CN101967021A

CN101967021A - 齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用

Info

Publication number: CN101967021A
Application number: CN2010105012859A
Authority: CN
Inventors: 王岩; 张彩莹; 李顺义; 王妍艳; 卢阿虔
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2010-10-09
Filing date: 2010-10-09
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2030-10-09
Also published as: CN101967021B

Abstract

本发明涉及一种齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用，具体包括以下步骤：在潜流人工湿地填料床上栽种齿果酸模，形成潜流人工湿地系统，引入畜禽养殖废水利用该湿地系统对畜禽养殖废水进行处理。经长期大量的试验研究过程中发现齿果酸模能有效降低畜禽养殖废水中的CODcr、氨氮、总磷、总氮等污染物的含量，并能耐受较高的污染物浓度，可用于净化畜禽养殖废水，因此，本发明是针对上述人工湿地处理技术中植物品种资源不足的问题，提供一种新的可用于处理畜禽养殖废水污染的植物资源。本发明提供的植物资源具有种植成本低、运行费用低、效果好、可操作性强等特点。

Description

齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用

技术领域

本发明涉及一种齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用，属于畜禽养殖废水生物降解处理技术领域。

背景技术

随着畜牧业的迅速发展，我国畜禽养殖业特别是集约化和规模化的养殖业已成为我国环境污染的主要来源之一。由于养殖业废水具有有机物、N、P含量高和兽药残留高等特点，因此在实际生产中必须采用好氧、厌氧和自然处理等技术相结合的方式来处理养殖业废水。近年来，随着能源问题的日益突出，人们又将生物质能源的开发利用和养殖业废水处理工艺相结合来提高废水处理的经济效益，经过处理后的废水COD尽管可以达标，但是其N、P含量仍无法达到排放标准（《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001））。对于N、P不达标的废水尽管可以用于农田灌溉、冲洗圈舍等，但由于农业用水具有非连续性、季节性和有限性等特点，仍有大部分废水需要直接向自然水体排放，这就是造成农村面源污染的主要来源之一。排放的废水要想完全达标，不仅处理设施建设规模大，而且投资和运行费用高，那么对于我国微利经营的众多养殖企业来讲显然无法承受。考虑到养殖业废水的特殊性和我国养殖业微利经营的特点，照抄或照搬工业或城市污水处理方式均不符合我国畜牧业的国情。

人工湿地处理技术作为一种新型生态污水净化处理方法，其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，从而使水质得到净化。人工湿地不仅能有效去除污水中的悬浮物、有机污染物、氮和磷等，而且能有效去除病原菌、重金属、藻毒素等外源生物活性物质，具有建设成本低、耗能少、运行费用低和效果好且不造成二次污染等多种特性，不仅有较高的氮、磷去除率，还具有美化环境的功效。该技术具有经济投入少、运行成本低、工艺简捷、运行稳定、处理效果好等特点。

20世纪80年代末和90年代初，国际上曾就人工湿地先后召开过四次专题研讨会。提出了人工湿地的有关净化机理和一些可供参考的设计规范和数据，标志着人工湿地作为一种独具特色的污水处理技术进入水污染控制领域。近年来，人工湿地的工程应用和净化机理等研究越来越受到人们的重视。随着水污染成为全世界人们所要面临的最严重的环境问题之一，人工湿地因其独特的优势得到了长远发展。

人工湿地处理技术水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置。如何选择和搭配适宜的湿地植物，并且将其应用于不同类型的湿地系统中成为我们在营建人工湿地前必须思考的问题。

湿地植物是人工湿地的重要组成部分。研究认为：湿地植物不仅直接吸收利用污水中的营养物质和富集重金属等有害物质，还能输送氧气到根区，满足根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求，促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用。

