利用深液流技术修复富营养化水体的方法技术

本发明专利技术涉及利用深液流（ＤＦＴ）技术修复富营养化水体的方法。该方法依次包括种植槽、水阀、水槽、流量计和水泵，它们之间用ＰＶＣ管连接。在ＤＦＴ系统的种植槽中种植水蕹菜或黑麦草，用富营养化水作为营养液，利用ＤＦＴ系统中水泵使水体的不断循环和通过水蕹菜或黑麦草发达的根系来大量吸收富营养化水体中的氮磷等营养盐，并向上运输到植物地上部，定期采收，将其移走作资源化二次利用；加之植物和水体中有机物所分泌抑藻物质，抑制藻类繁殖，从而使水质得到改善，实现了利用ＤＦＴ技术来修复富营养化地表水的目的。该方法简便、投资少，操作和管理方便，且无二次污染，既有利于富营养化水体的资源化利用，还可产生一定的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及治理富营养化地表水的方法，尤其是利用深液流技术修复富营 养化水体的方法。技术背景水体富营养化己成为世界性的环境问题。据国际湖泊环境委员会(ILEC) 调査，世界大部分湖泊正遭受着不同程度的水体富营养化，亚太地区54%，欧 洲53%，北美28%，南美41%的湖泊发生富营养化。据中国水利部2004年调査 显示对49个湖泊的营养状态进行评价，17个湖泊处于中营养状态，32个湖 泊处于富营养状态；且在中国的五大淡水湖中，太湖、洪泽湖、巢湖均已达富 营养程度，鄱阳湖、洞庭湖目前虽然维持中营养水平，但磷、氮含量偏高，正 处于向富营养过渡的阶段。因此,湖泊、水库等地表水系富营养化业已成为我国 的一个突出的环境问题。水体富营养化是指氮、磷等无机营养物大量进入湖泊、海湾等相对封闭，水 流缓慢的水体，从而引起藻类和其它水生植物大量繁殖，水体溶解氧下降，水质 恶化，其它水生生物大量死亡的现象。其危害主要表现为原有水体生态系统结构 的破坏；由于水质恶化造成的水质性缺水及水体中的一些有毒物质对人体健康的 危害；水体中氮、磷等营养盐过多还对一些鲑鱼和两栖动物的幼体生长造成危害 等。因此，水体富营养化的防止与治理问题受到世界各国的高度重视。目前，国 内外防治水体富营养化的主要措施是在控制污染物排放总量的同时，辅以物理 (底泥疏浚、引水冲刷、换水、充氧、机械捞藻等)、化学(化学杀藻等)、生 物(微生物、植物等)等方法治理水体污染(特别氮、磷等污染)。 一些物理、 化学，微生物等方法不仅效果是短期的，而且耗资较大，还可能给水体造成二次 污染。水生植物由于在生长过程中，需要吸收大量的氮、磷等营养元素，并当其 从水生生态系统移出时，被吸收的营养物质随之被带走，从而使水体中的氮磷含 量降低，减轻了水体富营养化程度。因此，富营养化水体的植物生态修复在国内 外已经引起了学术界的高度重视。近年来，利用薄层营养膜(NFT)技术来处理污水的研究在国内外已有报道 ，但目前有关深液流(DFT)技术在污水处理上的应用则是一片空白。1.泮进明,应义斌.营养液膜技术栽培牧草净化循环流水水产养殖废水的试 验.水产学报，2005,29(5):695-699.2. Vaillant， Nathalie., Fabien， Monnet., Huguette， Sallanon., 2003. Treatment of domestic wastewater by an hydroponic NFT system. Chemosphere, 50, 121-129.3. Vaillant, Nathalie.， Fabien， Monnet" Huguette， Sallanon., 2004. Use of Commercial Plant Species in a Hydroponic System to Treat Domestic Wastewaters. Journal of Environmental quality, 33, 695-702.4. Nathalie Vaillant, Fabien Monnet, Philippe Vernay, et al. Urban Wastewater Treatment by a Nutrient Film Technique System with a Valuable Commercial Plant Species (CTzr^wawf/zemi/w Trev.) Environ.Sci.Technol.2002， 36， 2101-2106.5. Fabien Monnet , Nathalie Vaillant , Adnane Hitmi， Philippe Vernay, et al，. Treatment of domestic wastewater using the nutrient film technique (NFT) to produce horticultural roses. Water Research, 2002, 36: 3489-3496.
