一种污泥中氮和磷的植物净化方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥中氮和磷的植物净化方法，所述方法为：将湿地植物种植在污泥中；其中，所述湿地植物为再力花、水罂粟、香蒲、天使花、风车草、美人蕉、翠芦莉、芦竹、大叶皇冠草、菖蒲、鸢尾草、春芋、海芋中的至少一种。本申请利用特定的湿地植物来净化污泥，尤其是净化受污染的底泥中的氮磷，不但对污泥的净化效果好，而且为充分利用野生湿地植物资源，筛选出更多适应性强、去污效果好、景观价值高的湿地植物，为人工湿地生态系统的合理构建创造有利条件。

A plant purification method for nitrogen and phosphorus in sludge

The invention discloses a purification method of nitrogen and phosphorus in sludge plant, the method is as follows: the wetland plants grown in sludge; among them, the wetland plants for Thalia and water poppy, cattail, angel flowers, Canna, Cyperus alternifolius, Cui Lu, Li Giantreed, Daye crown, grass calamus, orris, taro, taro spring in at least one. For the specific use of wetland plants to purify sewage sludge, especially in purification of nitrogen and phosphorus in contaminated, not only the purification effect of sludge, and to make full use of wild resources of wetland plants, select more adaptability, good decontamination effect, high value of wetland plant landscape, to create favorable conditions for the reasonable construction artificial wetland ecosystem.

