一种沉水植物净化水质的室内试验工艺制造技术

本发明专利技术公开一种沉水植物净化水质的室内试验工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：底泥制备：取待修复水生态环境中的原状土，杀菌处理，得到底泥；试验污水制备：直接采用待修复水生态环境中污水或通过稀释生活污水模拟，得到试验污水；培植箱处理：以塑料箱为培植箱，在培植箱内，打入底泥，倒入试验污水，得到若干的培植箱体；沉水植物种植：单一沉水植物种植按照种植密度设定进行变化，每个箱体内，对应一种种植密度；组合沉水植物种植按照正交试验方法，制定种植方案；定期抽取每个培植箱体内水样，进行水质监测。提高沉水植物水质净化室内试验的科学性和可靠性。根据试验结果定量化评估三种沉水植物的水质净化效果及最佳的种植密度数据。

【技术实现步骤摘要】
一种沉水植物净化水质的室内试验工艺
本专利技术属于水生态修复植物研究
，具体涉及一种沉水植物净化水质的室内试验工艺。
技术介绍
目前，在水质净化领域，国内外主要的水体修复技术有三类：①化学方法；②物理方法；③生物-生态方法。相较而言，生物-生态方法具有明显的优势。它是一种低能耗、低投资的水体修复技术，同时它具有环境相容性，无二次污染风险，并具有一定的景观效应。沉水植物修复，作为生物-生态修复中最为广泛应用一种，主要是通过三个方面达到净水效果：1)沉水植物吸收氮、磷等，降低水中污染物；2)沉水植物同藻类竞争营养，并释放化感物质抑制藻类生长；3)沉水植物促进悬浮物絮凝与沉降，抑制底泥再悬浮。目前，越来越多的水生态修复工程选用沉水植物进行水质生态修复，但其设计与施工方案的制定主要依靠行业经验和定性认识做出主观判断，较少通过室内培植试验模拟，获得各种沉水植物的最佳种植密度，从而为水生态修复工程的现场实施提供科学参考。工程实践中，不合理的沉水植物种植密度会导致水生态治理和后期修整养护成本的增加。若沉水植物种植密度不足，则水质净化效果不佳或植物成活率低；若沉水植物种植密度过高，则植物生长恶性竞争，植物发育不良，水体景观效果不佳。因此，通过沉水植物室内培植试验模拟，定量化研究沉水植物水质净化效果、植物生长竞争关系等，对水生态修复工程的设计与施工具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，以多种沉水植物的种植密度为控制变量，建立室内培植试验的流程，提高沉水植物水质净化室内试验的科学性和可靠性。同时，根据试验结果定量化评估三种沉水植物的水质净化效果及最佳的种植密度数据。为了实现上述技术效果，本专利技术通过以下技术手段予以实现。一种沉水植物净化水质的室内试验工艺，包括以下步骤：底泥制备：取待修复水生态环境中的原状土，杀菌处理，得到底泥；试验污水制备：直接采用待修复水生态环境中污水或通过稀释生活污水模拟，得到试验污水；培植箱处理：以塑料箱为培植箱，在培植箱内，打入底泥，倒入试验污水，得到若干的培植箱体；沉水植物种植：单一沉水植物种植按照种植密度设定进行变化，每个箱体内，对应一种种植密度；组合沉水植物种植按照Ln(rm)正交试验方法，制定种植方案，每个箱体内，对应一种种植方案；沉水植物养护：通过植物生长灯提供光源，及时修剪废叶，清理藻类与幼螺、虫卵等。水质监测：定期抽取每个培植箱体内水样，进行水质监测。本技术方案中，通过底泥限定、污水限定、培植箱限定等，实现了沉水植物种植的最佳参数，使得整个种植方式和工艺，得以最大优化，探索最佳净水效果与相应种植密度等数据。本技术方案中，以植物生长灯为光源，为室内种植培养提供光照基础，实现了在室内进行研究种植的可能，实现了单因子变量控制种植。作为本专利技术的进一步改进，所述底泥制备步骤中，所述原状土为壤土，即铲除干燥河床表层淤泥后，取得河床表面20cm以下壤土。本技术方案中，选用壤土而非砂土作底泥固根，主要是由于其含有丰富的营养物质供植物根系吸收。作为本专利技术的进一步改进，所述底泥制备步骤中，所述杀菌处理为于25℃-35℃自然光照环境中，将待修复水生态环境中的原状土铺开暴晒累计24小时日照时间以实现杀菌。本技术方案中，铺开的厚度不超过5cm，同时在暴晒时不断松土翻土，最终实现了彻底的全面杀菌。作为本专利技术的进一步改进，所述试验污水制备步骤中，所述稀释生活污水具体为采用生活污水配制得到一级A污水。本技术方案中，采用一级A污水，实现对沉水植物水质净化效果的普适性研究。作为本专利技术的进一步改进，所述培植箱处理步骤中，所述塑料箱内底泥的厚度为6-10cm。本技术方案中，选取能够满足根系种植稳固的底泥厚度，确保沉水植物更好地培育。作为本专利技术的进一步改进，所述培植箱处理步骤之后，沉水植物种植前，还包括底泥的静置沉降，所述底泥的静置沉降具体为：将倒入培植箱内的污水均匀搅拌后，静置待污水内悬浮底泥颗粒沉淀。本技术方案中，沉水植物种植前，使大部分底泥颗粒静置沉降，有助于提高水体透明度，同时减少底泥后期沉降在植物叶片表面的可能，利于植物光合作用与水质净化。作为本专利技术的进一步改进，所述沉水植物种植前，包括植株的处理，所述植株的处理为：挑选植株健康、根系发达、株高适宜的植株，经清洗、晾干、修剪、称重后，准备种植。本技术方案中，通过植株称重的方式对每个培植箱内平均植株重量进行控制，避免出现植株个体大小差异影响变量控制，从而影响水质净化效果。作为本专利技术的进一步改进，所述沉水植物种植步骤中，所述种植方案包括不同种类植物间的不同种植密度组合。本技术方案中，通过不同植物的不同种植密度组合，实现了沉水植物品种、密度等多方面的探索研究。作为本专利技术的进一步改进，所述沉水植物的养护步骤中，所述通过植物生长灯提供光源具体为，通过补光灯，模拟太阳光照，控制光照时间为每天6:00-20:00。本技术方案中，控制光照时间为14个小时，以保证植物充足的光合作用与自然作息相协调。另外，选用室内试验并设置固定的光照时间，主要为了避免试验周期较长，出现特殊天气或季节变化影响光照时间，从而影响植物净水效果的可能性。用植物生长灯模拟合适的固定的光照时间，控制变量即可，但不必要模拟光照时间随季节的变化。作为本专利技术的进一步改进，每个培植箱体内，每个所述植物生长灯的覆盖宽度为18-22cm。本技术方案中，若光照覆盖宽度过宽或过窄都会影响植物的光照接受面或光源强度大小；过宽(覆盖宽度超过22cm)，箱内有部分光照不到；过窄(覆盖宽度小于18cm)，箱内有部分光源过强.作为本专利技术的进一步改进，所述监测具体为，在沉水植物养护中，每3天进行抽样取水，取水中，于每个培植箱的上、中、下层分别进行抽样取水，并对抽样的水进行水质检测。本技术方案中，于每个培植箱的上、中、下层采样，避免培植箱内水质分层对水样检测的影响，保证抽取水样的代表性。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进行详细介绍。(1)前期准备阶段1、本方法采用相应水生态修复工程项目施工现场的原状土，并于阳光下暴晒24个小时备用，以杀灭害虫及细菌并促使土壤中水分挥发。具体地，包括在待修复水生态环境中，进行铲土，用箱体垒土，人工运土，交通运土，松土和原土暴晒等处理方式。本实施例中，铺开原状土，并不断松土翻土进行充分暴晒，有利于原状土内水分的完全蒸发，避免水分影响试验污水配比结果。另外，强紫外线有利于杀灭细菌、虫卵、螺卵等，防止后期大量繁殖影响植物生长。2、试验污水参照《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A标准选取，即污染指标化学需氧量(CODcr)为50mg·L-1、氨氮(NH3-N)为5mg·L-1、总磷(TP)为0.5mg·L-1、总氮(TN)为15mg·L-1。如表1所示。表1基本控制项目最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉水植物净化水质的室内试验工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：/n底泥制备：取待修复水生态环境中的原状土，杀菌处理，得到底泥；/n试验污水制备：直接采用待修复水生态环境中污水或通过稀释生活污水模拟，得到试验污水；/n培植箱处理：以塑料箱为培植箱，在培植箱内，打入底泥，倒入试验污水，得到若干的培植箱体；/n沉水植物种植：单一沉水植物种植按照种植密度设定进行变化，每个箱体内，对应一种种植密度；组合沉水植物种植按照L

