專利名稱：羅裙帶凈化畜禽養(yǎng)殖沼液中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及畜禽養(yǎng)殖沼液處理領(lǐng)域，特別涉及一種人工濕地植物凈化畜禽養(yǎng)殖沼液的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著規(guī)?；?、集約化的畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，禽畜養(yǎng)殖業(yè)所帶來的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，其對(duì)農(nóng)村飲用水安全、灌溉水、土壤、農(nóng)產(chǎn)品和大氣質(zhì)量及農(nóng)村人居環(huán)境均造成極大威脅。厭氧消化技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖廢水的生物能源開發(fā)與污染治理方面得到了廣泛的應(yīng)用，可有效地抑制畜禽養(yǎng)殖廢水的一次污染；但許多規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的沼液直接外排，造成了嚴(yán)重的二次污染，畜禽養(yǎng)殖沼液的生態(tài)凈化處理是養(yǎng)殖污水徹底無害化處理與資源化利用的必由之路。 就目前我國養(yǎng)殖業(yè)沼液水質(zhì)情況，單純采用物理、化學(xué)或者生物處理方法都很難達(dá)到排放要求，需采用多種處理方法相結(jié)合的工藝，但又致使廢水處理工藝技術(shù)要求高、投資和運(yùn)行費(fèi)用過高，難以推廣使用。人工濕地技術(shù)恰好能彌補(bǔ)現(xiàn)有養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)能力有限、缺乏有一定操作與管理水平的技術(shù)人員的局限，尤其適合地處農(nóng)村地區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)。人工濕地是一種新型的廢水處理技術(shù)，是由人工優(yōu)化模擬濕地系統(tǒng)而建造的具有生態(tài)系統(tǒng)綜合降解功能，且可人為監(jiān)督控制的處理系統(tǒng)。它是為充分發(fā)揮濕地生態(tài)系統(tǒng)的廢水處理功能，提高污水凈化效果而構(gòu)筑，其污水凈化功能是天然濕地系統(tǒng)所不可比擬的。它在維持生態(tài)平衡，保護(hù)生物多樣性方面有其獨(dú)到的作用。它是利用生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化，克服了在污水處理中使用化學(xué)方法易造成二次污染和物理方法治標(biāo)不治本的缺點(diǎn)，具有投資小、處理效果好、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并具有一定的生態(tài)景觀效應(yīng)。人工濕地技術(shù)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到長遠(yuǎn)發(fā)展，尤其在廢水處理方面顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?，已成為近年來研究的熱點(diǎn)之一。到目前為止，已用于人工濕地處理技術(shù)的有蘆葦、香根草、水稻、石菖蒲、菖蒲、鳳眼蓮、旱傘草、燈心草、水蕹菜、水芹菜、美人蕉等植物，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。但利用于處理畜禽養(yǎng)殖沼液的人工濕地植物卻非常稀少。因此，開發(fā)利用可用于處理畜禽養(yǎng)殖沼液的植物品種資源，以適應(yīng)不同地區(qū)、不同水質(zhì)的畜禽養(yǎng)殖沼液處理就顯得非常有必要。同時(shí)，現(xiàn)有人工濕地植物大部分耐寒能力差，冬季易死亡，不能保證低溫環(huán)境下的凈化效果。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。并且，研究的植物經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低，回收利用成本較高，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有人工濕地技術(shù)可用于凈化畜禽養(yǎng)殖沼液的植物種類資源不足、經(jīng)濟(jì)價(jià)值低、耐寒能力差、冬季易死亡，無法保證低溫環(huán)境凈化效果的問題，提供一種可用于凈化畜禽養(yǎng)殖沼液的新植物資源。利用經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的觀賞植物凈化畜禽廢水，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。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