【技术实现步骤摘要】
一种污泥中氮和磷的植物净化方法
本专利技术涉及一种污泥的植物净化方法，尤其是一种污泥中氮和磷的植物净化方法。
技术介绍
人工湿地植物的生理特性以及群落之间的相互作用对湿地生态功能具有深刻的影响，水生植物对污水、污泥净化具有投资低、易管理、净化效果好、生态效益好等优点，引起国内外研究者越来越多的关注。植物是人工湿地净化系统的重要组成部分，其发挥着重要的作用：可直接吸收污水、污泥中可利用的营养物质、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质；为根区好氧微生物输送氧气；增强和维持介质的水力传输；根系分泌物为微生物提供碳源等。另外，植物还具绿化美化环境，改善区域气候，促进生态环境的良性循环，净化空气，消除城市热岛效应和吸收噪声等作用。研究表明，全球湿地高等植物达6700多种，但用于处理污水、污泥且产生效益的不到100种，同时湿地植物对污染物的净化能力也存在种间差异。湿地植物的生长对维持人工湿地系统的稳定、提高污水处理效果有着积极的作用，特别是光合作用等生理生态指标是衡量湿地植物生长繁殖和污水净化能力的重要指标，其它如植物物候的特征和季节变化、以及具体环境的不同植物配置方案等也是湿地植物选择的重要参考。当前，国内外对人工湿地植物的研究主要侧重于植物的去污效果及其去污机理等方面，而如何根据植物的生理学特性等指标比较植物的去污效果和种间差异，以及适应性等的方法则较少报道。因此，开展植物生理生态特性变化及其作用机理等的研究，通过试验比较、筛选出适应性强、去污效果好、景观价值高的湿地植物，为人工湿地生态系统的合理构建提供科学依据。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种利用湿地植物净化污泥的方法。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种污泥中氮和磷的植物净化方法，所述方法为：将湿地植物种植在污泥中；其中，所述湿地植物为再力花、水罂粟、香蒲、天使花、风车草、美人蕉、翠芦莉、芦竹、大叶皇冠草、菖蒲、鸢尾草、春芋、海芋中的至少一种。本专利技术利用湿地植物来净化污泥，可以简捷有效的降低污泥中的氮、磷含量。优选地，所述湿地植物的植株行距为20cm×20cm。优选地，所述湿地植物为再力花、菖蒲、春芋、大叶皇冠草、水罂粟、美人蕉、芦竹中的至少一种。本申请专利技术人经过研究发现，上述湿地植物的氮去除率较高。更优选地，所述湿地植物为再力花。本申请专利技术人经过研究发现，再力花的氮去除率最高。优选地，若污泥阳光充足，所述湿地植物为水罂粟、香蒲、天使花、风车草、美人蕉、大叶皇冠草中的至少一种；若污泥缺少阳光照射，所述湿地植物为海芋、春芋、鸢尾草、菖蒲、翠芦莉、芦竹中的至少一种。专利技术人经过大量探索发现，13种植物的光饱和光合速率(Psat)由高到低排序分别为：再力花＞水罂粟＞香蒲＞天使花＞风车草＞美人蕉＞翠芦莉＞芦竹＞大叶皇冠草＞菖蒲＞鸢尾草＞春芋＞海芋。再力花和水罂粟明显高于其他种类(P＜0.05)，其他Psat较高的植物为香蒲、天使花、风车草、美人蕉、翠芦莉、芦竹、大叶皇冠草和菖蒲；鸢尾草、春芋和海芋测显著低于前面前种类，属典型的耐阴植物。因此，开展植物适应性筛选时，应当考虑植物的季节变化、物候特征和植物的生理特性，根据具体的环境开展不同的植物配置。光饱和光合速率(Psat)与光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)存在极显著的正相关系(P＜0.01)，光饱和点(LSP)具有较大的差异，在516.8-1435.9之间，达到1000以上的有6种植物，由高到低分别为，再力花＞水罂粟＞翠芦莉＞芦竹＞菖蒲＞天使花；LSP相对较低的为美人蕉＞大叶皇冠草＞鸢尾草＞海芋＞春芋。植物的暗呼吸速率(Rd)比较Psat，其值明显较小，变幅不太大，13种植物的Rd在0.683－2.362之间，其中水罂粟、天使花和再力花的Rd相对较高，春芋、鸢尾草和海芋的Rd较其他种类低。将Psat、LSP、Rd作为变量进行聚类分析，若按植物Psat、LSP和Rd的特征进行综合分类，属高Psat、LSP和Rd的种类有：再力花，水罂粟，香蒲，天使花，风车草，美人蕉和大叶皇冠草；Psat、LSP和Rd相对较低的种类有：海芋、春芋、鸢尾草、菖蒲、翠芦莉和芦竹。通过以上的聚类分析表明，13种类中可粗略分为二类群，再力花，水罂粟，香蒲，天使花，风车草，美人蕉和大叶皇冠草等是较阳生种类，适合在阳光充足的地方生长，或植物不同层次配置时的上层种类，而海芋、春芋、鸢尾草、菖蒲、翠芦莉和芦竹较耐阴，可种植在较阴暗的地方，或可作为植物配置中的下层种类。优选地，所述湿地植物为风车草、水罂粟、菖蒲、再力花、春芋中的至少一种。本申请专利技术人经过研究发现，上述湿地植物的磷去除率较高。优选地，所述湿地植物为风车草、水罂粟、菖蒲中的至少一种。本申请专利技术人经过研究发现，上述湿地植物的氮、磷去除率均较高。优选地，所述湿地植物不为再力花、大叶皇冠草、水罂粟三种湿地植物的混合。本申请专利技术人经过研究发现，上述湿地植物的氮、磷去除率均低于其他湿地植物。同时，本专利技术还提供一种上述污泥中氮和磷的植物净化方法在污泥处理系统的优化设计、湿地植物配置中的应用。本申请污泥中氮和磷的植物净化方法，为充分利用野生湿地植物资源，筛选出更多适应性强、去污效果好、景观价值高的湿地植物，为人工湿地生态系统的合理构建创造有利条件。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本申请利用特定的湿地植物来净化污泥，尤其是净化受污染的底泥中的氮磷，不但对污泥的净化效果好，而且为充分利用野生湿地植物资源，简易低成本地筛选出更多适应性强、去污效果好、景观价值高的湿地植物，为人工湿地生态系统的合理构建创造有利条件。附图说明图1为本实施例1中种植箱中植物的管护过程；图2为TN、TP和TOC之间的相关关系；图3为13种供试植物叶片的光合作用对光响应的曲线；图4为13种植物聚类分析图；其中，1、水罂粟；2、翠芦莉；3、大叶皇冠草；4、春芋；5、菖蒲；6、再力花；7、风车草；8、天使花；9、鸢尾草；10、香蒲；11、海芋；12、美人蕉；13、芦竹。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本专利技术所述污泥中氮和磷的植物净化方法的一种实施例，本实施例以湿地植物作为主要研究对象，利用人工种植塑料箱，收集广州河涌受污染较严重的沉积底泥，存放于人工种植塑料箱中，将供试植物种植其中，定期注水模拟成植物生长的水体环境，对湿地植物的生长、光合生理生态特性以及底泥成分进行动态监测，通过对湿地植物的试验研究，揭示植物的生理生态特性及其对污泥的净化效果，从中筛选出优良的湿地植物，为今后人工湿地污水、污泥处理系统的优化设计、植物配置、去污效率的提高提供实验依据。本实施例的实验分析，包括以下步骤：步骤一、试验准备与场地处理：试验地位于华南植物园内，在空旷的平地上，平整有序地放置种植箱(550mm×365mm×330mm，内容量53.5L)，在每个种植箱里填入采自河涌沉积底泥，约占箱体2/3，定期注满水(水源来自华南植物园进行植物日常管护的天然水库)。自2015年9月，选取13种水生植物，供试植物种类如表1所示(从花木公司苗圃)作为主要研究对象，分别定植于种植箱中，完成试验地的各项设置后，采集种植植物的底泥及植物样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥中氮和磷的植物净化方法，其特征在于，所述方法为：将湿地植物种植在污泥中；其中，所述湿地植物为再力花、水罂粟、香蒲、天使花、风车草、美人蕉、翠芦莉、芦竹、大叶皇冠草、菖蒲、鸢尾草、春芋、海芋中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种污泥中氮和磷的植物净化方法，其特征在于，所述方法为：将湿地植物种植在污泥中；其中，所述湿地植物为再力花、水罂粟、香蒲、天使花、风车草、美人蕉、翠芦莉、芦竹、大叶皇冠草、菖蒲、鸢尾草、春芋、海芋中的至少一种。2.如权利要求1所述的污泥中氮和磷的植物净化方法，其特征在于，所述湿地植物的植株行距为20cm×20cm。3.如权利要求1或2所述的污泥中氮和磷的植物净化方法，其特征在于，所述湿地植物为再力花、菖蒲、春芋、大叶皇冠草、水罂粟、美人蕉、芦竹中的至少一种。4.如权利要求3所述的污泥中氮和磷的植物净化方法，其特征在于，所述湿地植物为再力花。5.如权利要求1所述的污泥中氮和磷的植物净化方法，其特征在于，若污泥阳光充足，所述湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚睿，胡峰，张潇潇，蔡锡安，曾小平，范京，
申请(专利权)人：广州市城市规划勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44