何首烏在處理農(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)明公開了何首烏在處理農(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何首烏，充分利用何首烏吸收農(nóng)村合流制生活污水中的NH4+—N、TN、TP、CODcr等污染物質(zhì)，以及何首烏多年生的特性，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(yùn)行成本低、效果好，操作簡單易行。收割的何首烏還可藥用，其塊根入藥，可安神、養(yǎng)血、活絡(luò)，解毒(截瘧)、消癰；制首烏可補(bǔ)益精血、烏須發(fā)、強(qiáng)筋骨、補(bǔ)肝腎等。利用何首烏處理廢水，將環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)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(yùn)作模式，意義深遠(yuǎn)。
【專利說明】何首烏在處理農(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(shí)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(yán)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(yùn)行成本費(fèi)用較高，運(yùn)行復(fù)雜；農(nóng)村人口文化相對(duì)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(diǎn)，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(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)效果。但現(xiàn)有濕地植物多為普通植物，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低，很難體現(xiàn)濕地技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，現(xiàn)有人工濕地植物多為一年生植物，死亡后的植株進(jìn)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(huì)增加濕地技術(shù)的運(yùn)行成本，會(huì)進(jìn)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(jì)價(jià)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(duì)上述現(xiàn)有濕地植物經(jīng)濟(jì)價(jià)值低、一年生等問題，提供一種經(jīng)濟(jì)價(jià)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(jì)價(jià)值較高的植物凈化農(nóng)村合流制生活污水，將環(huán)境保護(hù)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(jì)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(diǎn)，這為農(nóng)村污水治理實(shí)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(yùn)作模式，具有深遠(yuǎn)意義。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
在人工濕地中種植何首烏，利用構(gòu)建濕地系統(tǒng)凈化農(nóng)村合流制生活污水。
[0006]柯有烏iFallopia multiflora):又名多花寥、紫烏藤、夜交藤等，是寥科寥族何首烏屬多年生纏繞藤本植物，塊根肥厚，長橢圓形，黑褐色。生山谷灌叢、山坡林下、溝邊石隙。產(chǎn)陜西南部、甘肅南部、華東、華中、華南、四川、云南及貴州。
[0007]何首烏藥用價(jià)值:其塊根入藥，可安神、養(yǎng)血、活絡(luò)，解毒(截瘧)、消癰；制首烏可補(bǔ)益精血、烏須發(fā)、強(qiáng)筋骨、補(bǔ)肝腎等。
[0008]發(fā)明人在長期大量的實(shí)驗(yàn)程中發(fā)現(xiàn)，何首烏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(CODra)等污染物。基于上述發(fā)現(xiàn)，將何首烏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(duì)種植有何首烏的濕地系統(tǒng)廢水進(jìn)水及其出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測分析，充分證實(shí)何首烏對(duì)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。而且何首烏生命力非常旺盛，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(gè)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)何首烏對(duì)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(shí)，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(shí)現(xiàn)凈化廢水的目的。
[0010]2、由于何首烏本身的生理特性，為多年生植物，不需每年栽種，在整個(gè)生長過程中不需進(jìn)行特殊的管理，因而運(yùn)行成本低、效果好，操作簡單易行。同時(shí)，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(jìn)步和發(fā)展空間。
[0011]3、經(jīng)過定期收割，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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。收割的何首烏還可藥用，其塊根入藥，可安神、養(yǎng)血、活絡(luò)，解毒(截瘧)、消癰；制首烏可補(bǔ)益精血、烏須發(fā)、強(qiáng)筋骨、補(bǔ)肝腎等。
[0012]4、何首烏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(jià)值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無論在運(yùn)行成本、操作維護(hù)、處理效果，還是環(huán)保效益、經(jīng)濟(jì)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(shí)施例1何首烏處理農(nóng)村合流制生活污水中NH4+— N效果示意圖。
