金線蓮在處理農(nóng)村合流制生活污水中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了金線蓮在處理農(nóng)村合流制生活污水中的應(yīng)用，屬于廢水處理領(lǐng)域。在農(nóng)村合流制生活污水中種植金線蓮，充分利用金線蓮吸收農(nóng)村合流制生活污水中的NH4+—N、TN、TP、CODcr等污染物質(zhì)，以及金線蓮多年生的特性，永久性地解決農(nóng)村合流制生活污水污染問題。具有投資少、運行成本低、效果好，操作簡單易行。收割的金線蓮還可藥用，主治肺熱咳嗽，肺結(jié)核咯血，尿血，小兒驚風(fēng)，破傷風(fēng)，腎炎水腫，風(fēng)濕痹痛，跌打損傷，毒蛇咬傷、支氣管炎、膀胱炎、糖尿病、血尿、急慢性肝炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎腫瘤等疑難病癥，也兼除青春痘。利用金線蓮處理廢水，將環(huán)境保護與經(jīng)濟建設(shè)相結(jié)合，將有望改變傳統(tǒng)生態(tài)工程常年累月依靠政府投入資金的運作模式，意義深遠。
【專利說明】金線蓮在處理農(nóng)村合流制生活污水中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)村合流制生活污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種人工濕地植物凈化農(nóng)村合流制生活污水的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，農(nóng)村生活水平明顯提高，農(nóng)村污廢水排放量也顯著增加。據(jù)資料顯示，2007年我國農(nóng)村污水排放總量已超過90億噸，而實際處理率尚不及1%。此外，農(nóng)村地形復(fù)雜、布局分散，難以像城鎮(zhèn)污水一樣集中收集處理。農(nóng)村污廢水的隨意排放，是造成江河、湖泊、地下水等水環(huán)境受污染的主要原因之一。農(nóng)村污染問題也日益嚴峻，農(nóng)村環(huán)境污染已成為制約我國新農(nóng)村建設(shè)的主要因素之一。因此，治理農(nóng)村污水，改善農(nóng)村生活環(huán)境是控制和減緩流域水體污染和富營養(yǎng)化的關(guān)鍵步驟之一。
[0003]傳統(tǒng)污水處理技術(shù)處理效果好、應(yīng)用廣泛，但建造和運行成本費用較高，運行復(fù)雜；農(nóng)村人口文化相對較低，難以操作傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)，并且農(nóng)村生活污水具有量少、分散排放等特點，故傳統(tǒng)污水處理技術(shù)并不適用于農(nóng)村生活污水的處理。因此，尋找適合農(nóng)村地區(qū)生活污水處理的“三低”技術(shù)顯得尤為迫切。人工濕地技術(shù)具有適應(yīng)規(guī)模靈活、建設(shè)成本低廉、維護費用低等優(yōu)點，特別適合在土地資源豐富，資金和專業(yè)技術(shù)人才缺乏，污水排放分散的廣大農(nóng)村地區(qū)。到目前為止，已用于人工濕地中的植物有蘆葦、香根草、水稻、石菖蒲、鳳眼蓮、旱傘草、燈心草、水蕹菜、水芹菜、美人蕉等植物，均取得了較好的實驗效果。但現(xiàn)有濕地植物多為普通植物，經(jīng)濟價值較低，很難體現(xiàn)濕地技術(shù)的經(jīng)濟效益；同時，現(xiàn)有人工濕地植物多為一年生植物，死亡后的植株進入水體，易造成二次污染，影響濕地系統(tǒng)的凈化效果。濕地植物死亡后還需重新更換，無形中會增加濕地技術(shù)的運行成本，會進一步降低濕地技術(shù)的市場競爭力。而且，農(nóng)村合流制生活污水與城市生活污水成分差異較大，現(xiàn)有濕地植物并不一定適應(yīng)于農(nóng)村合流制生活污水的凈化，因此篩選出適應(yīng)于農(nóng)村合流制生活污水的高經(jīng)濟價值的濕地植物意義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有濕地植物經(jīng)濟價值低、一年生等問題，提供一種經(jīng)濟價值較高多年生的并可用于凈化農(nóng)村合流制生活污水的新植物資源。利用經(jīng)濟價值較高的植物凈化農(nóng)村合流制生活污水，將環(huán)境保護與景觀建設(shè)相結(jié)合，體現(xiàn)了污水處理、生態(tài)修復(fù)以及景觀建設(shè)和經(jīng)濟效益相兼顧的可持續(xù)發(fā)展思想，具有理論研究與應(yīng)用研究相結(jié)合的特點，這為農(nóng)村污水治理實踐應(yīng)用提供新穎思路和理論依據(jù)。這將有望改變傳統(tǒng)生態(tài)工程常年累月依靠政府投入資金的運作模式，具有深遠意義。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