在人工濕地中種植羅裙帶，利用構(gòu)建濕地系統(tǒng)凈化畜禽養(yǎng)殖沼液。羅裙帶(Leaf of Chinese Crinum),扁擔(dān)葉、郁蕉、水笑草、裙帶草、水蕉、郁金葉、引水蕉、海帶七、腰帶七、斬蛇劍、破龍刀、金武劍、王帶風(fēng)、海蕉、九筋草、朱蘭葉。石蒜科多年生草本植物。干短粗壯，直徑10 15厘米。葉多數(shù)，聚生于干頂，劍形，長可達(dá)I米，寬7 15厘米，先端漸尖，全緣，基部抱莖?；ㄇo直立，粗壯；傘形花序頂生；佛焰苞長約10厘米，直伸，分裂至基部；花白色，芳香，約20朵或更多；花柄長約2厘米，柄基有I長線形的小苞片；花被管纖弱，長8 10厘米，裂片6，線形，長7 8厘米，寬約8毫米；雄蕊6，花絲與裂片等長，下部綠色，中部白色，上部淡紫色，丁字藥黃色；雌蕊1，柱頭三淺裂或頭狀，子房下位，3室。果近扁球形，淺黃色，直徑5厘米。花期6 8月。果期11 12月。野生于 河邊、村邊、低洼地草叢中，或栽植于庭園。羅裙帶藥用價(jià)值清火，解毒，散瘀，消腫。治癰腫瘡毒，跌打骨折，頭痛，關(guān)節(jié)痛。主治清熱解毒，祛瘀止痛，熱瘡腫毒，淋巴結(jié)炎，咽喉炎，頭痛，痹痛麻木，跌打瘀腫，骨折，毒蛇咬傷。發(fā)明人在長期大量的實(shí)驗(yàn)程中發(fā)現(xiàn)，羅裙帶能作為一種新型的人工濕地植物，能有效降低畜禽養(yǎng)殖沼液中的氨氮(NH4+— N)、總氮(TN)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(CODra)等污染物?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，將羅裙帶種植于人工濕地用于畜禽養(yǎng)殖沼液的處理。通過定期對(duì)種植有羅裙帶的濕地系統(tǒng)廢水進(jìn)水及其出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，充分證實(shí)羅裙帶對(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，可用于畜禽養(yǎng)殖沼液的凈化處理。而且羅裙帶生命力非常旺盛，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。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是
I、本發(fā)明經(jīng)過長期大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)羅裙帶對(duì)畜禽養(yǎng)殖沼液中的氨氮(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)凈化畜禽養(yǎng)殖沼液，吸收積累廢水中的NH4+— N、TN、TP、CODcr等污染物質(zhì)，從而降低廢水中的NH4+—N、TN、TP、C0D。,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。2、由于羅裙帶本身的生理特性，易成活，耐寒，在頑強(qiáng)的生命力，在冬季零度以下氣溫才枯萎，且為多年生植物，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。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。收割的羅裙帶還可藥用，主治清熱解毒、祛瘀止痛、熱瘡腫毒、淋巴結(jié)炎、咽喉炎、頭痛、痹痛麻木、跌打瘀腫、骨折、毒蛇咬傷。4、羅裙帶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(shì)。


圖I是實(shí)施例I羅裙帶處理畜禽養(yǎng)殖沼液中NH4+— N效果示意圖 圖2是實(shí)施例I羅裙帶處理畜禽養(yǎng)殖沼液中TN效果示意圖
圖3是實(shí)施例I羅裙帶處理畜禽養(yǎng)殖沼液中TP效果示意圖 圖4是實(shí)施例I羅裙帶處理畜禽養(yǎng)殖沼液中CODra效果示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
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。實(shí)施例I
本實(shí)施例為羅裙帶處理畜禽養(yǎng)殖沼液的應(yīng)用，具體應(yīng)用辦法如下
I、人工濕地系統(tǒng)的構(gòu)建
濕地系統(tǒng)尺寸為IOOcmX45cmX 75cm (LXWXH);包括設(shè)置在濕地系統(tǒng)頂端的布水管，濕地系統(tǒng)底部為集水槽和出水口。由集水槽至上依次鋪設(shè)礫石層、爐渣層以及砂土層。所述人工濕地床體特征在于濕地床體內(nèi)部由濕地填充基質(zhì)以及頁巖空心磚構(gòu)成，濕地系統(tǒng)底部有一集水槽，收集經(jīng)濕地系統(tǒng)處理后的廢水。為了增強(qiáng)濕地系統(tǒng)內(nèi)部供氧能力，從而提高廢水有機(jī)物的凈化效果，故在濕地系統(tǒng)內(nèi)部填充頁巖空心磚，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)。為了進(jìn)一步提高本發(fā)明濕地系統(tǒng)的凈化能力，上述濕地系統(tǒng)填充基質(zhì)粒徑和填充厚度均進(jìn)行過人工篩選。濕地中分貝填充15cm厚粒徑為10 20mm的碌石層,20cm厚粒徑為I IOmm爐渣層以及厚度為15cm的砂土層。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間歇式進(jìn)水，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。2、畜禽養(yǎng)殖沼液處理實(shí)例
