申请日2010.12.28
公开(公告)日2011.04.20
IPC分类号C02F3/34; C02F3/32
摘要
本发明公开了一种处理畜禽养殖废水的方法，在畜禽养殖废水污染的环境中种植积雪草即可。该方法利用积雪草对畜禽养殖废水中总氮、总磷、氨氮等污染物的吸附和去除特性，将其种植于畜禽养殖废水污染的环境中，吸附和去除畜禽养殖废水中总氮、总磷、氨氮等污染物，以达到净化畜禽养殖废水的目的;由于积雪草生命力旺盛，在其生长过程中不需要进行特殊管理，因而成本低、运行费用低、效果好、可操作性强;同时，积雪草具有较高的药用价值，具有积雪草全草入药，清热利湿、消肿解毒，治痧氙腹痛、署泻、痢疾、湿热黄疸、砂淋，吐血、咳血、目赤、喉肿、风疹、疥癣、疔痈肿毒、跌打损伤等作用。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：在引入畜禽养殖废水的人工湿地填料床上种植积雪草，形成人工湿地系统，对畜禽养殖废水进行净化处理。
2.根据权利要求1所述的积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：所述积雪草在种植时采用分块移栽法。
3.根据权利要求1所述的积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：所述积雪草在种植时采用匍匐枝埋土种植法。
4.根据权利要求1所述的积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：所述积雪草在种植时采用播种法。
5.根据权利要求1所述的积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于具体步骤如下：
(1)移栽积雪草：
自然条件下，将积雪草幼苗直接移栽至人工湿地填料床上;
(2)稳定植株，
自然条件下，用水稳定移栽积雪草植株15天;
(3)利用人工湿地处理畜禽养殖废水：
待植株稳定后，使畜禽养殖废水流入种植有积雪草的人工湿地系统进行处理。
6.根据权利要求5所述的积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：步骤(1)中所述人工湿地填料床包括砾石层、沙层、土壤层，填料床的底部设置有水管，水管上方铺设有厚度为5cm的砾石层，所述砾石的直径范围为2-5cm，砾石层上铺设厚度为10cm的沙层，沙层上铺厚度为10cm的土壤层。
说明书 [支持框选翻译]
积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用
技术领域
本发明属于畜禽养殖废水的自然生物降解技术领域，特别涉及积雪草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/O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。
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，更不要说污水综合排放一级标准，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。而自然生物降解技术，特别是人工湿地处理技术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。采用人工湿地处理技术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。
人工湿地处理技术是利用生态工程的方法，在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，当水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化。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。
湿地植物是人工湿地的重要组成部分，目前已用于处理畜禽养殖废水污染的植物有风车草、黄花美人蕉、黄花鸢尾、菖蒲、茭白、芦苇等。但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，会给水体带来二次污染，从而导致在冬季对畜禽养殖废水的净化效果不理想。
积雪草(Centella asiatica L.)别名崩大碗、马蹄草、老鸦碗、铜钱草、大金钱草、钱齿槽、铁灯盏。多年生草本，茎匍匐，细长，节上生根。叶片膜质至草质，圆形、肾形或马蹄形，长1-2.8厘米，宽1.5-5厘米，边缘有钝锯齿，基部阔心形，两面无毛或在背面脉络上疏生柔毛;掌状脉5-7，两面隆起，脉上部分叉;叶柄长1.5-27厘米无毛或上部有柔毛，基部叶鞘透明，膜质。伞形花序梗2-4个，聚生于叶腋，长0.2-1.5厘米，有或无毛;苞片通常2，很少3，卵形，膜质，长3-4毫米，宽2.1-3毫米;每一伞形花序有花3-4，聚集呈头状，花无柄或有1毫米长的短柄;花瓣卵形，紫红色或乳白色，膜质，长1.2-1.5毫米，宽1.1-1.2毫米;花柱长约0.6毫米花丝短于花瓣，与花柱等长。果实两侧扁压，圆形球，基部心形至平截形，长2.1-3毫米，宽2.2-3.6毫米，每侧有纵棱数条，棱间有明显的小横脉，网状，表面有毛或平滑。花果期4-10月。分步于陕西、江苏、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、福建、台湾、广东、广西、四川、云南等省区。喜生于阴湿的草地或水沟边;海拔200-1900米。印度、斯里兰卡、马来西亚、印度尼西亚、大洋洲群岛、日本、澳大利亚及中非、南非(阿扎尼亚)也有分布。
