CN110683653A - 一种用于水生植物污水处理方法 - Google Patents

一种用于水生植物污水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水处理领域，具体公开了一种用于水生植物污水处理方法,包括以下步骤，S1、选择水生植物的种植区域，使得水生植物距离污水排水口的距离为15至50米，水体透明度为大于水深的80％；S2、搭建平台，将水生植物种植在平台上；S3、在距离所述平台的边界的距离为10至30米，标记边界线；S4、通过无人机拍摄获取该种植区域的图片，判断水生植物的生长区域与所述边界线的重合比率，若所述重合比率低于50％，则在所述平台的外围设置隔离装置，若所述重合比率为高于95％，则对所述水生植物进行裁剪，本发明通过无人机影像判断水生植物的生长状况，能够对水生植物进行保护并防止泛滥，避免对环境的次生污染以及资源的浪费。

Description

一种用于水生植物污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种用于水生植物污水处理方法。
背景技术
水生植物，是指生长在水中的植物，它们对于污染物具有较好的净化作用，如对污染物进行降解、吸附、吸收等，从而达到污水净化的效果。水生植物可以对重金属进行净化，部分水生植物对富营养化水体中的氮、磷等有净化作用，此外，通过植物根系释放氧气，有利于氨氮消化，达到水体净化的目的。水生植物和藻类在光能的利用上存在竞争，在营养物质的吸收上，藻类会抑制其对营养的吸收。同时，水生植物由于自身个体大，生命周期长，在吸收和储存营养物质等方面也具备明显的优势，这样就可以对藻类的生长起到一定的抑制作用。水生植物还可以分泌抑制藻类生长的物质，破坏藻类的正常生理代谢，对藻类进行抑制，甚至迫使藻类死亡，都可以防止藻类带来的毒素对水体进行污染。现有的用于水生植物污水处理的方法，在需要净化的区域种植水生植物，缺乏科学的管理和调控，会出现水生植物泛滥造成水域堵塞的现象，或者，由于水体污染严重，水生植物不能及时净化而造成水生植物大量死亡的现象，从而造成环境的次生污染以及资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的水生植物污水处理过程中缺乏科学的管理和调控，容易造成环境的次生污染以及资源的浪费的缺点，而提出的一种用于水生植物污水处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于水生植物污水处理方法，包括以下步骤，
步骤S1、选择水生植物的种植区域，使得水生植物距离污水排水口的距离为15至50米，水体透明度为大于水深的80％；
步骤S2、搭建平台，将水生植物种植在平台上；
步骤S3、在距离所述平台的边界的距离为10至30米，标记边界线；
步骤S4、通过无人机拍摄获取该种植区域的图片，判断水生植物的生长区域与所述边界线的重合比率，若所述重合比率低于50％，则在所述平台的外围设置隔离装置，若所述重合比率为高于95％，则对所述水生植物进行裁剪。
优选的，所述步骤S2中的水生植物包括沉水植物、挺水植物以及漂浮植物中的一种或者多种，所述沉水植物包括菹草、伊乐藻、金鱼藻、轮叶黑藻、苦草、水车前、狐尾藻、小眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、马来眼子菜中的一种或多种，所述挺水植物如包括鸭舌草、香蒲、泽泻、菰、南荻、芦苇中的一种或多种，所述漂浮植物包括水蕹菜、水鳖、金银莲花、空心莲子草、水葫芦中的一种或多种。
优选的，所述沉水植物种植密度为1或10或20或30或40或50或60或70或80或90或100或110或120或130或140或150株/m2，所述挺水植物种植密度为1或5或9或16或22或28或36株/m2，所述漂浮植物种植密度为1或10或20或30或40或50株/m2。
