CN104986861B - 一种用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物配置方法，具体涉及一种用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，在火电厂周围引种、驯化兼景观性和高效净化作用的植物，组合成人工潜流湿地处理系统；经过驯化后筛选得到的兼景观性和高效净化作用的植物包括：芦苇、茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉。本发明在针对火电厂污水一般特性的基础上，对有机物、重金属的净化效果显著。本发明的人工湿地植物具有很好的耐受性，在净化废水的同时，兼有一定的经济性。本发明考虑到植物的季相变化，丰富了四季的配置，保证了景观性和污水处理的持续性。

Description

一种用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法

技术领域

本发明涉及一种植物配置方法，具体涉及一种用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法。

背景技术

我国是燃煤大国，一次能源消费中煤炭占65%以上。大量的煤炭用于火力发电，产生了数量可观的工业废水。火电厂每年排出的大量废水，主要含有一定量的无机金属离子和少量的有机物（油）。这些金属离子进入水体后，极容易被生物富集，最终危害人体健康。为使排放达标，电厂往往需要投入巨额资金用于设备的建设与运行。目前电厂常用的污水处理方法运行繁琐，耗资巨大，给电厂带来不小的经济负担。所以，一种经济有效而又环境友好的污水净化方案就显得至关重要。

人工湿地作为一种为处理污水而利用工程手段模拟自然湿地建造的湿地系统，具有净化效果好、投资低、生态友好等特点。其中潜流式人工湿地技术水力负荷和污染负荷大，对COD、SS和重金属等污染物的去除效果稳定，是目前研究和应用最为成熟的一种人工湿地系统。我国潜流式人工湿地技术也进入了快速发展的阶段，大量潜流式人工湿地建设并应用于生产，积累了丰富的经验。但针对燃煤电厂这一污染大户的技术研究却相对缺乏。当前潜流式人工湿地用于工业污水净化的植物选择常见有水葱、山姜、香蒲、菖蒲、野茭等，这些植物美观性不足，季节性变化大，种植时间长易发生基质堵塞影响净化效果，对重金属的吸附能力有限，且以某种植物为单位的地块种植，净化效果单一。随着当前燃煤电厂的大量上马和污水排放的急剧增长，环境的承载能力正在经受严峻的挑战。结合电厂的实际情况，寻求一种投资少、效果好又适应当前生态友好要求的解决方法就显得迫在眉睫。申请者通过走访电厂和对沈阳周边湿地的调查，应用试验模拟等方法，筛选出一种新的植物组合，兼顾实用性和景观性，为燃煤电厂污水生态处理技术的应用提供技术保障。

发明内容

本发明的目的是针对现有潜流式人工湿地工业废水处理技术的不足和对燃煤电厂这一特定污染源的研究缺乏，筛选出一种投资少、效果好、生态友好的新型植物种类并进行合理配置，为人工湿地技术在燃煤电厂污水处理领域的应用提供技术支持。

为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：

一种用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，在火电厂周围引种、驯化兼景观性和高效净化作用的植物，组合成人工潜流湿地处理系统；经过驯化后筛选得到的兼景观性和高效净化作用的植物包括：芦苇、茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉。

在火电厂污水排放入河口处拓展一块人工湿地，将筛选得到的植物种植在湿地中，种植结束后对植物进行阶段性维护和管理。

进一步的，在火电厂周围构建潜流式人工湿地作为缓冲地带，选用的填料由上至下依次添加砾石层和粗砂层，其中砾石粒径3~5cm，粗砂粒径1~2cm，填料上层为20~30cm厚的土壤层。

进一步的，植物的布置方式：中心区域以芦苇为主，按水流方向种植宽度大致为湿地宽度的30%~40%，其他植物每平米种植的茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉单体个数按2株、1株、1株、1株、3株和1株随机布置。

所述的驯化方法为：将植物置于人工湿地污染环境中，使用燃煤电厂排放的污水，使其逐渐适应污染环境，不适应的植物在驯化过程中死亡，驯化后的植物重新组合即形成了新的植物组合。

所述的驯化为选择水生植物作为潜流式人工湿地植物物种的考察对象，考察植物的耐污性和耐寒性，进行植物筛选。

耐污性植物的筛选标准为污染物的去除效果≥65%，所述的污染物包括重金属。

耐寒性织物的筛选标准为在0℃以下植物可存活至少20天，筛选植物需保证冬季至少有5种同时存活。

所选的植物还需满足基质酶活性标准，即脲酶和磷酸酶活性≥2.5mg·g^-1·d^-1。

进一步的，植物组合的配置可任意组合种植，可用于目前在用的任何形式的人工湿地基质上种植。

本发明的基本原理：植物是人工湿地的重要组成部分，在系统中起着关键作用，主要表现在植物根系向基质中释放氧气，植物根系固定植物床，改变水力传导能力，创造生物共生条件，根系分泌物杀死病原菌以及植物的景观美学作用等方面。由于植物种类配置的不同和污水浓度的不断变化等特性，人工湿地的各种特性与功能也会随之改变，从而影响植物的处理效果和景观效果。本专利试图从植物着手，在大型人工湿地实际运行工程、人工湿地中试系统和人工湿地微系统三个尺度上，将实验与实践相结合，在人工湿地系统中研究植物筛选、植物配置、植物的作用、植物的生长过程中人工湿地污水处理规律及人工湿地污水处理昼夜变化规律等。进而集成一套行之有效的人工湿地植物筛选、配置和管理的技术。