在人工濕地中種植金線蓮，利用構(gòu)建濕地系統(tǒng)凈化農(nóng)村合流制生活污水。
[0006]金線蓮(Anoectochilus roxburghii Lindl):蘭科金線蓮屬金線蓮屬多年生草本植物。在民間具有廣泛藥用價值，素有“藥王”、“金草”、“神草”、“鳥人參”等美稱。葉圓盾形，根莖較細，葉柄細長，棕褐色，可攀援。不耐寒，喜溫暖濕潤，越冬溫度10°c以上。花生于葉腋，有黃、紅、赭、乳白等色，不整齊。呈皺縮卷曲，不規(guī)則狀的干燥全草，根莖圓柱形，多彎曲，長l-5cm，表面棕褐色，莖節(jié)明顯，有金黃色網(wǎng)狀脈，下部集生2-4片葉，葉互生，多卷縮而完整，展開為寬卵形，表面黑棕色，下面暗紅色，部分葉脈紫紅色，主脈3?7條，葉柄基部鞘狀抱莖，偶見總狀花序頂生，花暗棕色，少見蒴果矩圓形，香氣特異，味淡。其雄株于雌株略有差別，主要在于雌株的葉脈更為深，而雄株幾乎見不到葉脈。
[0007]金線蓮藥用價值:清熱涼血，除濕解毒，平衡陰陽、扶正固本，陰陽互補、生津養(yǎng)顏、調(diào)和氣血、五臟、養(yǎng)壽延年的功用。入腎、心、肺三經(jīng)，能全面提高人體免疫力，增強人體對疾病的抵抗力。主治肺熱咳嗽，肺結(jié)核咯血，尿血，小兒驚風(fēng)，破傷風(fēng)，腎炎水腫，風(fēng)濕痹痛，跌打損傷，毒蛇咬傷、支氣管炎、膀胱炎、糖尿病、血尿、急慢性肝炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎腫瘤等疑難病癥，也兼除青春痘。
[0008]發(fā)明人在長期大量的實驗程中發(fā)現(xiàn)，金線蓮能作為一種新型的人工濕地植物，能有效降低農(nóng)村合流制生活污水中的氨氮(NH4+— N)、總氮(TN)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(CODcr)等污染物?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，將金線蓮種植于人工濕地用于農(nóng)村合流制生活污水的處理。通過定期對種植有金線蓮的濕地系統(tǒng)廢水進水及其出水水質(zhì)進行監(jiān)測分析，充分證實金線蓮對廢水中的氨氮(NH4+— N)、總氮(TN)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(CODra)等具有較高的凈化能力，可用于農(nóng)村合流制生活污水的凈化處理。而且金線蓮生命力非常旺盛，易成活，極其耐低溫，而且是多年生宿根草本植物，不需每年栽種，在整個生長過程中不需特殊管理。
[0009]綜上所述，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明經(jīng)過長期大量實驗發(fā)現(xiàn)金線蓮對農(nóng)村合流制生活污水中的氨氮(NH4+—N)、總氮(TN)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(CODra)等污染物質(zhì)具有顯著的凈化效果。因此，將其通過人工濕地技術(shù)凈化農(nóng)村合流制生活污水，吸收積累廢水中的NH4+— N、TN、TP、C0D。,等污染物質(zhì)，從而降低廢水中的NH4+— N、TN、TP、CODcr等污染物質(zhì)含量；待其長到一定生物量時，通過人工收割，就可降低廢水中NH4+— N、TN、TP、CODcr等污染物含量，實現(xiàn)凈化廢水的目的。
[0010]2、由于金線蓮本身的生理特性，為多年生植物，不需每年栽種，在整個生長過程中不需進行特殊的管理，因而運行成本低、效果好，操作簡單易行。同時，也豐富了人工濕地技術(shù)植物庫，為人工濕地技術(shù)處理富營養(yǎng)化水體的深入發(fā)展帶來新的進步和發(fā)展空間。
