专利名称：橐吾在处理畜禽养殖废水中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及畜禽养殖废水的自然生物降解技术领域，特别涉及一种人工湿地植物
在处理畜禽养殖废水中的应用。
背景技术：
畜禽养殖废水污染具有长期性和不可逆性，其污染特点是高悬浮物、高有机物和 高氨氮，可生化性强，臭味大。 畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分，也是造成我国农村面源污染的主 要原因之一，畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题日益严重，不仅影响经济发展，而 且还危及生态安全，已成为人们普遍关注的社会问题。畜禽养殖场产生的粪便和污水造成 地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染，直接影响了人们的身体健康和正常生产生 活。目前处理畜禽养殖废水污染的方法主要有自然生物降解技术(如土壤处理、氧化塘处 理、人工湿地处理等)、厌氧处理技术(如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、升流式固体反应器 等)、好氧处理技术(如生物滤池、生物转盘、序批式活性污泥法、A/0工艺及氧化沟等)等。 这些方法都具有一定的特点，并能在一定程度上降低畜禽养殖废水的污染程度。然而，采用 厌氧或好氧的生物处理技术，其出水水质难以达到相应的排放标准，更不要说污水综合一 级排放标准，如果采用强制的物理化学措施强化处理效果，往往成本过高。自然生物降解技 术(人工湿地处理)的特点恰好能弥补养殖业经济能力有限、缺乏有一定操作与管理水平 的技术人员的局限，尤其适合地处农村地区的养殖场。采用自然生物降解技术(人工湿地 处理)强化畜禽养殖废水污染处理系统的处理效果，不失为一种适宜的处理技术。
20世纪80年代末90年代初，在美国、英国相继召开了人工湿地处理污水大会， 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系统进入环境科学领域。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。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。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，尤其在净化畜禽养殖废水污染中显示了极 大的潜力，成为近年来开始关注的研究热点。目前已用于处理畜禽养殖废水污染的植物有 风车草(Cyperus alternifolius)、黄花美人蕉(Ca皿aceaeindica var. flava)、黄花鸢 尾(Iris pseudoacorus)、菖蒲(Acorus calamus Li皿)、茭白(Zizania latifolia)、戸苹 (Phragmites australis)等。 但是，面对目前由于畜禽养殖大力发展而带来的畜禽养殖废水污染日益严重的问 题，上述可用于处理畜禽养殖废水污染的植物品种资源显得非常有限，难以满足实际需要， 仍然有待于进一步合理开发大量可用于处理畜禽养殖废水污染的植物品种资源，以适应不 同地区、不同水质土质等废水处理的需要。另外，目前大多数用于净化污水的植物为一年生草本，耐寒性差，冬季枯萎，这不但影响了冬季对畜禽养殖废水的净化效果，而且枯枝落叶 进入水中，会给水体带来新的污染，从而导致冬季对畜禽养殖废水的净化效果不理想。
