專利名稱：尖尾芋在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及畜禽養(yǎng)殖廢水的自然生物降解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種人工濕地植物
在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
畜禽養(yǎng)殖廢水污染具有長(zhǎng)期性和不可逆性，其污染特點(diǎn)是高懸浮物、高有機(jī)物和高氨氮，可生化性強(qiáng)，臭味大。 畜禽業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，也是造成我國(guó)農(nóng)村面源污染的主要原因之一，畜禽養(yǎng)殖業(yè)大力發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，不僅影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還危及生態(tài)安全，已成為人們普遍關(guān)注的社會(huì)問題。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的糞便和污水造成地表水、地下水、土壤和環(huán)境空氣的嚴(yán)重污染，直接影響了人們的身體健康和正常生產(chǎn)生活。目前處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的方法主要有自然生物降解技術(shù)(如土壤處理、氧化塘處理、人工濕地處理等)、厭氧處理技術(shù)(如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、升流式固體反應(yīng)器等)、好氧處理技術(shù)(如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、序批式活性污泥法、A/0工藝及氧化溝等)等。這些方法都具有一定的特點(diǎn)，并能在一定程度上降低畜禽養(yǎng)殖廢水的污染程度。然而，采用厭氧或好氧的生物處理技術(shù)，其出水水質(zhì)難以達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，更不要說(shuō)污水綜合一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，如果采用強(qiáng)制的物理化學(xué)措施強(qiáng)化處理效果，往往成本過高。自然生物降解技術(shù)(人工濕地處理)的特點(diǎn)恰好能彌補(bǔ)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)能力有限、缺乏有一定操作與管理水平的技術(shù)人員的局限，尤其適合地處農(nóng)村地區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)。采用自然生物降解技術(shù)(人工濕地處理)強(qiáng)化畜禽養(yǎng)殖廢水污染處理系統(tǒng)的處理效果，不失為一種適宜的處理技術(shù)。
20世紀(jì)80年代末90年代初，在美國(guó)、英國(guó)相繼召開了人工濕地處理污水大會(huì)，提出了人工濕地的有關(guān)凈化機(jī)理和一些可供參考的設(shè)計(jì)規(guī)范和數(shù)據(jù)，標(biāo)志著人工濕地作為一種獨(dú)具特色的污水處理系統(tǒng)進(jìn)入環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。近年來(lái)，人工濕地的工程應(yīng)用和凈化機(jī)理等研究越來(lái)越受到人們的重視。人工濕地不僅能有效去除污水中的懸浮物、有機(jī)污染物、氮和磷等，而且能有效去除病原菌、重金屬、藻毒素等外源生物活性物質(zhì)，具有建設(shè)成本低，耗能少，運(yùn)行費(fèi)用低和效果好且不造成二次污染等多種特性，不僅有較高的氮、磷去除率，還具有美化環(huán)境的功效。隨著水污染成為全世界人們所要面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，人工濕地因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，尤其在凈化畜禽養(yǎng)殖廢水污染中顯示了極大的潛力，成為近年來(lái)開始關(guān)注的研究熱點(diǎn)。目前已用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物有風(fēng)車草(Cyperus alternifolius)、黃花美人蕉(Ca皿aceaeindica var. f lava)、黃花鳶尾(Iris pseudoacorus)、菖蒲(Acorus calamus Li皿)、茭白(Zizania latifolia)、戸蘋(Phragmites australis)等。 