申请日2010.09.21
公开(公告)日2011.02.16
IPC分类号C02F3/32
摘要
本发明属于污水的湿地净化技术，涉及组合湿地植物高效净化重金属污染废水的方法。在人工湿地中，栽培6种湿地植物，分别是：稗(Echinochloa crus-galli)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、茭笋(Zizania latifolia)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、柳叶箬(Iachne globosa)、辣蓼(Polygonum hydropiper)，栽种比例为稗∶空心莲子草∶茭笋∶鸭舌草∶柳叶箬∶辣蓼=1∶2∶1∶3∶2∶3。本发明对废水中6种主要重金属污染元素(Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni)的净化效率都达到92%以上。
权利要求书
1.一种组合湿地植物高效净化重金属污染废水的方法，其特征在于在人工湿地中，含有按照下述比例的种植量的六种植物，其中稗∶空心莲子草∶茭笋∶鸭舌草∶柳叶箬∶辣蓼=1∶2∶1∶3∶2∶3;六种植物不同种类植物间隔种植，其中茭笋与辣蓼、稗与柳叶箬之间间隔距离大于其他植物之间的间隔距离。
说明书
一种组合湿地植物高效净化重金属污染废水的方法
技术领域
本发明属于污水的湿地净化技术，尤其涉及组合湿地植物高效净化重金属污染废水的方法。
背景技术
城市污水的污染物种类复杂，不但有多种有机污染物、氮磷等无机污染物，还有多种有毒的重金属污染元素，特别是冶金、印染、化工等行业的废水。
传统的城市污水处理技术包括物理、化学及生物降解等，这些方法对废水中的有机污染物效果较好，但如果废水中含有较高浓度的重金属污染物时，则重金属不能被有效地清除，而且重金属还会抑制生物的正常降解功能。
重金属大多属于对人体毒性高，且易被人体吸收积累的金属元素。如长期食用Cd含量高的大米会引起人体肾脏功能紊乱，导致死亡率上升，寿命缩短。Pb对人体的多种器官有毒害作用，如中枢神经、红血球细胞、肾脏、心血管及男女的生殖系统。长期试验表明：幼儿期接触较低剂量的Pb(血液Pb浓度为10-20μg/dl)，会对儿童的中枢神经系统造成不可逆转、不可治疗及伴随终身的损害。Cd已被国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer)确定为对人类的致癌物质，Pb被列为对人类可能的致癌物质(2B组)。
人工湿地作为一种新兴的污水处理工程，近十多年发展极为迅速，它在保护生态环境，节约能源及投资方面具有传统处理技术难以比拟的优点。作为一项低投资、低能耗、低运行费、高生态环境效益的污水处理工程技术，人工湿地已被广泛地应用于城市污水的处理实践中。我国用于生活废水处理的人工湿地相继在北京、广东和上海等很多地区建成并投入运行。
近年来，湿地植物对重金属的吸收和积累能力及其应用方面受到全世界的广泛关注。据研究报导，多种湿地植物对污染废水中的重金属具有极强的富集能力，其体内的重金属浓度可达其生长废水中重金属浓度的数百、甚至几千倍。因此湿地植物在净化废水中的重金属方面具有广阔的应用前景。
在人工湿地污水处理系统中，湿地植物是最重要的有机组成部分，因此湿地植物种类选择及配置将直接关系到人工湿地的处理效果。我国目前在该方面的研究主要针对污水中有机污染物(COD，BOD等)及N、P等营养物质的净化效果。而针对污水中重金属污染物的净化方面，报导很少。
重金属的湿地植物修复技术是一种利用自然生长的湿地植物或者通过遗传工程培育植物修复重金属污染土壤或水体技术的总称。主要包括植物稳定技术和植物萃取技术。植物萃取技术也被称为植物富集技术，它指利用专性植物根系吸收一种或几种重金属，并将其转移、贮存到地上部分，然后收获茎叶，集中处理，因而能从根本上清除污水中的重金属，但不同种类的湿地植物及其生长状况对湿地植物的吸收净化功能影响很大。而目前，在重金属污染废水人工湿地处理领域，关于湿地植物种类选择与配置方面还非常缺乏研究，严重限制了人工湿地处理技术在净化重金属污染废水方面的应用。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中的不足，在申请人多年研究的基础上，提出重金属污染废水的人工湿地处理技术中，发挥湿地植物净化功能的最佳湿地植物种类及搭配，高效净化废水中重金属。这6种植物构成的组合对废水中六种主要重金属污染元素(Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni)的净化效率都达到92%以上。
为了解决上述问题，本发明的技术方案如下，一种组合湿地植物高效净化重金属污染废水的方法：在人工湿地中，含有按照下述比例的种植量的六种植物，其中稗∶空心莲子草∶茭笋∶鸭舌草∶柳叶箬∶辣蓼=1∶2∶1∶3∶2∶3;六种植物不同种类植物间隔种植，其中茭笋与辣蓼、稗与柳叶箬之间间隔距离大于其他植物之间的间隔距离。
本发明在人工湿地中采用六种植物组合净化重金属污染废水，这6种植物对重金属的吸收能力及对重金属毒性的耐性都很强。在这6种植物中，空心莲子草是匍匐植物，鸭舌草较矮而散生，稗和柳叶箬直立丛生，茭笋和辣蓼比较高大而直立。所以，将这6种湿地植物种植于湿地，不但对废水中的重金属吸收净化能力很强，而且能充分利用生长空间，形成一个旺盛生长的植物群落，进一步提高对废水中重金属的净化效果。该湿地植物组合对废水中主要重金属污染元素的净化效果可达92%以上。