橐吾(Ligularia sibirica)为多年生草本。根肉质，细而多。茎直立，高 52-110cm，最上部及花序被白色蛛丝状毛和黄褐色有节短柔毛，下部光滑，基部直径 2. 5-llmm，被枯叶柄纤维包围。丛生叶和茎下部叶具柄，柄长14-39cm，光滑，基部鞘状，叶 片卵状心形、三角状心形、肾状心形或宽心形，长3. 5-20cm，宽4. 5-29cm，先端圆形或钝， 边缘具整齐的细齿，基部心形，弯缺长为叶片的1/3至1/4，两侧裂片长圆形或近圆形，有 时具大齿，两面光滑，叶脉掌状；茎中部叶与下部者同形，具短柄，柄长3-14cm，鞘膨大，长 3-6cm ;最上部叶仅有叶鞘，鞘缘有时具齿。总状花序长4. 5-42cm，常密集；苞片卵形或卵 状披针形，下部者长达3cm，宽0. 8-2cm，向上渐小，全缘或有齿；花序梗长4-12mm，稀下部者
长达8cm;头状花序多数，辐射状；小苞片狭披针形，全缘，光滑，近膜质；总苞宽钟形、钟形
或钟状陀螺形，基部圆形，长7-14mm，宽6-llmm，总苞片7-10片，2层，披针形或长圆形，宽 2-5. 5mm，先端急尖、钝三角形或渐尖，背部光滑，边缘膜质、有时紫红色。舌状花6-10mm，黄 色，舌片倒披针形或长圆形，长10-22mm，宽3-5mm，先端钝，管部长5-10mm ;管状花多数，长 8-13mm，管部长4-7mm，冠毛白色与花冠等长。瘦果长圆形，长达10mm，光滑。花果期7-10 月。本种以土紫菀、山紫菀之名入药。生于海拔373-2200m的沼地、湿草地、河边、山坡及林 缘。 目前，橐吾由于其花期长、花漂亮，一般作为观花观叶植物。
另外，目前橐吾还作为药用，具有润肺，化痰，止咳等功效。
发明内容
本发明的发明目的在于针对上述现有技术可用于处理畜禽养殖废水污染的植物 资源不足、耐寒性差、容易对污水水体造成二次污染的问题，提供一种可用于处理废水尤其 是畜禽养殖过程中产生的废水的新的植物资源。
本发明采用的技术方案是这样的在畜禽养殖废水污染环境中，种植橐吾。
作为优选将所述的橐吾进行直接移栽种植。
作为进一步优选定期修剪清除种植的橐吾的老叶部分。 发明人在长期大量的试验研究过程中，发现橐吾能作为一种新型的人工湿地植 物，能有效降低畜禽养殖废水中的氨氮(即NH4+_N)、总磷(即TP)、总氮(即TN)、化学耗氧 量(即C0DJ、总有机碳(即TOC)等污染物的含量，主要基于在长期大量试验中发现的橐 吾对上述污水中常见的污染物的显著吸附和去除特性，于是将其应用于畜禽养殖的废水处理。
综上所述，本发明的有益效果是 1、本发明通过长期大量试验发现橐吾对畜禽养殖废水中NH4+-N、TP、TN、COD&、TOC 等污染物具有显著的吸附和去除特性，并充分利用了这种特性，将其种植于畜禽养殖废水 污染环境中，吸收积累畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、COD^等污染物，从而降低畜禽养殖 废水中NH4+-N、TP、TN、COD&、TOC等污染物的含量；待形成一定生物量时，就可达到减少畜禽 养殖废水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物的含量的目的，进一步净化畜禽养殖废水。
2、通过定期对在种植了橐吾的畜禽养殖废水中采集水样以及对其出水水质进行测定，充分证明橐吾能有效去除畜禽养殖废水中NH4+-N、TP、TN、C0Dtt、T0C等污染物的含量， 从而净化畜禽养殖废水。 3、由于橐吾本身的生命力非常旺盛，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；抗寒能力强，在冬季也可保持很好的去污 效果；同时也为畜禽养殖废水污染的处理开发了新的植物资源品种，为人工湿地植物处理 畜禽养殖废水污染的深入发展带来了新的进步和发展空间。 4、可通过定期修剪清除植物的老叶部分，防止枯枝落叶进入水体对水体造成二次
污染，保证了净水效果；并且橐吾抗寒，冬季可继续存活、生长，且自然繁殖生长快速，为多 年生草本植物，不需要每年栽种，在操作上简单易行，运行成本低。 5、橐吾是优良的观花观叶植物，具有较强的景观和药用等经济价值，与现有技术 相比，本发明无论在运行成本、操作维护、处理效果上，还是在所带来的景观、药用等经济价 值上，都具有明显的优势。
图1是！
图2是! 图3是! 图4是! 图5是!