[0014]圖2是實(shí)施例1何首烏處理農(nóng)村合流制生活污水中TN效果示意圖。
[0015]圖3是實(shí)施例1何首烏處理農(nóng)村合流制生活污水中TP效果示意圖。
[0016]圖4是實(shí)施例1何首烏處理農(nóng)村合流制生活污水中CODra效果示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]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)施實(shí)例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1 本實(shí)施例為何首烏處理農(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(jìn)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(jìn)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(jìn)入沉降池停留時(shí)間為3小時(shí)，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(duì)濕地系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)供養(yǎng)。
[0022]為提高構(gòu)建濕地系統(tǒng)濕地基質(zhì)對(duì)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(jìn)行過人工篩選。濕地基質(zhì)粒徑與填充厚度篩選試驗(yàn)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(jìn)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(jìn)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(shí)，濕地系統(tǒng)凈化效果最好。
[0025]為了進(jìn)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(jìn)水，廢水自左側(cè)進(jìn)入，經(jīng)濕地系統(tǒng)處理后進(jìn)入右側(cè)集水槽，并經(jīng)排水口排除；并且，進(jìn)水時(shí)實(shí)行間隔式進(jìn)水，每次進(jìn)水時(shí)間為6d，然后停止進(jìn)水Id。利用未進(jìn)水的時(shí)段進(jìn)一步補(bǔ)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(dòng)供氧能力。
[0026]3、農(nóng)村合流制生活污水處理實(shí)例
污水處理試驗(yàn)自2014年9月26日開始，止于2014年10月31日，以7天為一個(gè)處理周期，共處理5周時(shí)間。
[0027]在進(jìn)行廢水處理前，首先在自然狀態(tài)下，將采集到的何首烏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(jìn)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(jìn)水量、最佳水力停留時(shí)間下人工濕地系統(tǒng)對(duì)廢水中NH4+— N、TN、TP、C0Dra等污染物的凈化效果，以確定本實(shí)驗(yàn)的最佳進(jìn)水量和最佳水力停留時(shí)間。
[0029]按照實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果，何首烏人工濕地系統(tǒng)處理農(nóng)村合流制生活污水的最佳水力停留時(shí)間為6d，最佳進(jìn)水量按下列公式計(jì)算:
Q=Fqt/0.0365
式中: Q——廢水設(shè)計(jì)流量，m3/d ；
F—人工濕地占用的土地面積，hm2 ；
q-7jC力負(fù)荷，mm/d,本試驗(yàn)中q取100mm/d
t—水力運(yùn)行時(shí)間，d。
[0030]O. 0365——換算系數(shù)。
[0031]經(jīng)計(jì)算，該系統(tǒng)的最佳進(jìn)水量為O. 98m3，故進(jìn)水流速為為O. IlcmVs0為進(jìn)一步提高濕地系統(tǒng)的自動(dòng)供養(yǎng)能力，試驗(yàn)中采用間歇式進(jìn)水方式。系統(tǒng)上午8點(diǎn)進(jìn)水，每次進(jìn)水時(shí)間為6d，然后停止進(jìn)水Id。即每次運(yùn)行周期為7d，其中污水在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為6d，6d后排水，接下來的Id反應(yīng)器進(jìn)入停休階段。
[0032]在整個(gè)試驗(yàn)期間，何首烏凈化農(nóng)村合流制生活污水時(shí)的NH4+— N、TN、TP、COD。,等污染物質(zhì)的進(jìn)水、出水濃度以及去除率參見附圖I?4。由圖可見，何首烏對(duì)廢水中NH4+— N、TN、TP、CODcr等污染物質(zhì)的凈化效率分別為：54· 6%,67. 5%,75. 4%、81· 2%。
[0033]通過上述實(shí)施例可見，何首烏對(duì)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.何首烏在處理農(nóng)村合流制生活污水中的應(yīng)用，將含羞草種植于自動(dòng)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(dòng)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(duì)濕地系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)供養(yǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jìn)水，廢水自左側(cè)進(jìn)入，經(jīng)濕地系統(tǒng)處理后進(jìn)入右側(cè)集水槽，并經(jīng)排水口排除；每次進(jìn)水間隔時(shí)間為6d，然后停止進(jìn)水Id。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述自動(dòng)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:定期收割部分何首烏植株藥用，清除老葉避免二次污染。
【文檔編號(hào)】C02F3/32GK104326571SQ201410632758
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:重慶文理學(xué)院