但是，面對(duì)目前由于畜禽養(yǎng)殖大力發(fā)展而帶來(lái)的畜禽養(yǎng)殖廢水污染日益嚴(yán)重的問題，上述可用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物品種資源顯得非常有限，難以滿足實(shí)際需要，仍然有待于進(jìn)一步合理開發(fā)大量可用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物品種資源，以適應(yīng)不同地區(qū)、不同水質(zhì)土質(zhì)等廢水處理的需要。另外，目前大多數(shù)用于凈化污水的植物為一年生草本，耐寒性差，冬季枯萎，這不但影響了冬季對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水的凈化效果，而且枯枝落葉進(jìn)入水中，會(huì)給水體帶來(lái)新的污染，從而導(dǎo)致冬季對(duì)畜禽養(yǎng)殖的廢水凈化效果不理想。
尖尾芋(Alocasia cucullata)，屬于天南星科海芋屬，為多年生直立大型草本植物，地上莖圓柱形，粗3-6厘米，莖高達(dá)lm多，黑褐色，具環(huán)形葉痕，通常由基部伸出許多短縮的芽條，發(fā)出新芽，成叢生狀。葉柄綠色，長(zhǎng)25-30厘米，由中部至基部強(qiáng)烈擴(kuò)大成寬鞘；葉片膜質(zhì)至亞革質(zhì)，深綠色，背稍淡，寬卵狀心形，先端驟狹具凸尖，長(zhǎng)10-16厘米，寬7-18厘米，基部圓形；中肋和I級(jí)側(cè)脈均較粗，側(cè)脈5-8對(duì)，其中下部2對(duì)由中肋基部出發(fā)，下傾，然后弧曲上升?；ㄐ虮鷪A柱形，稍粗壯，常單生，長(zhǎng)20-30厘米。佛焰苞近肉質(zhì)，管部長(zhǎng)圓狀卵形，淡綠色至深綠色，長(zhǎng)4-8厘米，粗2. 5-5厘米；檐部狹舟狀，邊緣內(nèi)圈，先端具狹長(zhǎng)的凸尖，長(zhǎng)5-10厘米，寬3-5厘米，外面上部淡黃色，下部淡綠色。肉穗花序比佛苞短，長(zhǎng)約10厘米，雌花序長(zhǎng)1. 5-2. 5厘米，圓柱形，基部斜截形，中部粗7厘米；不育雄花序長(zhǎng)2-3厘米，粗約3毫米；能育雄花序近紡錘形，長(zhǎng)3. 5厘米，中部粗8厘米。蒼黃色，黃色；附屬器淡綠色、黃綠色，狹圓錐形，長(zhǎng)約3.5厘米，下部粗6厘米。漿果近球形，徑6-8毫米，通常有種子?；ㄆ?月7月，果期8月。 目前，尖尾芋由于其根莖肥大，風(fēng)格獨(dú)具，耐濕耐陰，生命力強(qiáng)，一般主要用于庭園美化或盆栽，為高級(jí)的室內(nèi)觀葉植物。 另外，尖尾芋目前還作為藥用，全株藥用，為治毒蛇咬傷要藥，能清熱解毒、消腫鎮(zhèn)痛，可治流感、高燒、肺結(jié)核、急性胃炎、胃潰瘍、慢性胃病、腸傷寒，外用治毒蛇咬傷、蜂窩組織炎、瘡癤、風(fēng)濕等，福建用全草治突發(fā)病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)可用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物資源不足、耐寒性差、容易對(duì)污水水體造成二次污染的問題，提供一種可用于處理廢水尤其是畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢水的新的植物資源。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中，種植尖尾芋。
作為優(yōu)選將所述的尖尾芋進(jìn)行直接移栽種植。
作為優(yōu)選定期修剪種植的尖尾芋的老黃葉和病葉。
作為進(jìn)一步優(yōu)選在尖尾芋生長(zhǎng)旺盛的5 12月，對(duì)其老黃葉和病葉每個(gè)月進(jìn)行
一次修剪。 作為進(jìn)一步優(yōu)選在尖尾芋生長(zhǎng)較緩的1 4月，對(duì)其老黃葉和病葉每?jī)蓚€(gè)月進(jìn)行
一次修剪。 發(fā)明人在長(zhǎng)期大量的試驗(yàn)研究過程中，發(fā)現(xiàn)尖尾芋能作為一種新型的人工濕地植物，能有效降低畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮(即NH4+_N)、總磷(即TP)、總氮(即TN)、化學(xué)耗氧量(即C0DJ、總有機(jī)碳(即T0C)等污染物的含量，主要基于在長(zhǎng)期大量試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的尖尾芋對(duì)上述污水中常見的污染物的顯著吸附和去除特性，于是將其應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖的廢水處理。
