[发明专利]亚热带地区生活污水净化人工湿地冬季植物的筛选与配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及亚热带地区用于生活污水净化的人工湿地中，如何进行冬季植物的筛选和配置的技术。

背景技术

人工湿地是一种为处理污水而人为设计建造的、工程化的湿地系统，通常由人工基质和生长在其中的水生植物组成，是一个独特的水-土壤-植物-微生物生态系统，其物理、化学、生物的协同作用可以有效处理污水。与传统活性污泥处理技术相比，人工湿地具有污染物去除效果好、耐冲击负荷能力强、运行费用低、维护管理简便等优点，但是其不足之处在于其占地较大。由于上述优点，人工湿地在国内外得到了广泛的应用。植物是人工湿地的重要组成部分，在系统中起关键作用，主要表现在植物根系向基质释放氧气、植物根系固定植物床、改变水力传导能力、为微生物创造生存条件、植物的景观美学作用等方面。由于植物受地区气候的影响很大，不同地区的冬季气温问题对湿地植物的影响程度也不一样，在亚热带地区由于冬季低温造成目前湿地植物冬季时绝大多数都会全株死亡或者地上部分死亡，从而造成人工湿地在冬季会丧失对污染物的净化能力和景观效果。根据国内外文献检索，在湿地植物筛选方面密切相关文献中，研究筛选出了各地合适的湿地植物主要包括：美人蕉、薏米、文殊兰、蜘蛛兰、团扇蔓绿绒、琴叶蔓绿绒、银后粗肋草、姜花、白鹤芋、夏雪黛粉叶、文殊兰、广东万年青、朱顶红、海芋。千屈菜、普通菖蒲、红花美人蕉、达氏香蒲。芦苇、香蒲、香根草、象草、芦苇、香蒲、慈姑、泽泻、玉带草、石菖蒲、泽泻、菖蒲、黄花鸢尾。有文献表明香蒲、睡莲、水葱、美人蕉、千屈菜和黄花鸢尾都可以用作中国北部沿海高盐度地区微咸水人工湿地污水处理系统的植物，其中以黄花鸢尾耐盐性最好。也有文献表明野芋头、花叶万年青、象草、姜花、绿公主、富贵竹、再力花、大花叶万年青、芦苇、花芦苇、美人蕉、文殊兰、水芋头、风车草、红草、蜘蛛兰、千手观音、水葱和花蝴蝶等18种植物，可以作为人工湿地生态系统选种植物。在湿地植物应用方面，有研究了表面流人工湿地中香根草、风车草、芦苇和水鬼蕉四种植物的生长情况。有文献研究了美人蕉与干屈菜的组合、菖蒲与美人蕉的组合、菖蒲与千屈菜的组合、美人蕉与石菖蒲的组合能提高总磷的净化效果。目前各国建立的人工湿地主要集中在温带，处理生活污水的植物主要有：香蒲(Typha angustifolia)，千屈菜Lythrum salicaria，水葱Scirpus validus，花叶芦竹Arundo donax，美人蕉Canna indica，花叶美人蕉Variegated canna，花菖蒲Iris ensata Thunb，菖蒲Acoruscalamus，鸢尾Iris pseudoacorus，芦苇Phragmites australis，再力花Thalia dealbata，风车草Cyperus alternifolius，梭鱼草Pontederia cordata等。这些植物在亚热带地区，如湖南，到冬季时绝大多数都会全株死亡或者地上部死亡，从而造成人工湿地在冬季会丧失对污染物净化能力和景观效果，且每年人工湿地其它植物的越冬也是一个严重的问题。如果能筛选培育一批在冬季能安全越冬具有一定的去污能力的植物，建立人工湿地冬季植物组合，对其去污机理进行研究，对于亚热带环境条件下人工湿地运作推广具有重大的意义。

发明内容

针对亚热带地区目前普遍存在的人工湿地植物到了冬季容易死亡的问题，本发明的目的是提供一种筛选冬季植物的方法，并对选定的植物进行合理配置，使其具有良好的净化及景观效果，从而有利于亚热带环境条件下人工湿地的运作推广。

本发明的目的是这样实现的：在亚热带地区可以安全越冬且具有较高生长量的植物当中，根据适应能力与生理特性、耐污与去污能力、基质酶活性三大指标来选定净化能力强的植物，再将选定的植物按照污水净化效果和景观效果进行组合配置，植物经组合配置后能与人工湿地中原有的各种基质、植物、微生物衔接。

上述适应能力与生理特性的具体指标为根系长度、根系活力、叶片丙二醛含量；耐污与去污能力的具体指标为植物生长量、植物体内氮浓度、植物体内磷浓度、植物对氮的积累量、植物对磷的积累量；基质酶活性的具体指标为基质脲酶活性、基质磷酸酶活性。

选定的植物为水芹、油菜、灯芯草、虎耳草、德国鸢尾、桂花、花菖蒲。

植物的主要组合配置为1)水芹-德国鸢尾-花菖蒲；2)灯芯草--德国鸢尾-桂花；3)水芹-德国鸢尾-油菜；4)油菜-德国鸢尾-虎耳草。

本发明的有益效果：

1)本发明对植物采用了科学且合理的筛选手段和配置方法；