[发明专利]巨菌草在人工湿地中净化生活污水氮、磷中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生活污水处理技术领域，尤其涉及一种狼尾草属植物巨菌草在人工湿地中净化生活污水氮、磷中的应用。

背景技术

水体中磷的主要来源有化肥、人畜粪便、水土流失和含磷洗涤剂。在城市生活污水中，含磷洗涤剂中的磷是水体中磷的主要来源。有研究表明，湖泊、水库中的磷80%来自于污水排放，而磷的主要来源是家庭洗涤剂的使用，其磷的污染强度占总磷污染负荷的50%左右。进行入60年代以来，随着世界上人口密集的大湖泊区受到氮、磷等有机物的污染，引起了许多发达国家和地区的关注，由此开始了世界范围的禁、限磷运动。一段时期以来，我国主要解决工业废水的排放问题，生活污水则几乎没有进行任何处理就直接排放至水体中。

高含量的氮、磷是水体富营养化的主要特征。富营养化的水体会引起藻类及其他浮游生物会迅速繁殖，导致水体溶解氧量下降、水质恶化，进而造成鱼类及其他生物大量死亡，对生态环境造成极大的危害。生活污水是水体氮、磷的主要来源。因此，解决生活污水氮、磷的净化问题显得尤为重要和迫切。

人工湿地污水处理系统因其净化污染物效果好、运行费用低和易维护等优点，已作为一种常规污水处理技术被广泛应用。它主要以植物作为载体净化污水。目前用于人工湿地的植物有芦苇、旱伞竹、灯芯草、美人蕉、姜花等，这些植物虽能够去除水体中的部分氮、磷，但植株氮、磷积累量并不高，需要高密度种植才能达到良好的净化效果，增加了管理成本。而美人蕉、姜花等植物植株矮小、生长缓慢，并且植株本身对高氮、高磷较为敏感，在水体氮、磷浓度过高后，植物生长就会受到抑制，导致净化效果降低。

巨菌草生长迅速，一般种植5个月后，植株高度可达3-3.5米，茎粗可达3.5厘米，每亩产干草约6.94吨，且其生命力旺盛，繁殖能力强，适应范围广，可耐受高浓度的氮、磷。

发明内容

发明人在从事生活污水氮素、磷素的净化研究工作中发现：禾本科狼尾草属植物巨菌草，对污水中的高氮、磷具有显著地耐性和积累特征。因此本发明的目的就是针对上述污水氮素、磷素净化不足、人工湿地植物缺乏的问题，提供一种新的植物品种巨菌草在人工湿地中净化生活污水的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采样的技术方案如下：

巨菌草在净化污水中氮、磷的应用，每年三月将育好的狼尾草属植物巨菌草幼苗，高28-30cm，直接移栽于高氮、磷的生活污水人工湿地处理系统中，株距60-100cm，行距80-120cm；待巨菌草生长270-280天后，收割巨菌草地上部分，并留根发芽，伐蔸高约15cm，以便达到连续积累污水中氮、磷的目的。

现有技术相比，本发明的有益效果是：

发明人通过试验研究发现，巨菌草对氮、磷具有显著的积累特性，可以在有效利用生活污水中氮、磷营养的同时永久持续净化污水中高含量的氮、磷；巨菌草植株高大、生长迅速、生物量大，且环境适应性强，可以直接作为绿肥施用到农田；巨菌草作为生物质能源草，可以发电、生产沼气等，易于植物修复后期处理；巨菌草种植技术简单，成本低廉。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1  模拟人工湿地污水处理试验

本试验于三月开始，试验地点设在四川农业大学成都校区试验场，采用模拟人工湿地的方法，将禾本科狼尾草属植物巨菌草幼苗高28-30cm移栽于模拟人工湿地池内，株距80cm、行距100cm，池中铺设直径2-4cm左右的砾石，厚度为25cm，其上铺厚度为5cm的沙层。

试验共设置2个处理，包括低浓度污水处理和高浓度污水处理。低浓度污水中N和P的含量分别为N:21.00mg kg^-1和P:5.24mgkg^-1，高浓度污水中N和P的含量分别为N:105.00mg kg^-1和P:26.20mg kg^-1。

巨菌草在网室大棚内栽培。当年十一月采收样品，伐蔸高度约15cm。收获后测定巨菌草的生物量(干重)以及地上部分的氮、磷含量如表1：

表1不同模拟污水处理浓度下巨菌草对氮、磷的积累特征

根据测定得到的巨菌草各项指标可以推算出该植物的平均亩产量(干重)以及对氮、磷的亩移除量如表2：

表2模拟人工湿地中巨菌草的亩产量及对氮、磷的亩积累量