高浓度氨废水水培陆生草类植物净化方法及净化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高浓度氨废水水培陆生草类植物净化方法及净化系统。将高浓度氨废水输入废水池，以毒性很强的ＮＨ↓［３］的浓度为限值，浓度过高时抽取清水加以稀释以控制浓度及毒性，利用水泵周期抽取废水池的废水循环灌溉水培陆生草类植物，每次灌溉后废水回流至废水池中，在灌溉过程中，草的根系吸收离子氨ＮＨ↓［４］↑［＋］，并通过离子交换向废水释放氢离子Ｈ↑［＋］，中和废水中的氢氧根离子ＯＨ↑［－］，废水的ｐＨ得以降低，流回废水池降低池中废水的ｐＨ并促使氨电离为ＮＨ↓［４］↑［＋］，从而降低ＮＨ↓［３］的浓度及毒性，灌溉停歇期间，草根部逐渐变干进入曝气状态以利于根部吸收氧气及脱离废水的毒害，如此循环，达到净化目标后将废水（清水）输送至清水池，清水可用于稀释浓度过高的氨废水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水或污水的处理方法，尤其是涉及一种高浓度氨废水水培陆生草类植物净化方法及净化系统。
技术介绍
氨是许多废水或污水的主要污染物之一，如生活污水的总氨氮含量一般在10～50mg·L-1，干旱或半干旱国家的生活污水以及一些工业废水超过200mg·L-1。在养殖业中，甲鱼等高密度养殖废水总氨氮也在30～70mg·L-1，而畜禽养殖场的污水总氨氮高达2200mg·L-1。废水中氨存在电离平衡，以离子氨NH4+和非离子氨NH3两种形式存在。NH3具有很强的毒性，它不带电荷，脂溶性高，极易穿透生物的细胞膜而产生强烈的危害。生物过滤即细菌的硝化作用可以将氨十分高效地转化为无毒性的硝酸盐，但是硝化作用需要大量的氧气，根据反应方程计算()，1克氨氮(NH4+-N)的转化需要3.43克氧气，费用很高。在另一方面，氨又是农业生产中植物生长不可或缺的肥料之一，利用植物的生长来吸收废水中的氨等物质不仅可以节约生物过滤时补充氧气的费用，而且能够产生经济效益，是一种低成本的生态水处理技术。在这种技术的植物种类选择中，水生植物受到最早关注，大量研究已表明水生植物对废水中氨的处理能力，但其应用受到NH3毒性的限制。NH3不仅对生长在水体里的水生动物有很强的毒害作用，如我国水产养殖标准规定NH3的上限为0.02mg·L-1，而且对水生植物也有很强的毒性，如紫背浮萍(Spriodelapolyrrhiza)和小浮萍(Lemna minor)在2mg·L-1NH3下就不能生存。因此，利用水生植物净化氨废水时，只能用于净化低浓度的氨废水，净化效率低。其它研究表明，浓度相当高的NH4+基本上也无毒害作用，碱性废水中氢氧根离子OH-也只是使氨的解离增加而提高NH3的浓度，其本身也无毒害作用，因此应该以NH3的浓度为限值确定高浓度氨废水的毒性。与水生植物相比，一些优秀的陆生草类植物如多花黑麦草、多年生黑麦草、高羊茅等由于物种的优势，对NH3的抵抗力具有优势。它们对气候的适应性广，耐旱，耐涝，生命力旺盛，需肥量大，根茎(叶)比大，生长迅速；而且含有丰富的营养物质，为大多草食性畜、禽以及鱼类所喜欢，具有很高的经济价值。但这些陆生草类植物不适宜长期生长在水环境中，尤其也需要避免废水中NH3等对其长期持续的毒害。合适的水培方法如以间歇灌溉为特征的NFT培(nutrientfilm technology，营养液膜技术)不仅能够保证根系得到充足的氧气供给，而且能够使草类植物的根系有控制地接触或脱离废水，更利于抵抗NH3等的毒害作用，可以获得合适的生长环境以保证草良好生长。
技术实现思路
为了解决利用植物处理高浓度氨废水时为避免氨废水的毒害而将氨废水浓度保持在很低水平，从而导致净化效率低下等技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高浓度氨废水水培陆生草类植物净化方法及净化系统，利用对氨废水中NH3毒害作用抵抗能力较强的陆生草类植物吸收氨，氨废水在净化系统中间歇循环灌溉水培草类植物，经特定时间达到净化目的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一、本专利技术的净化方法利用水培陆生草类植物净化高浓度氨废水，将原水池中待处理的高浓度氨废水输入废水池，以毒性很强的NH3的浓度40.1mg·L-1为限值，浓度过高时抽取清水池的清水加以稀释以控制浓度及毒性，利用水泵以一定的周期抽取废水池的废水间隔循环灌溉水培陆生草类植物，每次灌溉后废水回流至废水池中，在灌溉过程中，草的根系吸收离子氨NH4+，并通过离子交换向废水释放氢离子H+，中和废水中的氢氧根离子OH-，废水的pH得以降低，流回废水池降低池中废水的pH并促使氨电离为NH4+，从而降低NH3的浓度及毒性，灌溉停歇期间，草根部逐渐变干进入曝气状态以利于根部吸收氧气及脱离废水的毒害，如此循环，达到净化目标后输送至清水池。