吾对畜禽养殖废水中NH4+-N的处理效果示意图吾对畜禽养殖废水中TP的处理效果示意图；吾对畜禽养殖废水中TN的处理效果示意图； 〗吾对畜禽养殖废水中C0D&的处理效果示意图；吾对畜禽养殖废水中T0C的处理效果示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
实施例1 : 自然条件下，将采集到的橐吾幼苗直接移栽至高29cm，底径26cm、高32cm的橡胶 桶中，其底部设布水管，由底至上依次为厚度5cm、直径2-5cm左右的砾石层，10cm厚的粗沙 层，10cm厚(约计8kg)的土壤层，自来水稳定15天。待植株稳定后，定期浇灌畜禽养殖废 水，并采集水样及测定其出水水质(水力停留时间设为7天)。盆栽试验进水量由Reed所 推荐的估算公式(1)测定 2 = f (1) 式中Q——设计废水流量，m3/d ; F——人工湿地占用的土地面积，hm2 ; K-系数，6. 57X10—3。 经计算，盆栽实验的处理水量为1. 22L。 另有公式(2)，
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2 = ^ (2) 公式(2)中Q、F同公式(1); q——水力负荷，m/周，取q为20cm/d ; t——运行时间(全年运行周数)，周/a ; 0. 0365——换算系数。 经计算Q = 2. 2L。 通过测定污水中的NH4+-N、 C0Dtt、 TP、 TN、 T0C等污染物的去除效果，本实施例确定 其进水量为2. 2L ;最佳水力停留时间为7天(HRT = 7d);其种植橐吾的量为4株/桶。
对废水中NH4+_N、 TP 、 TN、 C0Dtt 、 TOC的测定和计算方法，均参照国家标准测 定方法，即，MV-N采用纳氏试剂分光光度法(GB7479-87)， TP采用钼酸铵分光光度法 (GB11893-89) ，TN采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法(GB11894-89) ， COD&采用重铬酸钾氧 化法(GB11914-89) ， TOC采用燃烧氧化_非分散红外吸收法(HJ501-2009)。
采用橐吾净化畜禽养殖废水时NH4+_N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物的进水和出 水浓度以及去除率参见附图1-5，由图中可以看出，其对畜禽养殖废水中NH4+-N、 TP、 TN、 CODcr、TOC的净化效率分别为85. 56% 95. 44% 、94. 28% 99. 39% 、84. 44% 93. 72%、 85. 64 % 92. 20 % 、93. 02 % 99. 54 % ;平均净化效率分别为91. 96 % 、97. 86 % 、 91. 51%、89. 33%、97. 47%。 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橐吾，对去除 畜禽养殖废水中NH4+-N、 TP、 TN、 COD&、 TOC等污染物具有显著的效果，达到了很好的净化畜 禽养殖废水污染的目的。
权利要求
橐吾在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于在畜禽养殖废水污染环境中，种植橐吾。
2. 根据权利要求1所述应用，其特征在于将所述的橐吾进行直接移栽种植。
3. 根据权利要求1或2所述应用，其特征在于定期修剪清除种植的橐吾的老叶部分。
全文摘要
本发明公开了橐吾在处理畜禽养殖废水中的应用，属于废水处理领域，采用的技术方案为在畜禽养殖废水污染环境中，种植橐吾，本发明充分利用橐吾的抗寒性以及对废水中污染物的吸附去除性，将其种植于畜禽养殖废水污染的环境中，吸收积累废水中的污染物，从而降低污水中污染物的含量，净化畜禽养殖废水；本发明能够防止对水体的二次污染，保证了净水效果同时也为畜禽养殖废水污染的处理开发了新的植物资源品种，为人工湿地植物处理畜禽养殖废水污染的深入发展带来了新的进步和发展空间，无论在运行成本、操作维护、处理效果上，还是在所带来的额外的景观、药用等经济价值上，相对于现有用于净化污水的植物都具有明显的优势。
文档编号C02F3/32GK101774698SQ20101012281
公开日2010年7月14日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者孙百晔, 张小洪, 张延宗, 彭宏, 李远伟, 李黎, 杨刚, 王应军, 肖鸿, 袁野, 邓仕槐, 阳路芳 申请人:四川农业大学