本发明的用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法引种驯化兼景观性和高效净化作用的植物组合成的人工潜流湿地处理系统，选用7种水生植物包括芦苇、茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉。本发明的人工湿地选用的植物，是经过精心选择、长期驯化，来自天然生长的水生植物。人工湿地具有很好的兼容性，植物获取简单，管理方便，可适应于各种类型的人工湿地床。人工湿地植物的选取，类型的选择，是在针对火电厂污水一般特性的基础上，对有机物、重金属的净化效果显著。本发明的人工湿地植物具有很好的耐受性，在净化废水的同时，兼有一定的经济性。本发明考虑到植物的季相变化，丰富了四季的配置，保证了景观性和污水处理的持续性。

本发明通过人工湿地净化火电厂污水，优化环境，节省成本；使用寿命长，施工方便，易于种植和维护；能在目前运行的任何人工湿地基质上种植，可与野生湿地自然衔接；净化效果好，适用于当前燃煤电厂的污水处理，且经过实际应用验证，效果明显；系统受气候影响较小，无恶臭；在净化环境的同时可美化环境。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明实施1的实施地点选于国电康平某发电机组位于沈阳市康平县，境内卧龙湖湿地于2000年初由于各方面原因蒸发殆尽，现虽部分恢复，但仍有可能继续退化。该发电机组用水主要通过沈阳市北部污水处理厂处理后的污水部分进行深度处理，并通过管道输送供应。该机组运行后，每天向卧龙湖补水约8000吨，全年补水约292万吨。

为保证向卧龙湖湿地注水的品质，避免对湿地造成污染，在注入卧龙湖湿地前，特别构建了一处长条形（50m×1000m）潜流式人工湿地作为缓冲地带，选用的填料由上至下依次添加砾石层和粗砂层，其中砾石粒径3~5cm，粗砂粒径1~2cm，填料上层为20~30cm厚的土壤层。湿地植物配置采用经筛选驯化的芦苇、茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉植物。

根据植物的生理特性、景观性及试验模拟验证，植物的布置方式：中心区域以芦苇为主，按水流方向种植宽度大致为湿地宽度的30%~40%，其他植物每平米种植的茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉单体个数按2株、1株、1株、1株、3株和1株随机布置。种植季节为每年4月份。

植物的管理维护：安排固定人员对湿地植物进行管理维护，主要包括去除杂草和经济性植物的收割等。

2014年10月对现场植物生长状况的观察和水质的分析表明，湿地生物具有较好的生长完整性，经湿地净化后进入卧龙湖的水质完全满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的要求，充分说明此人工湿地的植物配置方法对火电厂污水净化具有明显的效果。水质分析见表1。

表1 人工湿地净化后水质分析表

分析项目	单位	数据
			pH		6.85
全硬度	mmol/L	0.03
			钙硬度	mmol/L	0.02
全碱度	mmol/L	0.08
			重碳酸根	mmol/L	0.08
硅酸根	mg/L	1.7
			氯根	mg/L	3.5
硫酸根	mg/L	5.1
			铁离子	μg/L	11
铜离子	μg/L	0.4
			钠离子	mg/L	5.1
导电率	μs/cm	23
			ZD	NTU	＜0.2

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，其特征在于：在火电厂周围引种、驯化兼景观性和高效净化作用的植物，组合成人工潜流湿地处理系统；经过驯化后筛选得到的兼景观性和高效净化作用的植物包括：芦苇、茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉；在火电厂污水排放入河口处拓展一块人工湿地，将筛选得到的植物种植在湿地中，种植结束后对植物进行阶段性维护和管理；在火电厂周围构建潜流式人工湿地作为缓冲地带，选用的填料由上至下依次添加砾石层和粗砂层，其中砾石粒径3~5cm，粗砂粒径1~2cm，填料上层为20~30cm厚的土壤层；植物的布置方式：中心区域以芦苇为主，按水流方向种植宽度大致为湿地宽度的30%~40%，其他植物每平米种植的茭白、水芹、金盏菊、凤眼莲、灯芯草和美人蕉单体个数按2株、1株、1株、1株、3株和1株随机布置。

2.如权利要求1所述的用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，其特征在于：所述的驯化方法为：将植物置于人工湿地污染环境中，使用燃煤电厂排放的污水，使其逐渐适应污染环境，不适应的植物在驯化过程中死亡，驯化后的植物重新组合即形成了新的植物组合。

3.如权利要求2所述的用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，其特征在于：所述的驯化为选择水生植物作为潜流式人工湿地植物物种的考察对象，考察植物的耐污性和耐寒性，进行植物筛选。

4.如权利要求2所述的用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，其特征在于：耐污性植物的筛选标准为污染物的去除效果≥65%，所述的污染物包括重金属。

5.如权利要求2所述的用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，其特征在于：耐寒性织物的筛选标准为在0℃以下植物可存活至少20天，筛选植物需保证冬季至少有5种同时存活。

6.如权利要求2所述的用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，其特征在于：所选的植物还需满足基质酶活性标准，即脲酶和磷酸酶活性≥2.5mg·g^-1·d^-1。

7.如权利要求1所述的用于火电厂污水净化的潜流式人工湿地植物配置方法，其特征在于：植物组合的配置可任意组合种植，可用于目前在用的任何形式的人工湿地基质上种植。