二、本专利技术的净化系统包括N个并列的以一定坡度倾斜的栽培槽，每个栽培槽内放置底面开有小方孔、内种植草的M个育苗盘，由继电器控制的水泵的一端经给水管路与废水池连接，水泵的另一端经给水管路与各个栽培槽高端连接，每个栽培槽低端经排水管路与废水池连接，废水池通过原水输送泵及管路与原水池单向联接，通过清水输出泵及管路和清水输入泵及管路与清水池双向联接。所说的栽培槽的一定坡度倾斜为1％～5％，其宽度在设计时根据拟采用的育苗盘的尺寸确定，为500～700mm，长度根据建设场地的尺寸确定。所说的N为净化系统栽培槽的总数，M为每个栽培槽内育苗盘的总数。本专利技术具有的有益的效果是 1.水培陆生草类植物对氨废水中NH3的毒害的抵抗力很强，能承受浓度很高的NH3，只要不超过一定浓度限值，能够在高浓度氨废水灌溉下正常生长，从而保持很高的净化效率；2.以高浓度氨废水中毒性很强的NH3的浓度为限值，浓度过高时从清水池中获得清水加以稀释，控制NH3浓度及毒性，避免净化系统中水培陆生草类植物受到毒害而无法正常生长；3.利用水泵以一定的周期抽取废水池废水间隔循环灌溉水培陆生草类植物，在灌溉过程中，草的根系吸收离子氨NH4+，并通过离子交换向废水释放氢离子H+，中和废水中的氢氧根离子OH-，废水的pH得以降低，流回废水池降低池中废水的pH并促使氨电离为NH4+，从而降低NH3的浓度及毒性；4.设置合理的灌溉停歇时间，停歇期间，草根部逐渐变干进入曝气状态，根部吸收生长所需的氧气，同时也脱离废水的毒害。本专利技术主要用于处理含有毒性很强的NH3的高浓度氨废水。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。附图是本专利技术的净化系统平面图。附图中1.栽培槽，2.种植有草的育苗盘，3.废水池，4.水泵，5.继电器，6.给水管路，7.排水管路，8.清水池，9.原水池，10.原水输送泵及管路，11.清水输出泵及管路，12.清水输入泵及管路。具体实施例方式如附图所示，本专利技术包括N个并列的以一定坡度倾斜的栽培槽1，每个栽培槽1内放置底面开有小方孔、内种植草的M个育苗盘2，由继电器5控制的水泵4的一端经给水管路6与废水池3连接，水泵4的另一端经给水管路6与各个栽培槽1高端连接，每个栽培槽1低端经排水管路7与废水池3连接，废水池3通过原水输送泵及管路10与原水池9单向联接，通过清水输出泵及管路11和清水输入泵及管路12与清水池8双向联接。所说的栽培槽的一定坡度倾斜为1％～5％，其宽度在设计时根据拟采用的育苗盘的尺寸确定，以500～700mm为宜，长度根据建设场地的尺寸确定。所说的N为净化系统栽培槽的总数，M为每个栽培槽内育苗盘的总数，N和M决定净化系统内草的面积即决定净化系统的处理能力，根据待处理的废水输入量和处理时间确定。水培草类作物的育苗在相同构造的净化系统中利用配方营养液进行，草籽播量一般为25-40g·m-2。实施方式一如附图1所示，栽培槽1宽0.50m、长4m、槽面坡度3％，共4槽并列；每槽共8盘水培多花黑麦草或多年生黑麦草或高羊茅，草面积1.28m2；育苗盘2规格为高60mm，上口450×450mm，底面400×400mm，厚0.7mm，含576个6×6mm小方孔，孔面积为总面积的13.0％；育苗盘2内铺3层无纺布(规格为20g)；废水池3尺寸为1.0×1.0×1.5m(长×宽×深)，废水池上口比栽培槽低端低0.2m；水泵4为750W、80L/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓度氨废水水培陆生草类植物净化方法，其特征在于：利用水培陆生草类植物净化高浓度氨废水，将原水池中待处理的高浓度氨废水输入废水池，以毒性很强的ＮＨ↓［３］的浓度４０．１ｍｇ.Ｌ↑［－１］为限值，浓度过高时抽取清水池的清水加以稀释以控制浓度及毒性，利用水泵以一定的周期抽取废水池的废水间隔循环灌溉水培陆生草类植物，每次灌溉后废水回流至废水池中，在灌溉过程中，草的根系吸收离子氨ＮＨ↓［４］↑［＋］，并通过离子交换向废水释放氢离子Ｈ↑［＋］，中和废水中的氢氧根离子ＯＨ↑［－］，废水的ｐＨ得以降低，流回废水池降低池中废水的ｐＨ并促使氨电离为ＮＨ↓［４］↑［＋］，从而降低ＮＨ↓［３］的浓度及毒性，灌溉停歇期间，草根部逐渐变干进入曝气状态以利于根部吸收氧气及脱离废水的毒害，如此循环，达到净化目标后输送至清水池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：泮进明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]