專利名稱：亞熱帶地區(qū)生活污水凈化人工濕地冬季植物的篩選與配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及亞熱帶地區(qū)用于生活污水凈化的人工濕地中，如何進(jìn)行冬季植物的篩 選和配置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
人工濕地是一種為處理污水而人為設(shè)計(jì)建造的、工程化的濕地系統(tǒng)，通常由人工 基質(zhì)和生長(zhǎng)在其中的水生植物組成，是一個(gè)獨(dú)特的水-土壤-植物-微生物生態(tài)系統(tǒng)，其 物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用可以有效處理污水。與傳統(tǒng)活性污泥處理技術(shù)相比，人工濕地 具有污染物去除效果好、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但是其不 足之處在于其占地較大。由于上述優(yōu)點(diǎn)，人工濕地在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。植物是人 工濕地的重要組成部分，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)釋放氧氣、植物 根系固定植物床、改變水力傳導(dǎo)能力、為微生物創(chuàng)造生存條件、植物的景觀美學(xué)作用等方 面。由于植物受地區(qū)氣候的影響很大，不同地區(qū)的冬季氣溫問(wèn)題對(duì)濕地植物的影響程度也 不一樣，在亞熱帶地區(qū)由于冬季低溫造成目前濕地植物冬季時(shí)絕大多數(shù)都會(huì)全株死亡或者 地上部分死亡，從而造成人工濕地在冬季會(huì)喪失對(duì)污染物的凈化能力和景觀效果。根據(jù)國(guó) 內(nèi)外文獻(xiàn)檢索，在濕地植物篩選方面密切相關(guān)文獻(xiàn)中，研究篩選出了各地合適的濕地植物 主要包括美人蕉、薏米、文殊蘭、蜘蛛蘭、團(tuán)扇蔓綠絨、琴葉蔓綠絨、銀后粗肋草、姜花、白鶴 芋、夏雪黛粉葉、文殊蘭、廣東萬(wàn)年青、朱頂紅、海芋。千屈菜、普通菖蒲、紅花美人蕉、達(dá)氏 香蒲。蘆葦、香蒲、香根草、象草、蘆葦、香蒲、慈姑、澤瀉、玉帶草、石菖蒲、澤瀉、菖蒲、黃花鳶 尾。有文獻(xiàn)表明香蒲、睡蓮、水蔥、美人蕉、千屈菜和黃花鳶尾都可以用作中國(guó)北部沿海高 鹽度地區(qū)微咸水人工濕地污水處理系統(tǒng)的植物，其中以黃花鳶尾耐鹽性最好。也有文獻(xiàn)表 明野芋頭、花葉萬(wàn)年青、象草、姜花、綠公主、富貴竹、再力花、大花葉萬(wàn)年青、蘆葦、花蘆葦、 美人蕉、文殊蘭、水芋頭、風(fēng)車草、紅草、蜘蛛蘭、千手觀音、水蔥和花蝴蝶等18種植物，可以 作為人工濕地生態(tài)系統(tǒng)選種植物。在濕地植物應(yīng)用方面，有研究了表面流人工濕地中香根 草、風(fēng)車草、蘆葦和水鬼蕉四種植物的生長(zhǎng)情況。有文獻(xiàn)研究了美人蕉與干屈菜的組合、 菖蒲與美人蕉的組合、菖蒲與千屈菜的組合、美人蕉與石菖蒲的組合能提高總磷的凈化效 果。目前各國(guó)建立的人工濕地主要集中在溫帶，處理生活污水的植物主要有香蒲(Typha angustifolia), rP 屈胃 Lythrum salicaria,水蔥 Scirpus validus, ^ Bf ^ tt Arundo donax,美人蕉 Canna indica,花葉美人蕉 Variegated canna,花菖蒲 Iris ensata Thunb, 菖蒲 Acoruscalamus,鶯尾 Iris pseudoacorus,聲蘋 Phragmites austral is,再力花 Thalia dealbata,Μ ^Cyperus alternifolius,Pontederia cordatgi·。3 ^ ^/ !^ 熱帶地區(qū)，如湖南，到冬季時(shí)絕大多數(shù)都會(huì)全株死亡或者地上部死亡，從而造成人工濕地在 冬季會(huì)喪失對(duì)污染物凈化能力和景觀效果，且每年人工濕地其它植物的越冬也是一個(gè)嚴(yán)重 的問(wèn)題。如果能篩選培育一批在冬季能安全越冬具有一定的去污能力的植物，建立人工濕 地冬季植物組合，對(duì)其去污機(jī)理進(jìn)行研究，對(duì)于亞熱帶環(huán)境條件下人工濕地運(yùn)作推廣具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)亞熱帶地區(qū)目前普遍存在的人工濕地植物到了冬季容易死亡的問(wèn)題，本發(fā)明 的目的是提供一種篩選冬季植物的方法，并對(duì)選定的植物進(jìn)行合理配置，使其具有良好的 凈化及景觀效果，從而有利于亞熱帶環(huán)境條件下人工濕地的運(yùn)作推廣。