齿果酸模(Rumex dentatus Linn.)，俗称高杆菠菜，一年或多年生草本，蓼科酸模属植物，茎直立，高1-1.5m左右，自基部分枝，枝斜上，具浅沟槽。茎下部叶片长圆形或长椭圆形，顶端圆钝或急尖，基部圆形或浅心形，边缘浅波状，茎生叶较小。花序总状，顶生和腋生；花序上通常有叶，花簇呈轮状排列；花小，两性，黄绿色；花梗基部有关节；瘦果卵形，有3锐棱，长2-2.5毫米，褐色、平滑、光亮。花期4-5月，果期6-7月。该植物在自然界分布广泛，抗逆性强，生长速度快，产量可观。饲用测定指标上，其营养价值十分接近苜蓿。其根和叶中含结合及游离的大黄酚、大黄素、植物甾醇、植物甾醇酯和游离脂肪酸等。味苦，性寒，根叶可入药，主要功效为清热解毒，杀虫止痒。主治乳痈，疮疡肿毒，疥癣等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用。

本发明的齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用具体包括以下步骤：在潜流人工湿地填料床上栽种齿果酸模，形成潜流人工湿地系统，引入畜禽养殖废水利用该湿地系统对畜禽养殖废水进行处理。

本发明的应用具体步骤如下：

(1)育苗：自然条件下，将收获的齿果酸模的种子直接撒播在育苗床上；

(2)移栽：自然条件下，将挖出的齿果酸模幼苗根部泥土洗掉直接栽至潜流人工湿地填料床上；保持50cm高的水位7天；

(3)利用齿果酸模处理畜禽养殖废水：使畜禽养殖废水流入种植有齿果酸模的潜流人工湿地系统进行处理。保持45cm高的水位运行。

所述步骤(2)中的潜流人工湿地填料床包括三层：最下层由直径范围为30~40mm砾石和灰砖块按1:1的比例混合、厚度250mm，中间层由直径范围为20~30mm的砾石和灰砖块按1:1的比例混合，厚度200mm，最上层铺设厚度为100mm的基质层，直径范围为5~10mm。

经长期大量的试验研究过程中发现齿果酸模能有效降低畜禽养殖废水中的CODcr、氨氮、总磷、总氮等污染物的含量，并能耐受较高的污染物浓度，可用于净化畜禽养殖废水，因此，本发明是针对上述人工湿地处理技术中植物品种资源不足的问题，提供一种新的可用于处理畜禽养殖废水污染的植物资源。本发明提供的植物资源具有种植成本低、运行费用低、效果好、可操作性强等特点。

齿果酸模的生命力非常旺盛，耐低温，易成活，可进行直接移栽或种子直播。在自然条件下即可存活，在其整个生长过程中不需要进行特殊管理。

利用齿果酸模对畜禽养殖废水中的CODcr、总磷、总氮、氨氮等污染物进行吸附和去除，达到净化畜禽养殖废水的目的。

本发明用于处理畜禽养殖废水的齿果酸模，为蓼科酸模属二年生草本植物，在中原地区，能越冬、较耐寒。其生命力非常旺盛，易成活，可进行直接移栽，在自然条件下即可存活，在其整个生长过程中不需要进行特殊管理。

本发明的齿果酸模对畜禽养殖废水污染物浓度有较强的耐受性，对废水中的CODcr、总磷、总氮、氨氮等污染物具有显著的吸附和去除特性，并充分利用这种特性，将其种植于处理畜禽养殖废水潜流人工湿地中，吸收积累畜禽养殖废水中CODcr、总磷、总氮、氨氮等污染物，待形成一定生物量时，就可达到减少畜禽养殖废水中CODcr、总磷、总氮、氨氮等污染物的目的，进一步净化畜禽养殖废水。

通过定期对种植了齿果酸模的畜禽养殖废水采集水样对其水质进行测定，充分证明齿果酸模能有效降低畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODcr等污染物的含量，从而净化畜禽养殖废水。

本发明为畜禽养殖废水污染的处理开发了新的植物资源品种，为人工湿地处理畜禽养殖废水的湿地植物深入研究带来了新的发展空间。采用本发明的技术方案成本低、运行费用低、效果好、可操作性强。同时，齿果酸模可作饲料资源，并具有清热解毒，杀虫止痒的功效。因此，本发明将齿果酸模用于处理畜禽养殖废水，通过在畜禽养殖废水污染的环境中大量种植齿果酸模，可以充分合理的利用资源，实现一物多用。