优选的，所述水生植物进行性状挑选，所述沉水植物的的物候期范围为100至250天、花期范围为60至180天、株高范围为50至200厘米、茎直径范围为0.1至5.5毫米、比叶面积范围为50至150平方米每千克干重、叶干物质比重范围为40至180毫克每克干重、叶厚范围为0.08至1毫米、茎干物质比重范围为25至220毫克每克干重；所述挺水植物的物候期范围为150至300天、花期范围为20至180天、株高范围为10至150厘米、茎直径范围为2至30毫米、比叶面积范围为10至80平方米每千克干重、叶干物质比重范围为100至400毫克每克干重、叶厚范围为0.1至2毫米、茎干物质比重范围为40至320毫克每克干重，所述漂浮植物的物候期范围为200至300天、花期范围为50至200天、株高范围为5至150厘米、茎直径范围为1至10毫米、比叶面积范围为10至60平方米每千克干重、叶干物质比重范围为80至200毫克每克干重、叶厚范围为0.15至1毫米、茎干物质比重范围为40至150毫克每克干重。
优选的，所述步骤S3中的边界线通过支架与所述平台连接，所述边界线包括透明基板和反光层，所述反光层设置在所述透明基板的顶端，所述反光层为玻璃微珠层,玻璃微珠具有高折射率,能够在步骤S4中无人机航拍后的图片中凸显出来。
优选的，所述透明基板与反光层之间还设置有半透明有色面漆层和粘合层，所述半透明有色面漆层涂敷在所述透明基板上，所述半透明有色面漆层通过粘合层与所述玻璃微珠层连接。
优选的，所述边界线的数量具有多个，所述边界线沿所述种植区域的中心向外均匀分布，周期性地实施步骤S4并计算各个边界线上与水生植物的重合比率，将不同时间同一边界线上的重合比率作差，该差值超过设定阈值，则在所述平台的外围设置所述隔离装置。
优选的，所述隔离装置包括第一隔离网、第二隔离网以及设置在所述第一隔离网和所述第二隔离网之间的过滤材料。
优选的，所述过滤材料包括滤棉、活性炭、吸氨石、清水剂、生化球、珊瑚砂中的一种或多种。
本发明还提供一种如上述方案所述的用于水生植物污水处理方法所用的装置，其特征在于，包括水生植物、用于种植水生植物的平台、与所述平台连接的边界线以及无人机航拍系统，所述边界线距离所述平台的边界的距离为10至30米，所述边界线包括与所述平台连接的透明基板、涂敷在所述透明基板上的半透明有色面漆层、粘合层以及玻璃微珠层，所述半透明有色面漆层通过所述粘合层与所述玻璃微珠层连接。
本发明的有益效果是：
本发明通过无人机拍摄获取该种植区域的图片，判断水生植物的生长区域与所述边界线的重合比率，若所述重合比率低于50％，则在所述平台的外围设置隔离装置，用以保护水生植物，若所述重合比率为高于95％，则对所述水生植物进行裁剪，防止水生植物泛滥，能够对水生植物处理污水的过程进行科学的管理和调控，避免对环境的次生污染以及资源的浪费。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于水生植物污水处理方法的逻辑框图；
图2为本发明提出的一种用于水生植物污水处理方法的中的边界线的结构示意图。
图中：1透明基板、2半透明有色面漆层、3粘合层、4反光层。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1-2，一种用于水生植物污水处理方法，包括以下步骤：
实施例一：
步骤S1、选择水生植物的种植区域，使得水生植物距离污水排水口的距离为15至50米，水生植物能够对污水排水口排除的污水进行最大效果的净化。水体透明度为大于水深的80％，便于后续对位于水体内的挺水植物和沉水植物进行观察和分析。
步骤S2、搭建平台，将水生植物种植在平台上，水生植物包括沉水植物、挺水植物以及漂浮植物中的一种或者多种，所述沉水植物包括菹草、伊乐藻、金鱼藻、轮叶黑藻、苦草、水车前、狐尾藻、小眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、马来眼子菜中的一种或多种，所述挺水植物如包括鸭舌草、香蒲、泽泻、菰、南荻、芦苇中的一种或多种，所述漂浮植物包括水蕹菜、水鳖、金银莲花、空心莲子草、水葫芦中的一种或多种。
所述沉水植物种植密度为1或10或20或30或40或50或60或70或80或90或100或110或120或130或140或150株/m2，所述挺水植物种植密度为1或5或9或16或22或28或36株/m2，所述漂浮植物种植密度为1或10或20或30或40或50株/m2。
