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一種用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510343488.2

申請日:

2015.06.19

公開號:

CN104986861A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/32申請日:20150619|||公開
IPC分類號: C02F3/32 主分類號: C02F3/32
申請人: 南京信息工程大學
發明人: 王東歌; 王嫻娜; 黃椹; 孟令媛; 張曦丹
地址: 210044江蘇省南京市寧六路219號
優先權:
專利代理機構: 南京鐘山專利代理有限公司32252 代理人: 戴朝榮
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510343488.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.04.12|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種植物配置方法,具體涉及一種用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,在火電廠周圍引種、馴化兼景觀性和高效凈化作用的植物,組合成人工潛流濕地處理系統;經過馴化后篩選得到的兼景觀性和高效凈化作用的植物包括:蘆葦、茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉。本發明在針對火電廠污水一般特性的基礎上,對有機物、重金屬的凈化效果顯著。本發明的人工濕地植物具有很好的耐受性,在凈化廢水的同時,兼有一定的經濟性。本發明考慮到植物的季相變化,豐富了四季的配置,保證了景觀性和污水處理的持續性。

權利要求書

權利要求書
1.  一種用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:在火電廠周圍引種、馴化兼景觀性和高效凈化作用的植物,組合成人工潛流濕地處理系統;經過馴化后篩選得到的兼景觀性和高效凈化作用的植物包括:蘆葦、茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉。

2.  如權利要求1所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:在火電廠污水排放入河口處拓展一塊人工濕地,將篩選得到的植物種植在濕地中,種植結束后對植物進行階段性維護和管理。

3.  如權利要求2所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:在火電廠周圍構建潛流式人工濕地作為緩沖地帶,選用的填料由上至下依次添加礫石層和粗砂層,其中礫石粒徑3~5cm,粗砂粒徑1~2cm,填料上層為20~30cm厚的土壤層。

4.  如權利要求2所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:植物的布置方式:中心區域以蘆葦為主,按水流方向種植寬度大致為濕地寬度的30%~40%,其他植物每平米種植的茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉單體個數按2株、1株、1株、1株、3株和1株隨機布置。

5.  如權利要求1所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:所述的馴化方法為:將植物置于人工濕地污染環境中,使用燃煤電廠排放的污水,使其逐漸適應污染環境,不適應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的植物組合。

6.  如權利要求5所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:所述的馴化為選擇水生植物作為潛流式人工濕地植物物種的考察對象,考察植物的耐污性和耐寒性,進行植物篩選。

7.  如權利要求5所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:耐污性植物的篩選標準為污染物的去除效果≥65%,所述的污染物包括重金屬。

8.  如權利要求5所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:耐寒性織物的篩選標準為在0℃以下植物可存活至少20天,篩選植物需保證冬季至少有5種同時存活。

9.  如權利要求5所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:所選的植物還需滿足基質酶活性標準,即脲酶和磷酸酶活性≥2.5mg·g-1·d-1。

10.  如權利要求1所述的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,其特征在于:植物組合的配置可任意組合種植,可用于目前在用的任何形式的人工濕地基質上種植。