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。，包括以下步骤1) 依次连接种植槽、水阀、水槽、流量计和水泵构成深液流循环系统；2) 将水蕹菜种子或黑麦草种子浸湿，于28 3(TC温度下催芽，将发芽的种 子点播到育苗盘上进行育苗，当苗长4cm后，把穴盘放到盛水的蓝框里，保持 水分培养，苗长到7cm时，按每3-4棵苗用海绵围绑，移栽入预先打好孔的浮 板的孔中，放到盛Hoagland营养液的深液流循环系统预培养一个星期；.3) 将深液流循环系统中的Hoagland营养液换成需修复的富营养化水，预培 养的水蕹菜苗或黑麦草苗置于种植槽中，通过水泵控制富营养化水体循环流动， 流流量计控制种植槽的水位5-8cm，待水蕹菜生长到20 35cm高度时开始采收， 以后每10 15天定期采收；黑麦草生长到80 100cm高度时连续收割其地上部 2-4次；待水体的TN和TP指标达标后排放，重新向种植槽注入需修复的富营 养化水。水蕹菜(/powoea ^w"/ic" Forsk)，空心菜属蔓生植物，根系分布浅，为须 根系，再生能力强。茎蔓生，圆形而中空，柔软，绿色或淡紫色，茎粗1 2厘 米。茎有节，每节除腋芽外，还可长出不定根。水蕹菜耐热，需水量大，适应 性强，产量高，栽培技术粗放，病害少，生长期长，生产成本低，既可利用低 洼水田种植，又可利用河、湖、池塘水面浮植，是我国南方夏秋生产的重要绿 叶蔬菜和堵缺补淡蔬菜。此外，水蕹菜在提高水体光能利用，改善养殖水体生态系统环境，扩大饲料来源，绿化水面和消浪护堤等方面亦有很大的作用。因 此，发展水蕹菜生产将有利于蔬菜、畜禽和渔业生产，优化环境，提高综合经 济效益和生态效益。上述的黑麦草可以是多年生黑麦草和多花(一年生)黑麦草。由于黑麦草的生产潜力很大,对氮磷营养盐的需求量也很大,而引起富营养化的主要因子就是水体里氮磷过剩,因此水上种植黑麦草可以高效吸收水体里 过剩的氮磷。同时由于冬季气温过低等不利于植物生长的因素的存在，导致冬 季水体的富营养化程度相对高温季节更加严重，而黑麦草的生长旺季又主要集 中在冬春季节，因此水上种植黑麦草可以有效防治初冬早春富营养化的发生.同时,黑麦草作为一种优质饲草，具有生长快、产量高、适应性强、适口性 好的特点，其体内富含蛋白质、矿物质、维生素及铁锌等微量元素，干草粗蛋白含量可高达20%以上，是词养各种家畜和草食性鱼类的优良伺草。因此水上种植黑麦草不仅可以防治富营养化,还可以有效解决畜禽初冬早春缺乏青饲料的难题，因此这一技术在富营养化地表水的植物修复中不仅有重要的环境意义，也有很好的经济价值,值得推广。利用深液流(DFT)技术种植蔬菜作物-水蕹菜或黑麦草，富营养化水入水 槽后，用流量计控制水的流量，由水泵把水槽中的水送到种植槽里，由水阀控 制出水流回到水槽中，水槽的水再由水泵输送到种植槽里，最后种植槽中的水 由水阀流回到水槽，这样水体来回地不断循环；种植槽中的植物根系不断地吸 收富营养化水中的氮磷等营养盐，吸附、固定一些有机物和悬浮物质，最终通 过系统的多次循环和植物的吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用深液流技术修复富营养化水体的方法，其特征是包括以下步骤：１）依次连接种植槽（１）、水阀（２）、水槽（３）、流量计（４）和水泵（５）构成深液流循环系统；２）将水蕹菜种子或黑麦草种子浸湿，于２８～３０℃温度下催芽，将发芽的种 子点播到育苗盘上进行育苗，当苗长４ｃｍ后，把穴盘放到盛水的蓝框里，保持水分培养，苗长到７ｃｍ时，按每３－４棵苗用海绵围绑，移栽入预先打好孔的浮板的孔中，放到盛Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液的深液流循环系统预培养一个星期；３）将深液流循环系统 中的Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液换成需修复的富营养化水，预培养的水蕹菜苗或黑麦草苗置于种植槽中，通过水泵控制富营养化水体循环流动，流流量计控制种植槽的水位５－８ｃｍ，待水蕹菜生长到２０～３５ｃｍ高度时开始采收，以后每１０～１５天定期采收；黑麦草生长到８０～１００ｃｍ高度时连续收割其地上部２－４次；待水体的ＴＮ和ＴＰ指标达标后排放，重新向种植槽注入需修复的富营养化水。

【技术特征摘要】

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