專利名稱：應(yīng)用于垂直流-水平潛流復(fù)合人工濕地的植物配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于垂直流-水平潛流復(fù)合人
工濕地的植物配置方法。
背景技術(shù)：
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，一方面城鎮(zhèn)用水供需矛盾 日益突出，另一方面巨量廢水污水的大量排放又使得供水水源不斷受到污染，進(jìn)而使水質(zhì) 環(huán)境不斷惡化。人工濕地技術(shù)是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種生態(tài)污水處理技術(shù)，利用 工程措施模擬自然濕地建造的生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地主要有基質(zhì)、植物、微生物構(gòu)成，它主要 利用系統(tǒng)中基質(zhì)-水生植物-微生物的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用，通過基質(zhì)的過 濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。人工濕地主要有表 面流式、垂直流式、水平潛流式，這幾年結(jié)合幾種濕地優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合人工濕地應(yīng)用越來越廣 泛。在實(shí)際應(yīng)用中，我國人工濕地應(yīng)用植物種類較少，對(duì)工業(yè)廢水的凈化效果不好。 一般 用于生活污水處理的植物有水燭(Typhs angustifolia)、燈芯草(Juncuseffuses)、水蔥 (Schoenoplectus lacustris)、菖蒲(Acorus calamus)等等。這些植物對(duì)于工業(yè)廢水，特 別是重金屬離子含量較高的廢水，吸附凈化效果有限，且在實(shí)際應(yīng)用中，常以某種植物為單 位的地塊種植，處理效果單一，景觀效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、處理效率高、易生長、景觀效果好的 應(yīng)用于垂直流_水平潛流復(fù)合人工濕地的植物配置方法。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種應(yīng)用于垂直流-水平潛 流復(fù)合人工濕地的植物配置方法，其兼具景觀效果與污水處理效果，其關(guān)鍵技術(shù)在于水平 潛流濕地池種植下述植物的任意一種或幾種組合戸蘋、美人焦、桃金娘、蜈蚣草、商陸、李 氏禾、風(fēng)車草、印度芥菜；垂直流濕地池種植下述植物的任意一種或幾種組合燈芯草、千
屈菜、東南景天、天藍(lán)遏藍(lán)菜、黑麥草、桃金娘、蜈蚣草、商陸、李氏禾、風(fēng)車草、印度芥菜；所 述垂直流濕地池與水平潛流濕地池中種植植物的數(shù)量比例為l : 1.5 2 ;待垂直流-水平 潛流復(fù)合人工濕地池蓄水后，在垂直流濕地池的水面上種植浮水植物睡蓮和/或鳳眼蓮。
上述植物配置方法最好應(yīng)用于下述結(jié)構(gòu)的垂直流_水平潛流復(fù)合人工濕地垂直 流濕地池在上，水平潛流濕地池在下，且水平潛流濕地池設(shè)于地表面以下；所述垂直流濕地 池的基質(zhì)從上到下依次為粗砂層、人工混合層、礫石區(qū)，垂直流濕地池上部設(shè)有布水管，池 底設(shè)有泄流槽，泄流槽上部為透水板，泄流槽下部為防水層；所述水平潛流濕地池兩側(cè)為礫 石區(qū)，中間為基質(zhì)區(qū)，基質(zhì)區(qū)從上到下依次為粗砂層、人工混合層、粗砂層，設(shè)置的導(dǎo)流隔板 將基質(zhì)區(qū)分割成蛇形的水流通道，池底部設(shè)有泄流槽，泄流槽槽底設(shè)有防水層，泄流槽槽頂 位于礫石區(qū)的出水口部位設(shè)有透水板；垂直流濕地池與水平潛流濕地池經(jīng)由設(shè)置的回流池 連通，回流池內(nèi)設(shè)有污水泵與潛水曝氣機(jī)；所述防水層為塑膠類材料，防水層上設(shè)有預(yù)置孔穴，預(yù)置孔穴內(nèi)側(cè)填充有柔性防水填料。
