專利名稱：橐吾在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及畜禽養(yǎng)殖廢水的自然生物降解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種人工濕地植物
在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
畜禽養(yǎng)殖廢水污染具有長期性和不可逆性，其污染特點(diǎn)是高懸浮物、高有機(jī)物和 高氨氮，可生化性強(qiáng)，臭味大。 畜禽業(yè)是我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，也是造成我國農(nóng)村面源污染的主 要原因之一，畜禽養(yǎng)殖業(yè)大力發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，不僅影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而 且還危及生態(tài)安全，已成為人們普遍關(guān)注的社會問題。畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞便和污水造成 地表水、地下水、土壤和環(huán)境空氣的嚴(yán)重污染，直接影響了人們的身體健康和正常生產(chǎn)生 活。目前處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的方法主要有自然生物降解技術(shù)(如土壤處理、氧化塘處 理、人工濕地處理等)、厭氧處理技術(shù)(如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、升流式固體反應(yīng)器 等)、好氧處理技術(shù)(如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、序批式活性污泥法、A/0工藝及氧化溝等)等。 這些方法都具有一定的特點(diǎn)，并能在一定程度上降低畜禽養(yǎng)殖廢水的污染程度。然而，采用 厭氧或好氧的生物處理技術(shù)，其出水水質(zhì)難以達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，更不要說污水綜合一 級排放標(biāo)準(zhǔn)，如果采用強(qiáng)制的物理化學(xué)措施強(qiáng)化處理效果，往往成本過高。自然生物降解技 術(shù)(人工濕地處理)的特點(diǎn)恰好能彌補(bǔ)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。采用自然生物降解技術(shù)(人工濕地 處理)強(qiáng)化畜禽養(yǎng)殖廢水污染處理系統(tǒng)的處理效果，不失為一種適宜的處理技術(shù)。
20世紀(jì)80年代末90年代初，在美國、英國相繼召開了人工濕地處理污水大會， 提出了人工濕地的有關(guān)凈化機(jī)理和一些可供參考的設(shè)計規(guī)范和數(shù)據(jù)，標(biāo)志著人工濕地作為 一種獨(dú)具特色的污水處理系統(tǒng)進(jìn)入環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。近年來，人工濕地的工程應(yīng)用和凈化機(jī) 理等研究越來越受到人們的重視。人工濕地不僅能有效去除污水中的懸浮物、有機(jī)污染 物、氮和磷等，而且能有效去除病原菌、重金屬、藻毒素等外源生物活性物質(zhì)，具有建設(shè)成本 低，耗能少，運(yùn)行費(fèi)用低和效果好且不造成二次污染等多種特性，不僅有較高的氮、磷去除 率，還具有美化環(huán)境的功效。隨著水污染成為全世界人們所要面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境問題之 一，人工濕地因其獨(dú)特的優(yōu)勢得到了長遠(yuǎn)發(fā)展，尤其在凈化畜禽養(yǎng)殖廢水污染中顯示了極 大的潛力，成為近年來開始關(guān)注的研究熱點(diǎn)。目前已用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物有 風(fēng)車草(Cyperus alternifolius)、黃花美人蕉(Ca皿aceaeindica var. flava)、黃花鳶 尾(Iris pseudoacorus)、菖蒲(Acorus calamus Li皿)、茭白(Zizania latifolia)、戸蘋 (Phragmites australis)等。 但是，面對目前由于畜禽養(yǎng)殖大力發(fā)展而帶來的畜禽養(yǎng)殖廢水污染日益嚴(yán)重的問 題，上述可用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物品種資源顯得非常有限，難以滿足實(shí)際需要， 仍然有待于進(jìn)一步合理開發(fā)大量可用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物品種資源，以適應(yīng)不 同地區(qū)、不同水質(zhì)土質(zhì)等廢水處理的需要。另外，目前大多數(shù)用于凈化污水的植物為一年生草本，耐寒性差，冬季枯萎，這不但影響了冬季對畜禽養(yǎng)殖廢水的凈化效果，而且枯枝落葉 進(jìn)入水中，會給水體帶來新的污染，從而導(dǎo)致冬季對畜禽養(yǎng)殖廢水的凈化效果不理想。