[0011]3、經(jīng)過定期收割，可實現(xiàn)對廢水中NH4+— N、TN、TP、CODcr等污染物的凈化，防止其枯枝落葉掉入水中形成二次污染。收割的金線蓮主治肺熱咳嗽，肺結(jié)核咯血，尿血，小兒驚風(fēng)，破傷風(fēng)，腎炎水腫，風(fēng)濕痹痛，跌打損傷，毒蛇咬傷、支氣管炎、膀胱炎、糖尿病、血尿、急慢性肝炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎腫瘤等疑難病癥，也兼除青春痘。
[0012]4、金線蓮不但具有較好富營養(yǎng)化水體凈化效果，而且具有較高的藥用價值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無論在運行成本、操作維護、處理效果，還是環(huán)保效益、經(jīng)濟效益等都具有明顯的優(yōu)勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是實施例1金線蓮處理農(nóng)村合流制生活污水中NH4+— N效果示意圖。
[0014]圖2是實施例1金線蓮處理農(nóng)村合流制生活污水中TN效果示意圖。
[0015]圖3是實施例1金線蓮處理農(nóng)村合流制生活污水中TP效果示意圖。
[0016]圖4是實施例1金線蓮處理農(nóng)村合流制生活污水中CODra效果示意圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施實例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019]實施例1
本實施例為金線蓮處理農(nóng)村合流制生活污水的應(yīng)用，具體應(yīng)用辦法如下:
1、農(nóng)村合流制生活污水預(yù)處理
農(nóng)村合流制生活污水中含有大量可降解顆粒物質(zhì)、泥沙等物質(zhì)，若直接進入人工濕地系統(tǒng)，易堵塞濕地系統(tǒng)，造成濕地系統(tǒng)內(nèi)部缺氧，影響濕地系統(tǒng)的凈化能力。為減少廢水中顆粒物質(zhì)的堵塞作用，在廢水進入濕地系統(tǒng)前先經(jīng)過沉降和過濾處理，去除廢水中的泥沙以及漂浮的大顆粒物質(zhì)。
[0020]為確保廢水預(yù)處理效果，要求廢水進入沉降池停留時間為3小時，格柵空隙為
0.5_lcm0
[0021]2、人工濕地系統(tǒng)的構(gòu)建
濕地系統(tǒng)尺寸為120cmX50cmX90cm (LXWXH)，濕地中從下往上依次鋪設(shè)混合基質(zhì)
1、混合基質(zhì)2、混合基質(zhì)3，在濕地系統(tǒng)右側(cè)設(shè)置有集水槽和出水口。所述人工濕地系統(tǒng)的特征在于:濕地系統(tǒng)內(nèi)部填充篩選的混合基質(zhì)以及頁巖空心磚，通過頁巖空心磚的孔隙對濕地系統(tǒng)內(nèi)部自動供養(yǎng)。
[0022]為提高構(gòu)建濕地系統(tǒng)濕地基質(zhì)對污水中氮磷的凈化能力，濕地系統(tǒng)中填充經(jīng)篩選出的混合基質(zhì)1、混合基質(zhì)2和混合基質(zhì)3,各基質(zhì)具體組成如下:混合基質(zhì)I 5樂石:廢磚石=1:2、混合基質(zhì)2-頁巖:蛭石=1: 1、混合基質(zhì)3-沙土:廢磚石=3:1。
[0023]為了提高構(gòu)建濕地系統(tǒng)內(nèi)部的供氧水平，從而提高濕地系統(tǒng)的凈化能力，上述濕地系統(tǒng)中基質(zhì)粒徑、填充厚度均進行過人工篩選。濕地基質(zhì)粒徑與填充厚度篩選試驗表明濕地中填充15_20cm厚、粒徑為20?30mm的混合基質(zhì)I, 30_35cm厚粒徑為5?1mm混合基質(zhì)2以及25_30cm厚、粒徑為I?5mm的混合基質(zhì)3。
[0024]為了進一步提高構(gòu)建濕地系統(tǒng)內(nèi)部的供氧水平，從而提高濕地系統(tǒng)的凈化能力，上述濕地系統(tǒng)中頁巖空心磚填充層數(shù)進行過人工篩選，篩選結(jié)果表明在上述濕地系統(tǒng)中混合基質(zhì)I和混合基質(zhì)2底部均鋪設(shè)一層頁巖空心磚時，濕地系統(tǒng)凈化效果最好。
[0025]為了進一步提高本發(fā)明濕地系統(tǒng)的凈化能力，本濕地凈水方式采用潛流式進水，廢水自左側(cè)進入，經(jīng)濕地系統(tǒng)處理后進入右側(cè)集水槽，并經(jīng)排水口排除；并且，進水時實行間隔式進水，每次進水時間為6d，然后停止進水Id。利用未進水的時段進一步補充濕地系統(tǒng)內(nèi)部氧含量，從而提高濕地系統(tǒng)內(nèi)部自動供氧能力。
[0026]3、農(nóng)村合流制生活污水處理實例