本發(fā)明中植物選取的原則為 1、適合垂直流_水平潛流復(fù)合人工濕地的特殊結(jié)構(gòu)形式；
2、對(duì)工業(yè)廢水中的重金屬及其他污染物的吸收富集能力強(qiáng)；
3、生長速度快，生產(chǎn)周期短，生物產(chǎn)量高；
4、能反復(fù)種植，多次修剪； 5、具有發(fā)達(dá)的根系組織，且具有抗蟲、抗病能力。 其中，桃金娘、蜈蚣草、商陸、李氏禾、風(fēng)車草、印度芥菜這幾種植物既可種植于垂 直流濕地池中，也可以種植于水平潛流濕地池中，因其依據(jù)培育情況不同，植物本身的莖桿 長度也不同，要視所選母本的生長狀況來看，如果所培育出的莖桿高度不高，小于50cm，則 不宜種植于本垂直流_水平潛流復(fù)合人工濕地中的水平潛流濕地池中，因?yàn)樗綕摿鳚竦?池中種植的植物需要穿過上層的垂直流濕地池。 這是因?yàn)橹参锸侨斯竦氐闹匾M成部分，在系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用，主要表現(xiàn)在植 物根系向基質(zhì)中釋放氧氣，植物根系固定植物床，改變水力傳導(dǎo)能力，創(chuàng)造生物共生條件， 根系分泌物殺死病原菌以及植物的景觀美學(xué)作用等方面。由于植物種類配置的不同和污水 濃度的不斷變化等特性，人工濕地的各種特性與功能也會(huì)隨之改變，從而影響植物的處理 效果和景觀效果。因此我們從植物著手，針對(duì)垂直流——水平潛流復(fù)合人工濕地的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐，設(shè)計(jì)出上述行之有效植物配植方案。 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本植物配置方法所用的成本低、對(duì)工 業(yè)廢水中的重金屬及其他污染物有很強(qiáng)的吸收富集能力；所采用植物生長速度快，產(chǎn)量高， 豐富了人工濕地的植物多樣性，具有較好的景觀效果。


圖1是本發(fā)明中復(fù)合人工濕地的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是水平潛流濕地池的示意圖。 圖3是圖2的俯視圖； 圖4是垂直流濕地池的示意圖； 圖5是垂直流濕地池的防水層的示意圖； 圖6是布水管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是微孔曝氣管的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中，1、地坪面；2、布水管；3、垂直流濕地池的植物；4、水平潛流濕地池的植物； 5、人工混合層；6、礫石層；7、水平潛流人工濕地池的粗砂層；8、垂直流人工濕地池的粗砂 層；9、垂直流人工濕地池的泄流槽；10、泄水管；11、回流管；12、回流池；13、污水泵；14、排 水管；15、潛水曝氣機(jī)；16、微孔曝氣管；17、入水處礫石區(qū)；18、人工混合層；19、垂直流人工
濕地池的防水層；20、防水層；21、水平潛流人工濕地池的粗砂層；22、導(dǎo)流隔板；23、水平潛 流人工濕地池的防水層；24、水平潛流人工濕地池的泄流槽；25、垂直流濕地池；26、水平潛 流濕地池；27、透水板；28、預(yù)置穴孔；29、柔性可塑防水填料；30、出水處礫石區(qū)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1 針對(duì)保定某電鍍廠工業(yè)廢水處理，在現(xiàn)有普通的垂直流——水平潛流復(fù)合人工濕 地中，選取戸蘋種植于水平潛流濕地池中，選取千屈菜、蜈蚣草、東南景天種植于垂直流濕 地池中，水平潛流濕地池與垂直流濕地池中植物的種植數(shù)量比為1 : 1.5，完成植物床準(zhǔn) 備，待蓄水后再加入部分鳳眼蓮。對(duì)于C0D、Cr、Zn、Fe、Mn去除效率達(dá)到了76X、80X、81X、 76%、86%。
