力的重要指標(biāo)，其它如植物物候的特征和季節(jié)變化、以及具體環(huán)境的不同植物配置方案等也是濕地植物選擇的重要參考。當(dāng)前，國內(nèi)外對人工濕地植物的研究主要側(cè)重于植物的去污效果及其去污機(jī)理等方面，而如何根據(jù)植物的生理學(xué)特性等指標(biāo)比較植物的去污效果和種間差異，以及適應(yīng)性等的方法則較少報道。因此，開展植物生理生態(tài)特性變化及其作用機(jī)理等的研究，通過試驗比較、篩選出適應(yīng)性強(qiáng)、去污效果好、景觀價值高的濕地植物，為人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的合理構(gòu)建提供科學(xué)依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種利用濕地植物凈化污泥的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：一種污泥中氮和磷的植物凈化方法，所述方法為：將濕地植物種植在污泥中;其中，所述濕地植物為再力花、水罌粟、香蒲、天使花、風(fēng)車草、美人蕉、翠蘆莉、蘆竹、大葉皇冠草、菖蒲、鳶尾草、春芋、海芋中的至少一種。
本發(fā)明利用濕地植物來凈化污泥，可以簡捷有效的降低污泥中的氮、磷含量。
優(yōu)選地，所述濕地植物的植株行距為20cm×20cm。
優(yōu)選地，所述濕地植物為再力花、菖蒲、春芋、大葉皇冠草、水罌粟、美人蕉、蘆竹中的至少一種。本申請發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，上述濕地植物的氮去除率較高。
更優(yōu)選地，所述濕地植物為再力花。本申請發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，再力花的氮去除率最高。
優(yōu)選地，若污泥陽光充足，所述濕地植物為水罌粟、香蒲、天使花、風(fēng)車草、美人蕉、大葉皇冠草中的至少一種;若污泥缺少陽光照射，所述濕地植物為海芋、春芋、鳶尾草、菖蒲、翠蘆莉、蘆竹中的至少一種。
發(fā)明人經(jīng)過大量探索發(fā)現(xiàn)，13種植物的光飽和光合速率(Psat)由高到低排序分別為：再力花>水罌粟>香蒲>天使花>風(fēng)車草>美人蕉>翠蘆莉>蘆竹>大葉皇冠草>菖蒲>鳶尾草>春芋>海芋。再力花和水罌粟明顯高于其他種類(P<0.05)，其他Psat較高的植物為香蒲、天使花、風(fēng)車草、美人蕉、翠蘆莉、蘆竹、大葉皇冠草和菖蒲;鳶尾草、春芋和海芋測顯著低于前面前種類，屬典型的耐陰植物。因此，開展植物適應(yīng)性篩選時，應(yīng)當(dāng)考慮植物的季節(jié)變化、物候特征和植物的生理特性，根據(jù)具體的環(huán)境開展不同的植物配置。
光飽和光合速率(Psat)與光飽和點(LSP)和暗呼吸速率(Rd)存在極顯著的正相關(guān)系(P<0.01)，光飽和點(LSP)具有較大的差異，在516.8-1435.9之間，達(dá)到1000以上的有6種植物，由高到低分別為，再力花>水罌粟>翠蘆莉>蘆竹>菖蒲>天使花;LSP相對較低的為美人蕉>大葉皇冠草>鳶尾草>海芋>春芋。植物的暗呼吸速率(Rd)比較Psat，其值明顯較小，變幅不太大，13種植物的Rd在0.683-2.362之間，其中水罌粟、天使花和再力花的Rd相對較高，春芋、鳶尾草和海芋的Rd較其他種類低。
將Psat、LSP、Rd作為變量進(jìn)行聚類分析，若按植物Psat、LSP和Rd的特征進(jìn)行綜合分類，屬高Psat、LSP和Rd的種類有：再力花，水罌粟，香蒲，天使花，風(fēng)車草，美人蕉和大葉皇冠草;Psat、LSP和Rd相對較低的種類有：海芋、春芋、鳶尾草、菖蒲、翠蘆莉和蘆竹。
通過以上的聚類分析表明，13種類中可粗略分為二類群，再力花，水罌粟，香蒲，天使花，風(fēng)車草，美人蕉和大葉皇冠草等是較陽生種類，適合在陽光充足的地方生長，或植物不同層次配置時的上層種類，而海芋、春芋、鳶尾草、菖蒲、翠蘆莉和蘆竹較耐陰，可種植在較陰暗的地方，或可作為植物配置中的下層種類。
優(yōu)選地，所述濕地植物為風(fēng)車草、水罌粟、菖蒲、再力花、春芋中的至少一種。本申請發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，上述濕地植物的磷去除率較高。
優(yōu)選地，所述濕地植物為風(fēng)車草、水罌粟、菖蒲中的至少一種。本申請發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，上述濕地植物的氮、磷去除率均較高。
優(yōu)選地，所述濕地植物不為再力花、大葉皇冠草、水罌粟三種濕地植物的混合。本申請發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，上述濕地植物的氮、磷去除率均低于其他濕地植物。
同時，本發(fā)明還提供一種上述污泥中氮和磷的植物凈化方法在污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、濕地植物配置中的應(yīng)用。
本申請污泥中氮和磷的植物凈化方法，為充分利用野生濕地植物資源，篩選出更多適應(yīng)性強(qiáng)、去污效果好、景觀價值高的濕地植物，為人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的合理構(gòu)建創(chuàng)造有利條件。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
本申請利用特定的濕地植物來凈化污泥，尤其是凈化受污染的底泥中的氮磷，不但對污泥的凈化效果好，而且為充分利用野生濕地植物資源，簡易低成本地篩選出更多適應(yīng)性強(qiáng)、去污效果好、景觀價值高的濕地植物，為人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的合理構(gòu)建創(chuàng)造有利條件。