本實(shí)驗(yàn)于2011年11月2日開始，止于2011年12月21日，以7天為一個(gè)處理周期，共處理5周時(shí)間。在自然狀態(tài)下，將采集到的蔥蘭幼苗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)水處理畜禽養(yǎng)殖沼液。利用人工濕地處理畜禽養(yǎng)殖沼液過程中通過測(cè)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。按照實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，蔥蘭人工濕地系統(tǒng)處理畜禽養(yǎng)殖沼液的最佳水力停留時(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。
O. 0365——換算系數(shù)。經(jīng)計(jì)算,該系統(tǒng)的最佳進(jìn)水量為O. 74m3,故進(jìn)水流速為為O. 086cm3/s。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)水間隔時(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。在整個(gè)試驗(yàn)期間，羅裙帶凈化畜禽養(yǎng)殖沼液時(shí)的NH4+— N、TN、TP、CODcr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，羅裙帶對(duì)廢水中NH4+—N、TN、TP、CODra等污染物質(zhì)的凈化效率分別為78· 1%、71· 3%,66. 2%,87. 8%。通過上述實(shí)施例可見，羅裙帶對(duì)畜禽養(yǎng)殖沼液中的NH4+— N、TN、TP、C0Dra具有顯著的去除效果，可用于畜禽養(yǎng)殖沼液的處理。
權(quán)利要求
1.羅裙帶在處理畜禽養(yǎng)殖沼液中的應(yīng)用，其特征在于在畜禽養(yǎng)殖沼液污染的環(huán)境中種植羅裙帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述應(yīng)用，其特征在于將羅裙帶種植于自動(dòng)供氧人工濕地系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于濕地床體內(nèi)部由濕地填充基質(zhì)以及頁巖空心磚構(gòu)成，通過頁巖空心磚的孔隙對(duì)濕地系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)供氧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于填充基質(zhì)粒徑和填充厚度 均進(jìn)行過人工篩選。
5.濕地中填充15cm厚粒徑為10 20mm的5樂石層，20cm厚粒徑為I IOmm爐禮:層以及厚度為15cm的砂土層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)供氧人工濕地系統(tǒng)，其特征在于濕地系統(tǒng)進(jìn)水方式采用間歇式進(jìn)水，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。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述應(yīng)用，其特征在于定期收獲部分羅裙帶藥用或出售，及時(shí)清除老葉避免二次污染。
全文摘要
本發(fā)明公開了羅裙帶在處理畜禽養(yǎng)殖沼液中的應(yīng)用，屬于廢水處理領(lǐng)域。在畜禽養(yǎng)殖沼液污染環(huán)境中種植羅裙帶，充分利用羅裙帶對(duì)畜禽養(yǎng)殖沼液中NH4+—N、TN、TP、CODcr等污染物質(zhì)的吸收作用，以及羅裙帶頑強(qiáng)的生命力、可以直接栽種、不需特殊管理和多年生的特性，永久性地解決畜禽養(yǎng)殖沼液污染問題。具有投資少、運(yùn)行成本低、效果好，操作簡單易行，可保證人工濕地系統(tǒng)冬季凈化效果。收獲的羅裙帶可治療清熱解毒、祛瘀止痛、熱瘡腫毒、淋巴結(jié)炎、咽喉炎、骨折，毒蛇咬傷等癥。利用羅裙帶處理廢水，將環(huán)境保護(hù)與景觀建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合，具有理論研究與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102807284SQ201210169709
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者朱啟紅, 夏紅霞, 李強(qiáng) 申請(qǐng)人:重慶文理學(xué)院