附图说明

图1齿果酸模对废水中CODcr的处理效果图；

图2齿果酸模对废水中TP的处理效果图；

图3齿果酸模对废水中TN的处理效果图；

图4齿果酸模对废水中NH₄ ^十-N的处理效果图。

具体实施方式

实施例1

本实施例为基质栽培法盆栽齿果酸模处理畜禽养殖废水的方法，其具体作法为：

(1)直接移栽齿果酸模：

自然条件下，将株高20cm左右的齿果酸模幼苗根部泥土洗掉直接移栽至上口径21cm、下口径14cm、深18cm的花盆中，花盆中放置粒径5~10mm沙砾和珍珠岩（2:1）混合物，花盆底部有孔；将花盆放置在塑料桶（上口径32cm，下口径24cm，深28cm）中，每桶注入9升污水，水位距花盆上沿5cm。盆栽齿果酸模植株的数目为1株／桶。

(2)稳定植株：

自然条件下，用稀释的养殖废水（以NH₄ ⁺-N为依据：100mg/L左右）稳定植株10天；

(3)利用盆栽齿果酸模处理畜禽养殖废水：

待植株稳定后，定期浇灌畜禽养殖废水，利用盆栽齿果酸模处理畜禽养殖废水。并采集水样及测定其水质指标(其中最佳水力停留时间为7天)；

在整个试验阶段，齿果酸模对畜禽养殖废水中CODcr、总磷、总氮、氨氮的平均净化效率分别为：74.30％、78.43％、71.73％、75.91％；其CODcr、总磷、总氮、氨氮等污染物的进水和出水浓度见附图1至图4。(各污染物的测定和计算均参照国家标准测定方法)

实施例2

本实施例为利用齿果酸模潜流人工湿地处理畜禽养殖废水的方法，其具体作法为：

(1)直接移栽齿果酸模：

自然条件下，将株高20cm左右齿果酸模幼苗根部泥土洗掉直接移栽至潜流人工湿地填料床上；30株/m²左右。

(2)稳定植株：

自然条件下，保持50cm的水位稳定移栽齿果酸模植株7天；

(3)利用齿果酸模潜流人工湿地处理畜禽养殖废水：

使畜禽养殖废水流入种植有齿果酸模的潜流人工湿地系统中进行处理。保持45cm高的水位运行。

步骤(1)中所述潜流人工湿地填料床包括三层：最下层由直径范围为30~40mm砾石和灰砖块（1:1）混合、厚度250mm，中间层由直径范围为20~30mm的砾石和灰砖块（1:1）混合，厚度200mm，最上层铺设厚度为100mm的基质层（直径范围为5~10mm）。

待植株稳定后，连续进入畜禽养殖废水，利用齿果酸模人工湿地处理畜禽养殖废水。并采集水样及其进出水水质(其中最佳水力停留时间为4天)；

在整个试验阶段，湿地引入的养殖废水CODcr、总磷、总氮、氨氮的平均浓度分别是520.00mg/L，10.00 mg/L，120.00 mg/L，106.00 mg/L，齿果酸模对畜禽养殖废水中CODcr、总磷、总氮、氨氮的平均净化效率分别为：77.42％、91.42％、57.12％、58.93%。(各污染物的测定和计算均参照国家标准测定方法)通过上述实施例可见，本发明利用在畜禽养殖废水污染环境中种植齿果酸模，对去除畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODcr等污染物具有显著的效果，从而达到净化畜禽养殖废水污染的目的。

Claims

1.一种齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用。

2.根据权利要求1所述的齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：具体包括以下步骤：在潜流人工湿地填料床上栽种齿果酸模，形成潜流人工湿地系统，引入畜禽养殖废水利用该湿地系统对畜禽养殖废水进行处理。

3.根据权利要求1的齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：具体步骤如下：

(2)移栽：自然条件下，将挖出的齿果酸模幼苗根部泥土洗掉直接栽至潜流人工湿地填料床上；

(3)利用齿果酸模处理畜禽养殖废水：使畜禽养殖废水流入种植有齿果酸模的潜流人工湿地系统进行处理。

4.根据权利要求3所述的齿果酸模在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：所述步骤(2)中的潜流人工湿地填料床包括三层：最下层由直径范围为30~40mm砾石和灰砖块按1:1的比例混合、厚度250mm，中间层由直径范围为20~30mm的砾石和灰砖块按1:1的比例混合，厚度200mm，最上层铺设厚度为100mm的基质层，直径范围为5~10mm。