[发明专利]一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法

说明书

本发明涉及一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法，先通过含有生根粉的毛根诱导液进行植物根系系统的扩增及其受损根系的复壮，产生根系发达、数量丰富、根系良好的根系系统，后将扩增好的根系系统进行根系表面铁膜的诱导，并将在人工湿地内培育处理后的球根状灯心草用于污水处理，能够强化除磷效能。本发明能够提升了植物根系系统微生物丰富性和多样性，促进除磷生化反应的进行，且根系表面铁膜可作为植物营养元素的储存库，提高植物的抗逆性与环境适应能力，不仅工艺简单、操作简单、成本低廉，便于进行大规模推广应用，具有良好的经济、环境和生态效益，同时可收到良好的景观效果。

技术领域

本发明涉及污染水体的生态处理领域，特别是涉及一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法，尤其是一种诱导球根状灯心草根系表面铁膜的形成与强化人工湿地除磷效能的方法。

背景技术

人工湿地主要是由水生植物组合和基质材料构建而成，通过物理、化学和微生物三者协同作用净化水质。目前，利用人工湿地系统可以去除的污染物种类比较多，其不但可以去除一般的城市生活污水中的常规污染物，同时还能够去除一些难降解的有机污染物，包括含酚废水、多环芳烃、石油烷烃等有毒有害物。人工湿地污水处理技术因其运行管理方便、生态环保、成本低廉、景观美化等优点，同时兼具良好的环境效益与经济效益，目前已被广泛应用于工业废水、生活污水、养殖废水、石油开采废水以及水体富营养化治理等多个领域。

由于湿地的除磷主要依靠基质吸附，除磷效能低下，不能满足出水水质目标的需求。目前，主要从预处理设施(降低进水中氮磷负荷)、基质、植物筛选与配置等方面提高人工湿地除磷的效果，比如：增设高效沉淀池、填充高炉渣与煤渣等。但该方法易于导致工艺冗长，运行管理不便，且造成建设成本提高、施工复杂等问题。

湿地植物是人工湿地系统的重要组成部分，湿地植物重要的特征之一是根系具有氧化能力，能够把大气中的氧高效地运输到根表，使根际形成一个具有高氧化特性的区域。根系的泌氧功能将根系附近的Fe(II)氧化成Fe(III)并沉积在根系表面，形成明显可见的铁氧化物胶膜。因其具有较大的表面积并带有正负电荷基团，可以通过吸附和共沉淀等作用，显著提高湿地植物消减污染物的能力，尤其是对磷的吸收转化能力。

因此，可通过扩增植物根系系统与诱导植物根系表面铁膜的形成，强化人工湿地除磷效果，以此降低人工湿地的建设成本，延长湿地寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有人工湿地技术中植物吸收转化效果差、根系系统微生物种类和数量较少、主要依靠基质除磷所面临的基质饱和等问题，提供一种植物耐污性能强、植物根系系统微生物丰富性和多样性提高、水体修复效果好、成本低廉、生态环保的基于植物根系系统强化人工湿地除磷的方法，还提供一种步骤简单、操作方便、生产成本较低的植物根系系统扩增与根系表面铁膜诱导形成的联合方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种植物根系系统扩增与根系表面铁膜诱导的方法，包括如下步骤：

采用含有生根粉的毛根诱导液修复球根状灯心草受损根系与诱导毛根的生长，完成植物根系系统扩增，其中，所述毛根诱导液中生根粉浓度为100～150mg/L；

将完成物根系系统扩增的根系系统，在低磷环境下的铁膜诱导液中培养，诱导根系系统表面形成铁膜，其中，所述铁膜诱导液的浓度为120～150mg/L，所述的低磷环境中磷浓度为0.03～0.05mmol/L。

本发明还提供了一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法，包括如下步骤：

A、在室温条件下，将球根状灯心草幼苗在装有含有生根粉的毛根诱导液的人工湿地床中进行复壮与毛根扩增培养，通过调节湿地床的水位诱导根系的延伸与生长，待植物长出大量的不定根、毛根和新的植株后，完成植物根系系统扩增，其中，所述毛根诱导液中生根粉浓度为100～150mg/L；