綜上所述，本發(fā)明的有益效果是 1、本發(fā)明通過長(zhǎng)期大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)尖尾芋對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+_N、 TP、 TN、 C0D&、T0C等污染物具有顯著的吸附和去除特性，并充分充分利用了這種特性，將其種植于畜禽養(yǎng)
4殖廢水污染環(huán)境中，吸收積累畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮、總磷、總氮、COD^等污染物，從而降低畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物的含量；待形成一定生物量時(shí)，就可達(dá)到減少畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物的含量的目的，進(jìn)一步凈化畜禽養(yǎng)殖廢水。 2、通過定期對(duì)在種植了尖尾芋的畜禽養(yǎng)殖廢水中采集水樣以及對(duì)其出水水質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，充分證明尖尾芋能有效去除畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物的含量，從而凈化畜禽養(yǎng)殖廢水。 3、由于尖尾芋本身的生命力非常旺盛，易成活，可進(jìn)行直接移栽；在自然條件下即可存活，在其整個(gè)生長(zhǎng)過程中不需要進(jìn)行特殊管理；抗寒能力強(qiáng)，在冬季也可保持很好的去污效果；同時(shí)也為畜禽養(yǎng)殖廢水污染的處理開發(fā)了新的植物資源品種，為人工濕地植物處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的深入發(fā)展帶來(lái)了新的進(jìn)步和發(fā)展空間。 4、通過定期修剪種植的尖尾芋的老黃葉和病葉，防止枯枝落葉進(jìn)入水體對(duì)水體造成二次污染，保證了凈水效果；并且修剪后的部分可繼續(xù)存活、生長(zhǎng)，且自然繁殖生長(zhǎng)快速，不需要每年栽種，在操作上簡(jiǎn)單易行。 5、尖尾芋根莖肥大，是優(yōu)良的觀葉植物，具有較強(qiáng)的景觀和藥用等經(jīng)濟(jì)價(jià)值，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無(wú)論在運(yùn)行成本、操作維護(hù)、處理效果上，還是在所帶來(lái)的額外的景觀、藥用等經(jīng)濟(jì)價(jià)值上，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。


圖1是尖尾芋對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+_N的處理效果示意 圖2是尖尾芋對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中TP的處理效果示意 圖3是尖尾芋對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中TN的處理效果示意 圖4是尖尾芋對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中C0Dtt的處理效果示意 圖5是尖尾芋對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中TOC的處理效果示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1 : 自然條件下，將采集到的尖尾芋幼苗直接移栽至高29cm，底徑26cm、高32cm的橡膠桶中，其底部設(shè)布水管，由底至上依次為厚度5cm、直徑2-5cm左右的礫石層，10cm厚的粗沙層，10cm厚(約計(jì)8kg)的土壤層，自來(lái)水穩(wěn)定15天。待植株穩(wěn)定后，定期澆灌畜禽養(yǎng)殖廢水，并采集水樣及測(cè)定其出水水質(zhì)(水力停留時(shí)間設(shè)為7天)。盆栽試驗(yàn)進(jìn)水量由Reed所推薦的估算公式(1)測(cè)定
<formula>formula see original document page 5</formula>
式中Q——設(shè)計(jì)廢水流量，mVd ;
F——人工濕地占用的土地面積，hm2 ; K-系數(shù)，6. 57X10-3。 經(jīng)計(jì)算，盆栽實(shí)驗(yàn)的處理水量為1. 22L。 另有公式(2)，^ = (2) 公式(2)中Q、F同公式(1); q——水力負(fù)荷，m/周，取q為20cm/d ; t——運(yùn)行時(shí)間(全年運(yùn)行周數(shù))，周/a ; 0.0365——換算系數(shù)。 經(jīng)計(jì)算Q = 2. 2L。 通過測(cè)定污水中的NH4+_N、 C0Dtt、 TP、 TN、 TOC等污染物的去除效果，本實(shí)施例確定 其進(jìn)水量為2. 2L ;最佳水力停留時(shí)間為7天(HRT = 7d);種植尖尾芋的量為4株/桶。
