基于水生植物组合的磺胺二甲嘧啶污染水体修复方法技术

基于水生植物组合的磺胺二甲嘧啶污染水体修复方法，包括将挺水植物和沉水植物幼苗分别暴露于磺胺二甲嘧啶水溶液中，持续测定SM2浓度变化，最终筛选出降解效率最高的挺水植物再力花和沉水植物苦草作物修复物种并进行预培养；砌筑水池，池底平铺小石子作为固定基质，将苦草植株固定于水池底部基质上，将再力花固定于泡沫板并至于池中，通过将再力花和苦草暴露于SM2污染水体的方式实现水体中SM2的降解。本发明专利技术综合利用挺水植物和沉水植物的净水优势，高效去除废水抗生素残留，对SM2的降解效率达61.47%，同时显著降低了废水中的需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）含量，操作方法简单、适用范围广，具有良好的应用性、环境友好性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于水生植物组合的磺胺二甲嘧啶污染水体修复方法


[0001]本专利技术涉及一种基于水生植物组合的磺胺二甲嘧啶污染水体修复方法，属于抗生素污染水体的防治


技术介绍

[0002]抗生素类药物广泛应用于我国牲畜养殖和鱼类养殖产业，对牲畜和鱼类疾病进行预防和治疗。然而，超过70％的应用抗生素随粪便和尿液排入环境。全国范围内水土环境可检测到ng/L到mg/L之间的抗生素残留浓度。城市污水处理厂出水和再生水已是环境污染因子首要富集集散源，再生水长期生态补水，势必会产生环境和健康风险。尤其，再生水中抗生素浓度在ng/L到mg/L水平，对人类健康造成了巨大威胁。然而，传统的修复技术不能有效的去除此类持久性药物污染物。因此，开发高效抗生素去除的新工艺势在必行。