积雪草的应用如下：(1)食用：积雪草质地柔嫩、适口性好、可生食，在我国南方民间常将它作为凉茶饮用，在东南亚等地都将积雪草作为蔬菜食用;(2)草坪：积雪草匍匐枝节节生根、叶形优美、草层平整而致密，具有较高的美化和净化环境的价值。其生命力强、易于繁殖，成坪快，观赏期长，便于管理。将其用于草坪建植中，既克服了冷地型常绿种在南方越夏难的问题，又避免了一些暖地型草种绿色期短的缺点;(3)地被植物：积雪草可形成致密的地表覆盖，具有良好的防止土壤侵蚀的作用，可用于保持水土，防止土壤中水分蒸发;(4).药用：积雪草全草入药，清热利湿、消肿解毒，治痧氙腹痛、署泻、痢疾、湿热黄疸、砂淋，吐血、咳血、目赤、喉肿、风疹、疥癣、疔痈肿毒、跌打损伤等。
发明内容
发明人在长期大量的试验研究过程中，发现积雪草能有效降低畜禽养殖废水中的氨氮、总磷、总氮、CODCr等污染物的含量，从而有望用于人工湿地处理技术中净化畜禽养殖废水;因此，本发明的目的是针对上述现有技术中可用于处理畜禽养殖废水污染的植物资源不足的问题，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、维护费用低、可操作性强、处理效果好等特点。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：
积雪草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：在引入畜禽养殖废水的人工湿地填料床上种植积雪草，形成人工湿地系统，对畜禽养殖废水进行净化处理。
利用积雪草对畜禽养殖废水中的氨氮(NH4+–N)、总磷(TP)、总氮(TN)、化学耗氧量(CODCr)等污染物进行吸附和去除，达到净化畜禽养殖废水的目的。
所述积雪草在种植时采用分块移栽法。
所述积雪草在种植时采用匍匐枝埋土种植法。
所述积雪草在种植时采用播种法。
所述的积雪草在处理畜禽养殖废水的应用，具体步骤如下：
(1)移栽积雪草：
自然条件下，将积雪草幼苗直接移栽至人工湿地填料床上;
(2)稳定植株，
自然条件下，用水稳定移栽积雪草植株15天;
(3)利用人工湿地处理畜禽养殖废水：
待植株稳定后，使畜禽养殖废水流入种植有积雪草的人工湿地系统进行处理。
步骤(1)中所述人工湿地填料床包括砾石层、沙层、土壤层，填料床的底部设置有水管，水管上方铺设有厚度为5cm的砾石层，所述砾石的直径范围为2-5cm，砾石层上铺设厚度为10cm的沙层，沙层上铺厚度为10cm的土壤层。
步骤(3)中利用人工湿地处理畜禽养殖废水过程中通过采集水样测定不同进水量、不同水力停留时间条件下，人工湿地系统对污水中的NH4+-N、CODCr、TP、TN等污染物的去除效果，以确定浇灌畜禽养殖废水的最佳进水量和最佳水力停留时间。
按实验检测结果，畜禽养殖废水在种植有积雪草的人工湿地系统中的最佳水力停留时间为7天，最佳进水量最佳进水量按以下公式计算：
式中：Q--设计废水流量，m3/d;
F--人工湿地占用的土地面积，hm2;
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。
积雪草适于酸性肥沃土壤，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;可通过定期留茬收割植物的上部，其根部可继续存活、生长，且自然繁殖生长快速，不需要每年栽种，在操作上简单易行;同时，积雪草具有较高的药用价值，全草入药，清热利湿、消肿解毒，只痧氙腹痛、署泻、痢疾、湿热黄疸、砂淋，吐血、咳血、目赤、喉肿、风疹、疥癣、疔痈肿毒、跌打损伤等。
并通过定期对在种植了积雪草的畜禽养殖废水中采集水样以及对其出水水质进行测定，能有效去除畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODCr (采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量) 等污染物的含量，从而净化畜禽养殖废水。
本发明用于处理畜禽养殖废水的积雪草，为伞形科积雪草属多年生草本植物，主要对畜禽养殖废水中总氮、总磷、氨氮等具有吸附和去除特性。本发明充分利用了积雪草对上述畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODCr等污染物的吸附和去除特性，将其移栽至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、CODCr等污染物，从而降低畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODCr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氨氮、总磷、总氮、CODCr等污染物的含量的目的，进一步净化畜禽养殖废水。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 积雪草主要对畜禽养殖废水中总氮、总磷、氨氮等具有吸附和去除特性，能够有效吸收积累畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODCr等污染物，从而降低畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODCr等污染物的含量;积雪草为多年生植物，生命力非常旺盛，易于成活，不需要每年栽种，在其整个生长过程中不需要进行特殊管理，因而成本低、运行费用低、效果好、可操作性强;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。