【技术特征摘要】
1.一种沉水植物净化水质的室内试验工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
底泥制备：取待修复水生态环境中的原状土，杀菌处理，得到底泥；
试验污水制备：直接采用待修复水生态环境中污水或通过稀释生活污水模拟，得到试验污水；
培植箱处理：以塑料箱为培植箱，在培植箱内，打入底泥，倒入试验污水，得到若干的培植箱体；
沉水植物种植：单一沉水植物种植按照种植密度设定进行变化，每个箱体内，对应一种种植密度；组合沉水植物种植按照Ln(rm)正交试验方法，制定种植方案，每个箱体内，对应一种种植方案；
沉水植物养护：通过植物生长灯提供光源，及时修剪废叶，清理藻类与幼螺、虫卵；
水质监测：定期抽取每个培植箱体内水样，进行水质监测。


2.根据权利要求1所述的一种沉水植物净化水质的室内试验工艺，其特征在于，所述底泥制备步骤中，所述杀菌处理为于25℃-35℃自然光照环境中，将待修复水生态环境中的原状土铺开暴晒累计24小时日照时间以实现杀菌。


3.根据权利要求1所述的一种沉水植物净化水质的室内试验工艺，其特征在于，所述试验污水制备步骤中，所述稀释生活污水具体为采用生活污水配制得到一级A污水。


4.根据权利要求1所述的一种沉水植物净化水质的室内试验工艺，其特征在于，所述培植箱处理步骤中，所述塑料箱内底泥的厚度为6-10cm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晓男，赵辉，许光亮，杨连佼，林墨翰，莫亚思，郑力彬，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，中交第三航务工程局有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：上海;31