可以理解地，在种植所述水生植物之前，需要对所述水生植物进行性状挑选，一般的，所述沉水植物的的物候期范围为100至250天、花期范围为60至180天、株高范围为50至200厘米、茎直径范围为0.1至5.5毫米、比叶面积范围为50至150平方米每千克干重、叶干物质比重范围为40至180毫克每克干重、叶厚范围为0.08至1毫米、茎干物质比重范围为25至220毫克每克干重；所述挺水植物的物候期范围为150至300天、花期范围为20至180天、株高范围为10至150厘米、茎直径范围为2至30毫米、比叶面积范围为10至80平方米每千克干重、叶干物质比重范围为100至400毫克每克干重、叶厚范围为0.1至2毫米、茎干物质比重范围为40至320毫克每克干重，所述漂浮植物的物候期范围为200至300天、花期范围为50至200天、株高范围为5至150厘米、茎直径范围为1至10毫米、比叶面积范围为10至60平方米每千克干重、叶干物质比重范围为80至200毫克每克干重、叶厚范围为0.15至1毫米、茎干物质比重范围为40至150毫克每克干重。
步骤S3、在距离所述平台的边界的距离为10至30米，标记边界线。
所述步骤S3中的边界线通过支架与所述平台连接，所述边界线包括透明基板和反光层，所述反光层设置在所述透明基板的顶端，所述反光层为玻璃微珠层,玻璃微珠具有高折射率,能够在步骤S4中无人机航拍后的图片中凸显出来，能够提高后续计算重合比率的精度。
优选的，所述透明基板与反光层之间还设置有半透明有色面漆层和粘合层，所述半透明有色面漆层涂敷在所述透明基板上，所述半透明有色面漆层通过粘合层与所述玻璃微珠层连接，半透明有色面漆层能够进一步提高后续无人机拍摄图片上反光层的辨识度。
步骤S4、通过无人机拍摄获取该种植区域的图片，判断水生植物的生长区域与所述边界线的重合比率，若所述重合比率低于50％，则在所述平台的外围设置隔离装置，若所述重合比率为高于95％，则对所述水生植物进行裁剪。
具体的，首先对无人机拍摄获取的图像进行预处理，预处理包括几何精校正、配准、图像镶嵌与裁剪、去云及阴影处理和光谱归一化。对预处理完后的图像判断水生植物的色值，判断水生植物的区域。判断的方式需要首先通过操作员人工判断水生植物的区域，然后将该区域的图像信息归入水生植物的属性。
可以理解地，所述无人机拍摄的图像可以为可见光也可以为特定波段的图像。
具体的，所述隔离装置包括第一隔离网、第二隔离网以及设置在所述第一隔离网和所述第二隔离网之间的过滤材料。所述过滤材料包括滤棉、活性炭、吸氨石、清水剂、生化球、珊瑚砂中的一种或多种。隔离装置能够对即将进入平台内的污水进行预净化，防止污染严重的污水直接进入平台内，在平台内的水生植物没有成长至一定规模且不能对污水进行有效的净化时，对水生植物进行保护。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于，所述边界线的数量具有多个，所述边界线沿所述种植区域的中心向外均匀分布，周期性地实施步骤S4并计算各个边界线上与水生植物的重合比率，将不同时间同一边界线上的重合比率作差，该差值超过设定阈值，说明水生植物在平台内的生长规模具有减小的趋势，则在所述平台的外围设置所述隔离装置。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤S1、选择水生植物的种植区域，使得水生植物距离污水排水口的距离为15至50米，水体透明度为大于水深的80％；
步骤S2、搭建平台，将水生植物种植在平台上；
步骤S3、在距离所述平台的边界的距离为10至30米，标记边界线；
步骤S4、通过无人机拍摄获取该种植区域的图片，判断水生植物的生长区域与所述边界线的重合比率，若所述重合比率低于50％，则在所述平台的外围设置隔离装置，若所述重合比率为高于95％，则对所述水生植物进行裁剪。
