生活處理污水設(shè)備:強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直

　　生活處理污水設(shè)備:本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)。所述垂直流人工濕地系統(tǒng)包括池體、曝氣裝置、接種AMF的菌根化濕地植物以及復(fù)合基質(zhì)。本發(fā)明接種AMF與濕地植物共生形成根系發(fā)達(dá)的菌根化植物，將菌根化植物運(yùn)用于垂直流人工濕地，同時(shí)采用間歇曝氣手段增加菌根化植物在垂直流人工濕地中的活性，顯著促進(jìn)了AMF的生長(zhǎng)，進(jìn)而提高了垂直流人工濕地對(duì)重金屬?gòu)U水的去除效果，同時(shí)提高了有機(jī)物和氮的去除率。

　　生活處理污水設(shè)備:權(quán)利要求書

　　1.一種強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，包括池體、曝氣裝置、接種AMF的菌根化濕地植物以及復(fù)合基質(zhì)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述接種AMF的菌根化濕地植物是指將AMF菌接種到宿主植物根系侵染后得到菌根化濕地植物，所述宿主植物為香蒲、菖蒲、李氏禾、或蘆葦。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣裝置對(duì)稱分布于垂直流人工濕地池體的2/5~3/5處。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣裝置由空氣泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣盤和曝氣管組成，所述曝氣盤對(duì)稱分布于池體的中部，在曝氣盤和空氣泵的中間設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，控制曝氣速率。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣裝置由可編程插座控制。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣裝置的曝氣方式采用間歇曝氣的方式，每天曝氣4小時(shí)，于0~1時(shí)、6~7時(shí)、12~13時(shí)、18~19時(shí)進(jìn)行曝氣，為垂直流人工濕地系統(tǒng)定時(shí)提供氧氣。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述池體采用頂部敞口的圓柱形結(jié)構(gòu);所述池體的材料選用透明有機(jī)玻璃，在池體周圍包裹錫紙，防止光透過池體照射到人工濕地中形成藻類。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述人工濕地的復(fù)合基質(zhì)由下至上分別為礫石層、沸石層和石英砂層。

　　9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述礫石層的厚度為150 mm~200mm，礫石的粒徑為20~30 mm;所述沸石層的厚度為150mm~200mm，沸石的粒徑為10~20 mm;所述石英砂層的厚度為150 mm，石英砂的粒徑為1~2mm。

　　生活處理污水設(shè)備:說明書

　　一種強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)

　　生活處理污水設(shè)備:技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)。

　　生活處理污水設(shè)備:背景技術(shù)

　　人工濕地作為一種有效的生態(tài)技術(shù)，其利用物理、化學(xué)和生物過程進(jìn)行各種廢水處理，特別是垂直流人工濕地由于其高氧轉(zhuǎn)移率和較小占地面積而得到廣泛應(yīng)用。濕地植物及根際微生物在人工濕地凈化重金屬?gòu)U水過程中發(fā)揮重要作用，它們對(duì)重金屬的毒性、根際微生態(tài)環(huán)境、植物生長(zhǎng)及抗脅迫能力等均產(chǎn)生重要影響。植物根際微生物可以通過增加對(duì)重金屬的積累、降低重金屬毒性、提高植物對(duì)重金屬耐受性等途徑有效提升人工濕地對(duì)重金屬?gòu)U水的凈化能力。

　　叢枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF)是最常見的根際微生物，可與蘆葦、香蒲、菖蒲等絕大多數(shù)濕地植物形成共生關(guān)系，并在其增強(qiáng)植物重金屬富集能力和抗脅迫能力方面發(fā)揮顯著作用。AMF與植物共生之后可以促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)、顯著增加植物根系的體積、表面積，與AMF的菌絲形成巨大的根系-菌絲網(wǎng)絡(luò)，從而大大增加了對(duì)重金屬的吸附。另外，AMF的根外菌絲能分泌一種能與重金屬絡(luò)合的球囊霉素相關(guān)蛋白(GRSP)，可以將重金屬離子固定在菌絲細(xì)胞壁上。而且，AMF可以間接地通過改變宿主植物養(yǎng)分狀況和抗氧化酶活性，調(diào)節(jié)宿主植物重金屬相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)，從而增強(qiáng)對(duì)重金屬離子的提取效應(yīng)，起到很好的重金屬去除效果。