說明書

說明書一種用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法
技術領域
本發明涉及一種植物配置方法,具體涉及一種用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法。
背景技術
我國是燃煤大國,一次能源消費中煤炭占65%以上。大量的煤炭用于火力發電,產生了數量可觀的工業廢水。火電廠每年排出的大量廢水,主要含有一定量的無機金屬離子和少量的有機物(油)。這些金屬離子進入水體后,極容易被生物富集,最終危害人體健康。為使排放達標,電廠往往需要投入巨額資金用于設備的建設與運行。目前電廠常用的污水處理方法運行繁瑣,耗資巨大,給電廠帶來不小的經濟負擔。所以,一種經濟有效而又環境友好的污水凈化方案就顯得至關重要。
人工濕地作為一種為處理污水而利用工程手段模擬自然濕地建造的濕地系統,具有凈化效果好、投資低、生態友好等特點。其中潛流式人工濕地技術水力負荷和污染負荷大,對COD、SS和重金屬等污染物的去除效果穩定,是目前研究和應用最為成熟的一種人工濕地系統。我國潛流式人工濕地技術也進入了快速發展的階段,大量潛流式人工濕地建設并應用于生產,積累了豐富的經驗。但針對燃煤電廠這一污染大戶的技術研究卻相對缺乏。當前潛流式人工濕地用于工業污水凈化的植物選擇常見有水蔥、山姜、香蒲、菖蒲、野茭等,這些植物美觀性不足,季節性變化大,種植時間長易發生基質堵塞影響凈化效果,對重金屬的吸附能力有限,且以某種植物為單位的地塊種植,凈化效果單一。隨著當前燃煤電廠的大量上馬和污水排放的急劇增長,環境的承載能力正在經受嚴峻的挑戰。結合電廠的實際情況,尋求一種投資少、效果好又適應當前生態友好要求的解決方法就顯得迫在眉睫。申請者通過走訪電廠和對沈陽周邊濕地的調查,應用試驗模擬等方法,篩選出一種新的植物組合,兼顧實用性和景觀性,為燃煤電廠污水生態處理技術的應用提供技術保障。
發明內容
本發明的目的是針對現有潛流式人工濕地工業廢水處理技術的不足和對燃煤電廠這一特定污染源的研究缺乏,篩選出一種投資少、效果好、生態友好的新型植物種類并進行合理配置,為人工濕地技術在燃煤電廠污水處理領域的應用提供技術支持。
為解決上述技術問題,本發明提供的技術方案是:
一種用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法,在火電廠周圍引種、馴化兼景觀性和高效凈化作用的植物,組合成人工潛流濕地處理系統;經過馴化后篩選得到的兼景觀性和高效凈化作用的植物包括:蘆葦、茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉。
在火電廠污水排放入河口處拓展一塊人工濕地,將篩選得到的植物種植在濕地中,種植結束后對植物進行階段性維護和管理。
進一步的,在火電廠周圍構建潛流式人工濕地作為緩沖地帶,選用的填料由上至下依次添加礫石層和粗砂層,其中礫石粒徑3~5cm,粗砂粒徑1~2cm,填料上層為20~30cm厚的土壤層。
進一步的,植物的布置方式:中心區域以蘆葦為主,按水流方向種植寬度大致為濕地寬度的30%~40%,其他植物每平米種植的茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉單體個數按2株、1株、1株、1株、3株和1株隨機布置。
所述的馴化方法為:將植物置于人工濕地污染環境中,使用燃煤電廠排放的污水,使其逐漸適應污染環境,不適應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的植物組合。
所述的馴化為選擇水生植物作為潛流式人工濕地植物物種的考察對象,考察植物的耐污性和耐寒性,進行植物篩選。
耐污性植物的篩選標準為污染物的去除效果≥65%,所述的污染物包括重金屬。
耐寒性織物的篩選標準為在0℃以下植物可存活至少20天,篩選植物需保證冬季至少有5種同時存活。
所選的植物還需滿足基質酶活性標準,即脲酶和磷酸酶活性≥2.5mg·g-1·d-1。
進一步的,植物組合的配置可任意組合種植,可用于目前在用的任何形式的人工濕地基質上種植。
本發明的基本原理:植物是人工濕地的重要組成部分,在系統中起著關鍵作用,主要表現在植物根系向基質中釋放氧氣,植物根系固定植物床,改變水力傳導能力,創造生物共生條件,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隨之改變,從而影響植物的處理效果和景觀效果。本專利試圖從植物著手,在大型人工濕地實際運行工程、人工濕地中試系統和人工濕地微系統三個尺度上,將實驗與實踐相結合,在人工濕地系統中研究植物篩選、植物配置、植物的作用、植物的生長過程中人工濕地污水處理規律及人工濕地污水處理晝夜變化規律等。進而集成一套行之有效的人工濕地植物篩選、配置和管理的技術。
本發明的用于火電廠污水凈化的潛流式人工濕地植物配置方法引種馴化兼景觀性和高效凈化作用的植物組合成的人工潛流濕地處理系統,選用7種水生植物包括蘆葦、茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉。本發明的人工濕地選用的植物,是經過精心選擇、長期馴化,來自天然生長的水生植物。人工濕地具有很好的兼容性,植物獲取簡單,管理方便,可適應于各種類型的人工濕地床。人工濕地植物的選取,類型的選擇,是在針對火電廠污水一般特性的基礎上,對有機物、重金屬的凈化效果顯著。本發明的人工濕地植物具有很好的耐受性,在凈化廢水的同時,兼有一定的經濟性。本發明考慮到植物的季相變化,豐富了四季的配置,保證了景觀性和污水處理的持續性。
本發明通過人工濕地凈化火電廠污水,優化環境,節省成本;使用壽命長,施工方便,易于種植和維護;能在目前運行的任何人工濕地基質上種植,可與野生濕地自然銜接;凈化效果好,適用于當前燃煤電廠的污水處理,且經過實際應用驗證,效果明顯;系統受氣候影響較小,無惡臭;在凈化環境的同時可美化環境。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
本發明實施1的實施地點選于國電康平某發電機組位于沈陽市康平縣,境內臥龍湖濕地于2000年初由于各方面原因蒸發殆盡,現雖部分恢復,但仍有可能繼續退化。該發電機組用水主要通過沈陽市北部污水處理廠處理后的污水部分進行深度處理,并通過管道輸送供應。該機組運行后,每天向臥龍湖補水約8000噸,全年補水約292萬噸。
為保證向臥龍湖濕地注水的品質,避免對濕地造成污染,在注入臥龍湖濕地前,特別構建了一處長條形(50m×1000m)潛流式人工濕地作為緩沖地帶,選用的填料由上至下依次添加礫石層和粗砂層,其中礫石粒徑3~5cm,粗砂粒徑1~2cm,填料上層為20~30cm厚的土壤層。濕地植物配置采用經篩選馴化的蘆葦、茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉植物。
根據植物的生理特性、景觀性及試驗模擬驗證,植物的布置方式:中心區域以蘆葦為主,按水流方向種植寬度大致為濕地寬度的30%~40%,其他植物每平米種植的茭白、水芹、金盞菊、鳳眼蓮、燈芯草和美人蕉單體個數按2株、1株、1株、1株、3株和1株隨機布置。種植季節為每年4月份。
植物的管理維護:安排固定人員對濕地植物進行管理維護,主要包括去除雜草和經濟性植物的收割等。
2014年10月對現場植物生長狀況的觀察和水質的分析表明,濕地生物具有較好的生長完整性,經濕地凈化后進入臥龍湖的水質完全滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的要求,充分說明此人工濕地的植物配置方法對火電廠污水凈化具有明顯的效果。水質分析見表1。
表1  人工濕地凈化后水質分析表
分析項目單位數據pH 6.85全硬度mmol/L0.03鈣硬度mmol/L0.02全堿度mmol/L0.08重碳酸根mmol/L0.08硅酸根mg/L1.7氯根mg/L3.5硫酸根mg/L5.1鐵離子μg/L11銅離子μg/L0.4鈉離子mg/L5.1導電率μs/cm23ZDNTU<0.2
以上所述,僅是本發明的較佳實施例,并非對本發明作任何形式上的限制,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本發明技術方案范圍內,依據本發明的技術實質,對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等,均仍屬于本發明技術方案的保護范圍之內。

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