2.根据权利要求1所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述步骤S2中的水生植物包括沉水植物、挺水植物以及漂浮植物中的一种或者多种，所述沉水植物包括菹草、伊乐藻、金鱼藻、轮叶黑藻、苦草、水车前、狐尾藻、小眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、马来眼子菜中的一种或多种，所述挺水植物如包括鸭舌草、香蒲、泽泻、菰、南荻、芦苇中的一种或多种，所述漂浮植物包括水蕹菜、水鳖、金银莲花、空心莲子草、水葫芦中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述沉水植物种植密度为1或10或20或30或40或50或60或70或80或90或100或110或120或130或140或150株/m2，所述挺水植物种植密度为1或5或9或16或22或28或36株/m2，所述漂浮植物种植密度为1或10或20或30或40或50株/m2。
4.根据权利要求2所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述水生植物进行性状挑选，所述沉水植物的的物候期范围为100至250天、花期范围为60至180天、株高范围为50至200厘米、茎直径范围为0.1至5.5毫米、比叶面积范围为50至150平方米每千克干重、叶干物质比重范围为40至180毫克每克干重、叶厚范围为0.08至1毫米、茎干物质比重范围为25至220毫克每克干重；所述挺水植物的物候期范围为150至300天、花期范围为20至180天、株高范围为10至150厘米、茎直径范围为2至30毫米、比叶面积范围为10至80平方米每千克干重、叶干物质比重范围为100至400毫克每克干重、叶厚范围为0.1至2毫米、茎干物质比重范围为40至320毫克每克干重，所述漂浮植物的物候期范围为200至300天、花期范围为50至200天、株高范围为5至150厘米、茎直径范围为1至10毫米、比叶面积范围为10至60平方米每千克干重、叶干物质比重范围为80至200毫克每克干重、叶厚范围为0.15至1毫米、茎干物质比重范围为40至150毫克每克干重。
5.根据权利要求1所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述步骤S3中的边界线通过支架与所述平台连接，所述边界线包括透明基板和反光层，所述反光层设置在所述透明基板的顶端，所述反光层为玻璃微珠层,玻璃微珠具有高折射率,能够在步骤S4中无人机航拍后的图片中凸显出来。
6.根据权利要求5所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述透明基板与反光层之间还设置有半透明有色面漆层和粘合层，所述半透明有色面漆层涂敷在所述透明基板上，所述半透明有色面漆层通过粘合层与所述玻璃微珠层连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述边界线的数量具有多个，所述边界线沿所述种植区域的中心向外均匀分布，周期性地实施步骤S4并计算各个边界线上与水生植物的重合比率，将不同时间同一边界线上的重合比率作差，该差值超过设定阈值，则在所述平台的外围设置所述隔离装置。
8.根据权利要求1所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述隔离装置包括第一隔离网、第二隔离网以及设置在所述第一隔离网和所述第二隔离网之间的过滤材料。
9.根据权利要求8所述的一种用于水生植物污水处理方法，其特征在于，所述过滤材料包括滤棉、活性炭、吸氨石、清水剂、生化球、珊瑚砂中的一种或多种。
10.一种如权利要求1所述的用于水生植物污水处理方法所用的装置，其特征在于，包括水生植物、用于种植水生植物的平台、与所述平台连接的边界线以及无人机航拍系统，所述边界线距离所述平台的边界的距离为10至30米，所述边界线包括与所述平台连接的透明基板、涂敷在所述透明基板上的半透明有色面漆层、粘合层以及玻璃微珠层，所述半透明有色面漆层通过所述粘合层与所述玻璃微珠层连接。
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