污水處理試驗自2014年9月26日開始，止于2014年10月31日，以7天為一個處理周期，共處理5周時間。
[0027]在進行廢水處理前，首先在自然狀態(tài)下，將采集到的金線蓮直接種植于濕地的表層土壤中，用自來水穩(wěn)定14天。待植株穩(wěn)定后，從布水管進水處理農(nóng)村合流制生活污水。
[0028]利用人工濕地處理農(nóng)村合流制生活污水過程中通過測定不同進水量、最佳水力停留時間下人工濕地系統(tǒng)對廢水中NH4+— N、TN、TP、C0Dra等污染物的凈化效果，以確定本實驗的最佳進水量和最佳水力停留時間。
[0029]按照實驗測定結(jié)果，金線蓮人工濕地系統(tǒng)處理農(nóng)村合流制生活污水的最佳水力停留時間為6d，最佳進水量按下列公式計算:
Q=Fqt/0.0365
式中:
Q——廢水設(shè)計流量，m3/d ；
F—人工濕地占用的土地面積，hm2 ；
q-7jC力負荷，mm/d,本試驗中q取100mm/d
t—水力運行時間，d。
[0030]0.0365——換算系數(shù)。
[0031]經(jīng)計算，該系統(tǒng)的最佳進水量為0.98m3,故進水流速為0.llcm3/s。為進一步提聞濕地系統(tǒng)的自動供養(yǎng)能力，試驗中采用間歇式進水方式。系統(tǒng)上午8點進水，每次進水時間為6d,然后停止進水Id。即每次運行周期為7d,其中污水在反應(yīng)器中的停留時間為6d,6d后排水，接下來的Id反應(yīng)器進入停休階段。
[0032]在整個試驗期間，金線蓮凈化農(nóng)村合流制生活污水時的NH4+— N、TN、TP、COD。,等污染物質(zhì)的進水、出水濃度以及去除率參見附圖1?4。由圖可見，金線蓮對廢水中NH4+— N、TN, TP, CODcr等污染物質(zhì)的凈化效率分別為:58.5%,60.1%、64.5%,73.1%。
[0033]通過上述實施例可見，金線蓮對農(nóng)村合流制生活污水中的NH4+— N、TN、TP、C0Dra具有顯著的去除效果，可用于農(nóng)村合流制生活污水的處理。
【權(quán)利要求】
1.金線蓮在處理農(nóng)村合流制生活污水中的應(yīng)用，將含羞草種植于自動供氧人工濕地系統(tǒng)中凈化農(nóng)村合流制生活污水，其特征在于:所述自動供氧人工濕地系統(tǒng)內(nèi)部填充混合基質(zhì)以及頁巖空心磚，通過頁巖空心磚的孔隙對濕地系統(tǒng)內(nèi)部自動供養(yǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述混合基質(zhì)為混合基質(zhì)I——碌石:廢磚石=1:2、混合基質(zhì)2——頁巖:蛭石=1: 1、混合基質(zhì)3——沙土:廢磚石=3:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述濕地中填充15-20cm厚、粒徑20?30mm的混合基質(zhì)I, 30_35cm厚粒徑為5?1mm混合基質(zhì)2以及25_30cm厚、粒徑為I?5mm的混合基質(zhì)3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述濕地系統(tǒng)中混合基質(zhì)I和混合基質(zhì)2底部均鋪設(shè)一層頁巖空心磚。
5.為根據(jù)權(quán)利要求1所述自動供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述濕地凈水方式采用間隔式潛流式進水，廢水自左側(cè)進入，經(jīng)濕地系統(tǒng)處理后進入右側(cè)集水槽，并經(jīng)排水口排除；每次進水間隔時間為6d，然后停止進水Id。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述自動供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述自動供氧人工濕地系統(tǒng)尺寸為 120cmX50cmX90cm (LXWXH)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于:定期收割部分金線蓮植株藥用，清除老葉避免二次污染。
【文檔編號】C02F3/32GK104326569SQ201410632636
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】夏紅霞, 朱啟紅 申請人:重慶文理學(xué)院