橐吾(Ligularia sibirica)為多年生草本。根肉質(zhì)，細(xì)而多。莖直立，高 52-110cm，最上部及花序被白色蛛絲狀毛和黃褐色有節(jié)短柔毛，下部光滑，基部直徑 2. 5-llmm，被枯葉柄纖維包圍。叢生葉和莖下部葉具柄，柄長14-39cm，光滑，基部鞘狀，葉 片卵狀心形、三角狀心形、腎狀心形或?qū)捫男?，長3. 5-20cm，寬4. 5-29cm，先端圓形或鈍， 邊緣具整齊的細(xì)齒，基部心形，彎缺長為葉片的1/3至1/4，兩側(cè)裂片長圓形或近圓形，有 時具大齒，兩面光滑，葉脈掌狀；莖中部葉與下部者同形，具短柄，柄長3-14cm，鞘膨大，長 3-6cm ;最上部葉僅有葉鞘，鞘緣有時具齒?？偁罨ㄐ蜷L4. 5-42cm，常密集；苞片卵形或卵 狀披針形，下部者長達(dá)3cm，寬0. 8-2cm，向上漸小，全緣或有齒；花序梗長4-12mm，稀下部者
長達(dá)8cm;頭狀花序多數(shù)，輻射狀；小苞片狹披針形，全緣，光滑，近膜質(zhì)；總苞寬鐘形、鐘形
或鐘狀陀螺形，基部圓形，長7-14mm，寬6-llmm，總苞片7-10片，2層，披針形或長圓形，寬 2-5. 5mm，先端急尖、鈍三角形或漸尖，背部光滑，邊緣膜質(zhì)、有時紫紅色。舌狀花6-10mm，黃 色，舌片倒披針形或長圓形，長10-22mm，寬3-5mm，先端鈍，管部長5-10mm ;管狀花多數(shù)，長 8-13mm，管部長4-7mm，冠毛白色與花冠等長。瘦果長圓形，長達(dá)10mm，光滑?；ü?-10 月。本種以土紫菀、山紫菀之名入藥。生于海拔373-2200m的沼地、濕草地、河邊、山坡及林 緣。 目前，橐吾由于其花期長、花漂亮，一般作為觀花觀葉植物。
另外，目前橐吾還作為藥用，具有潤肺，化痰，止咳等功效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)可用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的植物 資源不足、耐寒性差、容易對污水水體造成二次污染的問題，提供一種可用于處理廢水尤其 是畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢水的新的植物資源。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中，種植橐吾。
作為優(yōu)選將所述的橐吾進(jìn)行直接移栽種植。
作為進(jìn)一步優(yōu)選定期修剪清除種植的橐吾的老葉部分。 發(fā)明人在長期大量的試驗研究過程中，發(fā)現(xiàn)橐吾能作為一種新型的人工濕地植 物，能有效降低畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮(即NH4+_N)、總磷(即TP)、總氮(即TN)、化學(xué)耗氧 量(即C0DJ、總有機(jī)碳(即TOC)等污染物的含量，主要基于在長期大量試驗中發(fā)現(xiàn)的橐 吾對上述污水中常見的污染物的顯著吸附和去除特性，于是將其應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖的廢水處理。
綜上所述，本發(fā)明的有益效果是 1、本發(fā)明通過長期大量試驗發(fā)現(xiàn)橐吾對畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、TP、TN、COD&、TOC 等污染物具有顯著的吸附和去除特性，并充分利用了這種特性，將其種植于畜禽養(yǎng)殖廢水 污染環(huán)境中，吸收積累畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮、總磷、總氮、COD^等污染物，從而降低畜禽養(yǎng)殖 廢水中NH4+-N、TP、TN、COD&、TOC等污染物的含量；待形成一定生物量時，就可達(dá)到減少畜禽 養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物的含量的目的，進(jìn)一步凈化畜禽養(yǎng)殖廢水。
2、通過定期對在種植了橐吾的畜禽養(yǎng)殖廢水中采集水樣以及對其出水水質(zhì)進(jìn)行測定，充分證明橐吾能有效去除畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、TP、TN、C0Dtt、T0C等污染物的含量， 從而凈化畜禽養(yǎng)殖廢水。 3、由于橐吾本身的生命力非常旺盛，易成活，可進(jìn)行直接移栽；在自然條件下即可 存活，在其整個生長過程中不需要進(jìn)行特殊管理；抗寒能力強(qiáng)，在冬季也可保持很好的去污 效果；同時也為畜禽養(yǎng)殖廢水污染的處理開發(fā)了新的植物資源品種，為人工濕地植物處理 畜禽養(yǎng)殖廢水污染的深入發(fā)展帶來了新的進(jìn)步和發(fā)展空間。 4、可通過定期修剪清除植物的老葉部分，防止枯枝落葉進(jìn)入水體對水體造成二次
污染，保證了凈水效果；并且橐吾抗寒，冬季可繼續(xù)存活、生長，且自然繁殖生長快速，為多 年生草本植物，不需要每年栽種，在操作上簡單易行，運(yùn)行成本低。 5、橐吾是優(yōu)良的觀花觀葉植物，具有較強(qiáng)的景觀和藥用等經(jīng)濟(jì)價值，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)、處理效果上，還是在所帶來的景觀、藥用等經(jīng)濟(jì)價 值上，都具有明顯的優(yōu)勢。


圖1是！


圖2是! 圖3是! 圖4是! 圖5是!