技术实现思路

[0003]基于以上的背景，本专利技术目的是构建一种高效能、易操作的水生植物组合反应器及废水处理方法——基于水生植物组合的抗生素污染水体修复方法及其反应器，在提高传统植物修复技术的稳定性的同时，高效去除实际废水中无机营养物和抗生素的理想工艺，真正实现废水达标排放和减轻环境污染的双重目标，将会发展成为下一个绿色革命的废水处理的新平台。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：1.基于水生植物组合的磺胺二甲嘧啶污染水体修复方法，其特征是包括以下步骤：1）确定优势水生植物修复物种利用将挺水植物和沉水植物幼苗分别暴露于磺胺二甲嘧啶水溶液中，并持续测定水溶液中磺胺二甲嘧啶浓度变化的方法，最终筛选出降解效率最高的挺水植物再力花和沉水植物苦草作为优势水生植物修复物种；2）对优势水生植物修复物种进行预培养将再力花和苦草洗净，分别进行预培养，以用于下一步构建水生植物组合反应器；3）构建水生植物组合反应器砌筑深度在0.5
‑
1.5m之间的水池，将水池底部平铺小石子作为固定基质，将预配养后的苦草幼苗叶片剪至5
±
1cm，选择5棵幼苗组为一簇苦草植株，控制一簇苦草植株的生物量为10
±
1g；将苦草植株固定于水池底部基质上，使每平方米的植株数不低于200株/m2,向池中注入SM2污染水体至少30cm深并使其并完全浸没苦草植株；取泡沫板，根据再力花植株的茎粗，于泡沫板上掏出小孔若干用于固定海绵，剪取宽1cm，长5cm的海绵条若干；选取生物量为10
±
1g的再力花，把海绵条轻轻缠绕在再力花根部往上1cm处，然后固定于泡沫板的掏孔位置；将固定好再力花植株的泡沫板放置于上述含有SM2污染废水的水池中，使每平方米的生物量不低于2kg/m2，并使再力花植株根部完全浸
没于水中；4）对污染水体进行修复向水池中持续注入SM2污染水体至设定的水位，且水面高度距池顶不超过20cm；通过将再力花和苦草暴露于SM2污染水体的方式实现水体中SM2的降解；通过每间隔2天测定反应器废水中SM2浓度的方式监测水体质量，当SM2浓度达到设定标注之后，将水池中的水排出至水位高度不低于30cm；并重新注入SM2污染水体以进行下一轮修复。
[0005]所述步骤2）对优势水生植物修复物种进行预培养，具体如下：将再力花幼苗用清水反复清洗，直至根部没有泥土残留；将清洗干净的再力花幼苗放入盛有蒸馏水的容器中，根部浸没于水面以下，预配养7
‑
10天，每隔2天更换一次水；培养期间温度30
±
5℃，自然光照条件；将苦草幼苗剔除杂物，经自来水反复清洗后，以烧杯中干净的小石子作为根部固定基质固定根部，缓慢的往烧杯中倒入蒸馏水至整株植物浸没于水面以下，预培养7
‑
10天，每隔2天更换一次水；培养期间温度30
±
5℃，自然光照条件。
[0006]本专利技术中，所用再力花，学名为Thalia dealbata Fraser，竹芋科、水竹芋属多年生挺水草本植物。是引入中国的一种观赏价值极高的挺水花卉。除供观赏外，再力花还有净化水质的作用，常成片种植于水池或湿地，也可盆栽观赏或种植于庭院水体景观中。再力花对于抗生素污染的废水修复优势在于:1）稳定且高效的去除效率；2）根系尤其发达，根茎上密布不定根，不定根长50
‑
90厘米，根上有侧根，上层根侧根尤其发达。再力花地下根和根茎的空间体量巨大，与地上部分相当。
[0007]本专利技术中，所用苦草，学名为Vallisneria natans (Lour.) Hara，别称蓼萍草，扁草。为多年生无茎沉水草本，有匍匐茎。生于溪沟、河流等环境之中。广泛分布于中国的淡水中。有药用、观赏、经济等多种价值。苦草对于抗生素污染的废水修复优势在于:1）苦草的繁殖速度很快，通常只需一年的时间，一株苦草就可形成一个3m2左右的群丛；2）苦草在释放氧气，为动物提供食物和住所以及对有机污染物的分解来维持水生生态系统的健康方面发挥着重要作用。
[0008]本专利技术针对城市废水的抗生素污染情况严重，传统修复工艺局限性大，单一植物床修复系统稳定性差等问题，将不同类型的水生植物有机的组合，综合利用挺水植物和沉水植物不同的水体净化优势，高效去除废水抗生素残留，同时降低废水中化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）等营养盐，从而达到无二次污染，净化水体，废水达标排放的目的。
[0009]本专利技术采用的植物床抗生素降解法是利用植物根系吸收和转移污染物从而降低水体抗生素浓度，系统维护方便，移动灵活，建造和运行费用较低，而且植物生物质可用于能源生产，不产生二次污染，是一种变废为宝的生物处理技术。传统的植物床系统多局限于选择单一的植物类型，对抗生素的降解效率有限，且长时间后不利于水体生态系统的平衡。
[0010]本专利技术中，再力花+苦草组合植物植物反应器对SM2的降解效率达61.47%，显著高于再力花和苦草单一植物反应器的降解效率。同时植物组合反应器显著降低了废水中的需
氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）含量。由此可知专利技术具有较强的实际应用性，操作方法简单、适用范围广，同时促进废水抗生素污染修复工作的高效性、经济性、环境友好性。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的再力花+苦草水生植物组合反应器示意图。
[0012]图2为本专利技术的再力花、苦草单一植物反应器以及组合植物反应器对废水中SM2的去除动力曲线。
[0013]图中：1、再力花；2、海绵条；3、泡沫板；4、苦草；5、小石子。
具体实施方式
[0014]如图1所示，本方法所涉及的用于修复磺胺二甲嘧啶污染水体的水生植物组合反应器，包括一个深度在0.5
‑
1.5m之间的水池、再力花1、苦草4、海面条2、泡沫板3、小石子5；水池底部平铺有作为固定基质的小石子5，将预配养后的苦草4幼苗叶片剪至5
±
1cm，选择5棵幼苗组为一簇苦草植株，控制一簇苦草植株的生物量为10
±
1g；将苦草植株固定于水池底部基质上，每平方米的植株数不低于200株/m2；所述泡沫板3上掏有小孔若干用于固定海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于水生植物组合的磺胺二甲嘧啶污染水体修复方法，其特征是包括以下步骤：1）确定优势水生植物修复物种利用将挺水植物和沉水植物幼苗分别暴露于磺胺二甲嘧啶水溶液中，并持续测定水溶液中磺胺二甲嘧啶浓度变化的方法，最终筛选出降解效率最高的挺水植物再力花和沉水植物苦草作为优势水生植物修复物种；2）对优势水生植物修复物种进行预培养将再力花和苦草洗净，分别进行预培养，以用于下一步构建水生植物组合反应器；3）构建水生植物组合反应器砌筑深度在0.5
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1.5m之间的水池，将水池底部平铺小石子作为固定基质，将预配养后的苦草幼苗叶片剪至5
±
1cm，选择5棵幼苗组为一簇苦草植株，控制一簇苦草植株的生物量为10
±
1g；将苦草植株固定于水池底部基质上，使每平方米的植株数不低于200株/m2,向池中注入SM2污染水体至少30cm深并使其并完全浸没苦草植株；取泡沫板，根据再力花植株的茎粗，于泡沫板上掏出小孔若干用于固定海绵，剪取宽1cm，长5cm的海绵条若干；选取生物量为10
±
1g的再力花，把海绵条轻轻缠绕在再力花根部往上1cm处，然后固定于泡沫板的掏孔位置；将固定好再力花植株的泡沫板放置于上述含有SM2污染废水的水池中，使每平方米的生物量不低于2kg/m2，并使再力花植株根部完全浸没于水中；4）对污染水体进行修复向水池中持续注入SM2污染水体至设定的水位，且水面高度距池顶不超过20cm；通过将再力花和苦草暴露于SM2污染水体的方式实现水体中SM2的降解；通过每间隔2天测定反应器废水中SM2浓度的方式监测水体质量，当SM2浓度达到设定标注之后，将水池中的水排出至水位高度不低于30cm；并重新注入SM2污染水体以进行下一轮修复。2.如权利要求1所述的基于水生植...

【专利技术属性】
技术研发人员：汝少国，赵晨雨，熊久强，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：