實(shí)施例2 針對(duì)保定某電鍍廠工業(yè)廢水處理，在現(xiàn)有普通的垂直流——水平潛流復(fù)合人工 濕地中，選取戸蘋、美人蕉種植于水平潛流濕地池中，選取天藍(lán)遏藍(lán)菜、印度芥菜、風(fēng)車草、 千屈菜種植于垂直流濕地池中，水平潛流濕地池與垂直流濕地池中植物的種植數(shù)量比為 1 : 2，完成植物床準(zhǔn)備，待蓄水后再加入部分鳳眼蓮。對(duì)于COD、Cr、Zn、Fe、Mn去除效率達(dá) 到了 71%、83%、76%、80%、72%。
實(shí)施例3 針對(duì)保定某電鍍廠工業(yè)廢水處理，在本發(fā)明提供的垂直流——水平潛流復(fù)合人工
濕地中，選取戸蘋種植于水平潛流濕地池中，選取千屈菜、蜈蚣草、東南景天種植于垂直流
濕地池中，水平潛流濕地池與垂直流濕地池中植物的種植數(shù)量比為1 : 1.5，完成植物床準(zhǔn)
備，待蓄水后再加入部分鳳眼蓮。對(duì)于C0D、Cr、Zn、Fe、Mn去除效率達(dá)到了85X、90X、92X、
82%、94%。 實(shí)施例4 針對(duì)保定某電鍍廠工業(yè)廢水處理，在本發(fā)明提供的垂直流——水平潛流復(fù)合人 工濕地中，選取戸蘋、美人蕉種植于水平潛流濕地池中，選取天藍(lán)遏藍(lán)菜、印度芥菜、風(fēng)車 草、千屈菜種植于垂直流濕地池中，水平潛流濕地池與垂直流濕地池植物的種植數(shù)量比為 1 : 2，完成植物床準(zhǔn)備，待蓄水后再加入部分鳳眼蓮。對(duì)于COD、Cr、Zn、Fe、Mn去除效率達(dá) 到了 83%、91%、84%、91%、79%。 在上述過程中還同時(shí)存在著馴化過程，將植物配植于人工濕地污染環(huán)境中，使其 逐漸適應(yīng)污染環(huán)境，不適應(yīng)的植物在馴化過程中死亡。馴化后的植物重新組合即形成了新 植物組合。 本發(fā)明中的植物配置方法最好應(yīng)用于下述垂直流_水平潛流復(fù)合人工濕地中，其 中水平潛流濕地池中種植的植物的莖桿長度要能夠通過上層垂直流濕地池。本垂直流_水 平潛流復(fù)合人工濕地的結(jié)構(gòu)如下參見附圖2、附圖3，水平潛流濕地池中的兩側(cè)為礫石區(qū)， 其中一側(cè)為入水處，另一側(cè)為出水處，出水處礫石區(qū)未填滿由導(dǎo)水隔板所圍成的區(qū)域，而只 填充了部分礫石，出水處添加部分礫石可以有效的防制堵塞，便于水更好的排出，出水處礫 石區(qū)30下方設(shè)有透水板，水從此處流到泄流槽24，泄流槽24頂部除去透水板部位安裝有 防水層23?；|(zhì)自下而上由粗砂層7、人工混合層18、粗砂層21組成，人工混合層18由沸 石、蛭石、煤渣混配而成。設(shè)置的導(dǎo)流隔板22使水流形成類似蛇形的通道，可以增加污水的 處理效果。水平潛流濕地池中栽植有本發(fā)明所提供的莖桿較長的植物，在水平潛流濕地池 中，會(huì)形成植物——微生物群生態(tài)系統(tǒng)，在基質(zhì)與根系中會(huì)出現(xiàn)大量的優(yōu)勢(shì)微生物群，依靠微生物菌群可以進(jìn)一步分解有機(jī)污染物與重金屬污染物。水平潛流濕地池中布設(shè)有基質(zhì)和 微孔曝氣管16，微孔曝氣管16為網(wǎng)狀多孔PVC通氣管道，由潛水曝氣機(jī)15通過微孔曝氣管 16向水平潛流層供氧進(jìn)行微曝氣。 參見附圖4，垂直流濕地池25內(nèi)栽植有本發(fā)明所提供的莖桿較短的植物，污水經(jīng) 布水管2均勻流入垂直流濕地池25，垂直向下經(jīng)過粗砂層8、人工混合層5、礫石層6，經(jīng)過 垂直流濕地池處理后的污水中懸浮顆粒物含量急劇降低，最后通過垂直流濕地池泄流槽9 上壁的透水板27匯入泄水槽，經(jīng)過泄水管10流入回流池12。泄流槽底部設(shè)有防水層19， 為了防止正在處理的水直接流入水平潛流濕地池，同時(shí)為了保證植物正常的生長，應(yīng)在預(yù) 置穴孔28和植物莖稈間敷設(shè)柔性可塑防水填料29，如塑膠等，不僅防止污水串池流通，還 可盡量保證植物正常生長，不影響效率。透水板直接接觸的為大粒徑的礫石，不易堵塞，不 需要特殊處理。 參見附圖6，布水管2為類似于"王"字形的布水管，設(shè)有布水主管2-1與布水支管 2-2。參見附圖7，微孔曝氣管優(yōu)選為多孔PVC曝氣管，其形狀也類似于"王"字形。