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在亞熱帶地區(qū)可以安全越冬且具有較高生長(zhǎng)量的植 物當(dāng)中，根據(jù)適應(yīng)能力與生理特性、耐污與去污能力、基質(zhì)酶活性三大指標(biāo)來(lái)選定凈化能力 強(qiáng)的植物，再將選定的植物按照污水凈化效果和景觀效果進(jìn)行組合配置，植物經(jīng)組合配置 后能與人工濕地中原有的各種基質(zhì)、植物、微生物銜接。上述適應(yīng)能力與生理特性的具體指標(biāo)為根系長(zhǎng)度、根系活力、葉片丙二醛含量；耐 污與去污能力的具體指標(biāo)為植物生長(zhǎng)量、植物體內(nèi)氮濃度、植物體內(nèi)磷濃度、植物對(duì)氮的積 累量、植物對(duì)磷的積累量；基質(zhì)酶活性的具體指標(biāo)為基質(zhì)脲酶活性、基質(zhì)磷酸酶活性。選定的植物為水芹、油菜、燈芯草、虎耳草、德國(guó)鳶尾、桂花、花菖蒲。植物的主要組合配置為1)水芹-德國(guó)鳶尾-花菖蒲；2)燈芯草一德國(guó)鳶尾-桂 花；3)水芹-德國(guó)鳶尾-油菜；4)油菜-德國(guó)鳶尾-虎耳草。本發(fā)明的有益效果1)本發(fā)明對(duì)植物采用了科學(xué)且合理的篩選手段和配置方法；2)本發(fā)明篩選得到的亞熱帶地區(qū)處理生活污水人工濕地冬季植物，具有冬季能夠 安全越冬、具有較高的生長(zhǎng)量、能夠保證較好的人工濕地冬季污水凈化效果；3)植物來(lái)源方便，繁殖管理方便，可以種植在所有的潛流人工濕地床上；4)凈化效果較好，耐亞熱帶冬季低溫，可以在亞熱帶地區(qū)推廣應(yīng)用；5)引入了部分木本植物到潛流人工濕地，擴(kuò)大了植物的篩選范圍；6)特別適合城鎮(zhèn)生活污水處理項(xiàng)目。


圖1 :25種植物采用凈化潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)聚類結(jié)果圖
具體實(shí)施例方式1、亞熱帶地區(qū)生活污水凈化人工濕地冬季植物篩選種類在廣泛調(diào)查與多年田間觀察的基礎(chǔ)上，我們從目前在亞熱帶地區(qū)冬季可以越冬， 而且可以種植在人工濕地中的植物中選擇以下25種植物作為篩選材料(表1)。表1篩選植物種類
權(quán)利要求
1.一種亞熱帶地區(qū)生活污水凈化人工濕地冬季植物的篩選與配置方法，其特征是在 亞熱帶地區(qū)可以安全越冬且具有較高生長(zhǎng)量的植物當(dāng)中，根據(jù)適應(yīng)能力與生理特性、耐污 與去污能力、基質(zhì)酶活性三大指標(biāo)來(lái)選定凈化能力強(qiáng)的植物，再將選定的植物按照污水凈 化效果和景觀效果進(jìn)行組合配置，植物經(jīng)組合配置后能與人工濕地中原有的各種基質(zhì)、植 物、微生物銜接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種亞熱帶地區(qū)生活污水凈化人工濕地冬季植物的篩選與 配置方法，其特征是適應(yīng)能力與生理特性的具體指標(biāo)為根系長(zhǎng)度、根系活力、葉片丙二醛 含量；耐污與去污能力的具體指標(biāo)為植物生長(zhǎng)量、植物體內(nèi)氮濃度、植物體內(nèi)磷濃度、植物 對(duì)氮的積累量、植物對(duì)磷的積累量；基質(zhì)酶活性的具體指標(biāo)為基質(zhì)脲酶活性、基質(zhì)磷酸酶活 性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種亞熱帶地區(qū)生活污水凈化人工濕地冬季植物的篩選與 配置方法，其特征是選定的植物為水芹、油菜、燈芯草、虎耳草、德國(guó)鳶尾、桂花、花菖蒲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種亞熱帶地區(qū)生活污水凈化人工濕地冬季植物的篩選與 配置方法，其特征是選定植物后，其主要組合配置為1)水芹-德國(guó)鳶尾-花菖蒲；幻燈芯 草-德國(guó)鳶尾-桂花；3)水芹-德國(guó)鳶尾-油菜；4)油菜-德國(guó)鳶尾-虎耳草。
全文摘要
本發(fā)明涉及亞熱帶地區(qū)用于生活污水凈化的人工濕地中，如何進(jìn)行冬季植物的篩選和配置的技術(shù)。本發(fā)明根據(jù)適應(yīng)能力與生理特性、耐污與去污能力、基質(zhì)酶活性三大指標(biāo)選定了水芹、油菜、燈芯草、虎耳草、德國(guó)鳶尾、桂花、花菖蒲七種凈化能力強(qiáng)的植物，再將選定的植物按照污水凈化效果和景觀效果進(jìn)行組合配置。該冬季人工濕地植物模式污水凈化效果好，且能夠在亞熱帶地區(qū)安全有效的運(yùn)行，并具有一定的景觀價(jià)值。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102060382SQ200910044760
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者吳曉芙, 李科林, 王平, 蔣麗娟, 陳明利, 陳永華, 雷電 申請(qǐng)人:中南林業(yè)科技大學(xué)