對(duì)廢水中NH4+_N、 TP 、 TN、 C0Dtt 、 TOC的測(cè)定和計(jì)算方法，均參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 定方法，即，MV-N采用納氏試劑分光光度法(GB7479-87)， TP采用鉬酸銨分光光度法 (GB11893-89) ，TN采用過硫酸鉀氧化紫外分光光度法(GB11894-89) ， C0D&采用重鉻酸鉀氧 化法(GB11914-89) ， TOC采用燃燒氧化_非分散紅外吸收法(HJ501-2009)。
采用尖尾芋凈化畜禽養(yǎng)殖廢水時(shí)NH4+_N、 TP、 TN、 CODtt、 TOC等污染物的進(jìn)水和出 水濃度以及去除率參見附圖1-5，由圖中可以看出，其對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 CODcr、TOC的凈化效率分別為89. 09% 95. 54%、84. 08% 96. 69%、81. 46% 96. 46%、 79. 35 % 96. 14 % 、87. 66 % 97. 94 % ;平均凈化效率分別為91. 18 % 、90. 45 % 、 87. 47%、88. 24%、92. 69%。 通過上述實(shí)施例可見，本發(fā)明利用在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中種植尖尾芋，對(duì)去 除畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物具有顯著的效果，達(dá)到了很好的凈化 畜禽養(yǎng)殖廢水污染的目的。
權(quán)利要求
尖尾芋在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用，其特征在于在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中，種植尖尾芋。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于將所述的尖尾芋進(jìn)行直接移栽種植。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述應(yīng)用，其特征在于定期修剪種植的尖尾芋的老黃葉和病葉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述應(yīng)用，其特征在于在尖尾芋生長(zhǎng)旺盛的5 12月，對(duì)其老黃葉和病葉每個(gè)月進(jìn)行一次修剪。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述應(yīng)用，其特征在于在尖尾芋生長(zhǎng)較緩的1 4月，對(duì)其老黃葉和病葉每?jī)蓚€(gè)月進(jìn)行一次修剪。
全文摘要
本發(fā)明公開了尖尾芋在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用，屬于廢水處理領(lǐng)域，采用的技術(shù)方案為在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中，種植尖尾芋。本發(fā)明充分利用尖尾芋的抗寒性以及對(duì)廢水中污染物的吸附去除性，將其種植于畜禽養(yǎng)殖廢水污染的環(huán)境中，吸收積累廢水中的污染物，從而降低污水中污染物的含量，凈化畜禽養(yǎng)殖廢水，能夠有效防止對(duì)水體的二次污染，保證了凈水效果同時(shí)也為畜禽養(yǎng)殖廢水污染的處理開發(fā)了新的植物資源品種，為人工濕地植物處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的深入發(fā)展帶來(lái)了新的進(jìn)步和發(fā)展空間，無(wú)論在運(yùn)行成本、操作維護(hù)、處理效果上，還是在所帶來(lái)的景觀、藥用等經(jīng)濟(jì)價(jià)值上，相對(duì)于現(xiàn)有用于凈化污水的植物都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)C02F103/20GK101774699SQ20101012307
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者孫百曄, 張俊萍, 張小洪, 張延宗, 彭宏, 李遠(yuǎn)偉, 李黎, 楊剛, 王應(yīng)軍, 肖鴻, 袁野, 鄧仕槐, 陽(yáng)路芳 申請(qǐng)人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)