吾對畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N的處理效果示意圖吾對畜禽養(yǎng)殖廢水中TP的處理效果示意圖；吾對畜禽養(yǎng)殖廢水中TN的處理效果示意圖； 〗吾對畜禽養(yǎng)殖廢水中C0D&的處理效果示意圖；吾對畜禽養(yǎng)殖廢水中T0C的處理效果示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1 : 自然條件下，將采集到的橐吾幼苗直接移栽至高29cm，底徑26cm、高32cm的橡膠 桶中，其底部設(shè)布水管，由底至上依次為厚度5cm、直徑2-5cm左右的礫石層，10cm厚的粗沙 層，10cm厚(約計8kg)的土壤層，自來水穩(wěn)定15天。待植株穩(wěn)定后，定期澆灌畜禽養(yǎng)殖廢 水，并采集水樣及測定其出水水質(zhì)(水力停留時間設(shè)為7天)。盆栽試驗進(jìn)水量由Reed所 推薦的估算公式(1)測定 2 = f (1) 式中Q——設(shè)計廢水流量，m3/d ; F——人工濕地占用的土地面積，hm2 ; K-系數(shù)，6. 57X10—3。 經(jīng)計算，盆栽實(shí)驗的處理水量為1. 22L。 另有公式(2)，
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2 = ^ (2) 公式(2)中Q、F同公式(1); q——水力負(fù)荷，m/周，取q為20cm/d ; t——運(yùn)行時間(全年運(yùn)行周數(shù))，周/a ; 0. 0365——換算系數(shù)。 經(jīng)計算Q = 2. 2L。 通過測定污水中的NH4+-N、 C0Dtt、 TP、 TN、 T0C等污染物的去除效果，本實(shí)施例確定 其進(jìn)水量為2. 2L ;最佳水力停留時間為7天(HRT = 7d);其種植橐吾的量為4株/桶。
對廢水中NH4+_N、 TP 、 TN、 C0Dtt 、 TOC的測定和計算方法，均參照國家標(biāo)準(zhǔn)測 定方法，即，MV-N采用納氏試劑分光光度法(GB7479-87)， TP采用鉬酸銨分光光度法 (GB11893-89) ，TN采用過硫酸鉀氧化紫外分光光度法(GB11894-89) ， COD&采用重鉻酸鉀氧 化法(GB11914-89) ， TOC采用燃燒氧化_非分散紅外吸收法(HJ501-2009)。
采用橐吾凈化畜禽養(yǎng)殖廢水時NH4+_N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物的進(jìn)水和出 水濃度以及去除率參見附圖1-5，由圖中可以看出，其對畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 CODcr、TOC的凈化效率分別為85. 56% 95. 44% 、94. 28% 99. 39% 、84. 44% 93. 72%、 85. 64 % 92. 20 % 、93. 02 % 99. 54 % ;平均凈化效率分別為91. 96 % 、97. 86 % 、 91. 51%、89. 33%、97. 47%。 通過上述實(shí)施例可見，本發(fā)明利用在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中種植橐吾，對去除 畜禽養(yǎng)殖廢水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物具有顯著的效果，達(dá)到了很好的凈化畜 禽養(yǎng)殖廢水污染的目的。
權(quán)利要求
橐吾在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用，其特征在于在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中，種植橐吾。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于將所述的橐吾進(jìn)行直接移栽種植。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述應(yīng)用，其特征在于定期修剪清除種植的橐吾的老葉部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了橐吾在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用，屬于廢水處理領(lǐng)域，采用的技術(shù)方案為在畜禽養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境中，種植橐吾，本發(fā)明充分利用橐吾的抗寒性以及對廢水中污染物的吸附去除性，將其種植于畜禽養(yǎng)殖廢水污染的環(huán)境中，吸收積累廢水中的污染物，從而降低污水中污染物的含量，凈化畜禽養(yǎng)殖廢水；本發(fā)明能夠防止對水體的二次污染，保證了凈水效果同時也為畜禽養(yǎng)殖廢水污染的處理開發(fā)了新的植物資源品種，為人工濕地植物處理畜禽養(yǎng)殖廢水污染的深入發(fā)展帶來了新的進(jìn)步和發(fā)展空間，無論在運(yùn)行成本、操作維護(hù)、處理效果上，還是在所帶來的額外的景觀、藥用等經(jīng)濟(jì)價值上，相對于現(xiàn)有用于凈化污水的植物都具有明顯的優(yōu)勢。
文檔編號C02F3/32GK101774698SQ20101012281
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者孫百曄, 張小洪, 張延宗, 彭宏, 李遠(yuǎn)偉, 李黎, 楊剛, 王應(yīng)軍, 肖鴻, 袁野, 鄧仕槐, 陽路芳 申請人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)