　　目前，AMF應(yīng)用于重金屬修復(fù)主要針對(duì)的是污泥或者土壤中的重金屬治理，鮮有AMF在濕地中凈化重金屬?gòu)U水的研究。傳統(tǒng)的垂直流人工濕地有限的氧供應(yīng)和傳輸能力十分有限，AMF為好氧真菌，雖然大多水生植物都有特殊的通氣組織，能夠運(yùn)輸所需的氧到根部，并在滿足根部有氧呼吸的同時(shí)，通過根軸徑釋放到根際中，使根際達(dá)到微氧狀態(tài)，但這還不足以滿足AMF良好生長(zhǎng)的需要，限制了AMF在植物根部的活性。因此，間歇曝氣是有效增加AMF活性、提高重金屬?gòu)U水凈化效果的技術(shù)手段。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)。

　　為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

　　一種強(qiáng)化AMF凈化重金屬?gòu)U水的垂直流人工濕地系統(tǒng)，包括池體、曝氣裝置、接種AMF的菌根化濕地植物以及復(fù)合基質(zhì)。

　　上述方案中，所述接種AMF的菌根化濕地植物是指將AMF菌接種到宿主植物根系侵染后得到菌根化濕地植物，所述宿主植物為香蒲、菖蒲、李氏禾、或蘆葦。

　　上述方案中，所述曝氣位置對(duì)稱分布于垂直流人工濕地池體的2/5～3/5處，對(duì)植物根際AMF菌絲富集的部位進(jìn)行曝氣，使植物根際達(dá)到好氧狀態(tài)，給AMF提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境，滿足其生長(zhǎng)需要。

　　上述方案中，所述曝氣裝置由空氣泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣盤和曝氣管組成，所述曝氣盤對(duì)稱分布于池體的中部，在曝氣盤和空氣泵的中間設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，控制曝氣速率。

　　上述方案中，所述曝氣裝置由可編程插座控制。

　　上述方案中，曝氣方式采用間歇曝氣的方式，每天曝氣4小時(shí)，于0～1時(shí)、6～7時(shí)、12～13時(shí)、18～19時(shí)進(jìn)行曝氣，為垂直流人工濕地系統(tǒng)定時(shí)提供氧氣，有利于AMF的生長(zhǎng)，同時(shí)，也有利于硝化和反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，強(qiáng)化叢枝菌根真菌在垂直流人工濕地中凈化重金屬?gòu)U水的功能。

　　上述方案中，所述池體采用頂部敞口的圓柱形結(jié)構(gòu)，為菌根化植物根系的生長(zhǎng)提供充足的空間;所述池體的材料選用透明有機(jī)玻璃，便于觀察水位以及植物的根系，在池體周圍包裹錫紙，防止光透過池體照射到人工濕地中形成藻類，避免藻類與人工濕地中微生物爭(zhēng)奪生長(zhǎng)必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，特別是避免與AMF形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，影響叢枝菌根真菌的生長(zhǎng)。

　　上述方案中，所述人工濕地的復(fù)合基質(zhì)由下至上分別為礫石層、沸石層和石英砂層，所述礫石層的厚度為150mm～200mm，礫石的粒徑為20～30mm;所述沸石層的厚度為350mm～400mm，沸石的粒徑為10～20mm;所述石英砂層的厚度為150mm，石英砂的粒徑為1～2mm。底部選用粒徑較大的礫石，可以起到很好的承托作用，且可以防止堵塞。中部采用沸石，其硅酸鹽骨架結(jié)構(gòu)的孔道和孔穴具有可供交換的陽(yáng)離子，表現(xiàn)出良好的離子交換性能，同時(shí)，孔穴和孔道有很大的比表面積，允許一定大小的分子自由移動(dòng)，具有良好的吸附性能，有利于重金屬的吸附，起到除重金屬的作用。

　　本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明接種AMF與濕地植物共生形成根系發(fā)達(dá)的菌根化植物，將菌根化植物運(yùn)用于垂直流人工濕地，同時(shí)采用間歇曝氣手段增加菌根化植物在垂直流人工濕地中的活性，顯著促進(jìn)了AMF的生長(zhǎng)，進(jìn)而提高了垂直流人工濕地對(duì)重金屬?gòu)U水的去除效果，同時(shí)提高了有機(jī)物和氮的去除率。