參見附圖5，垂直流濕地的防水層為經(jīng)過特殊處理的橡膠或塑膠類材料。預(yù)置孔穴 使下層植物的莖稈能通過。
權(quán)利要求
一種應(yīng)用于垂直流-水平潛流復(fù)合人工濕地的植物配置方法，其兼具景觀效果與污水處理效果，其特征在于水平潛流濕地池種植下述植物的任意一種或幾種組合蘆葦、美人焦、桃金娘、蜈蚣草、商陸、李氏禾、風(fēng)車草、印度芥菜；垂直流濕地池種植下述植物的任意一種或幾種組合燈芯草、千屈菜、東南景天、天藍(lán)遏藍(lán)菜、黑麥草、桃金娘、蜈蚣草、商陸、李氏禾、風(fēng)車草、印度芥菜；所述垂直流濕地池與水平潛流濕地池中種植植物的數(shù)量比例為1∶1.5～2；待垂直流-水平潛流復(fù)合人工濕地池蓄水后，在垂直流濕地池的水面上種植浮水植物睡蓮和/或鳳眼蓮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于垂直流-水平潛流復(fù)合人工濕地的植物配置方法，其 特征在于所述植物配置方法采用下述結(jié)構(gòu)的垂直流-水平潛流復(fù)合人工濕地垂直流濕 地池在上，水平潛流濕地池在下，且水平潛流濕地池設(shè)于地表面以下；所述垂直流濕地池的 基質(zhì)從上到下依次為粗砂層(8)、人工混合層(5)、礫石區(qū)(6)，垂直流濕地池(25)上部設(shè) 有布水管(2)，池底設(shè)有泄流槽(9)，泄流槽(9)上部為透水板(27)，泄流槽(9)下部為防 水層(19);所述水平潛流濕地池兩側(cè)為礫石區(qū)(IO)，中間為基質(zhì)區(qū)，基質(zhì)區(qū)從上到下依次 為粗砂層(7)、人工混合層(18)、粗砂層(21)，設(shè)置的導(dǎo)流隔板(22)將基質(zhì)區(qū)分割成蛇形 的水流通道，池底部設(shè)有泄流槽(23)，泄流槽(23)槽底設(shè)有防水層(23)，泄流槽(23)槽頂 位于礫石區(qū)的出水口部位設(shè)有透水板；垂直流濕地池與水平潛流濕地池經(jīng)由設(shè)置的回流池 (12)連通，回流池(12)內(nèi)設(shè)有污水泵(13)與潛水曝氣機(jī)(15);所述防水層(19)為塑膠類 材料，防水層(19)上設(shè)有預(yù)置孔穴(28)，預(yù)置孔穴(28)內(nèi)側(cè)填充有柔性防水填料(29)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于垂直流-水平潛流復(fù)合人工濕地的植物配置方法，其兼具景觀效果與污水處理效果，其水平潛流濕地池種植下述植物的任意一種或幾種組合蘆葦、美人焦、桃金娘、蜈蚣草、商陸、李氏禾、風(fēng)車草、印度芥菜；垂直流濕地池種植下述植物的任意一種或幾種組合燈芯草、千屈菜、東南景天、天藍(lán)遏藍(lán)菜、黑麥草、桃金娘、蜈蚣草、商陸、李氏禾、風(fēng)車草、印度芥菜；所述垂直流濕地池與水平潛流濕地池中種植植物的數(shù)量比例為1∶1.5～2；待蓄水后，在垂直流濕地池的水面上種植浮水植物睡蓮和/或鳳眼蓮。本發(fā)明所用成本低、處理效率高、易生長、景觀效果好。
文檔編號(hào)C02F9/14GK101781061SQ20101011553
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者盧麗杰, 呂康樂, 李楠, 沈文佳, 王寅, 王崇宇, 蘇航, 賈檸寧, 路雯瀟, 邢文超, 陳寅嵩 申請(qǐng)人:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)