技术领域
[0001] 本
发明涉及污
水净化处理技术领域，尤其涉及一种高效去除氮磷的植物组合物。
背景技术
[0002] 富营养化是指
水体中富含N营养盐和P营养盐，N、P营养盐组合改变了水
生态系统的营养结构、
生物群落成份以及生物化学循环，由此引发的藻类增加，鱼类种类减少，水质持续性恶化的过程。
[0003] 人类活动引起的
水体富营养化现状威胁着全球水生态系统，随着严重的水污染现状，有许多解决水污染的技术出现，大量实践证明
植物修复是处理水污染最经济便捷的方法，其中由挺水植物、沉水植物、漂浮植物等组成的植物浮床以及构建的湿地都起到了显著的修复效果，植物作为
生物修复中的核心元素，从水体中去除氮磷元素以及其他营养物质，并且为微
生物降解提供了一个稳定的小环境，改变水生态最初的结构功能，显著提高水质，且能创造一种比较好的景观效果，具有显著的生态功能和环境功能，还能在一定程度上改善湖泊环境和共他生物的生存环境，利用植物净化污水具有成本低、易管理、效率高、不造成二次污染等特点，构建合适湿地的种类理论上比较多，但是截至目前可用的植物种类依然是有限的，以往有关植物净化富营养化水体的研究主要侧重于单种植物或最优植物组合对富营养化水体脱N、P和C的效果，针对不同生活型植物组合、植物间互补或者互斥作用对处理效果的影响少有报道，而且多种水生植物合理的搭配比单一植物的处理效果好，混合种不仅使水体的净化效率提高，而且净化效果更稳定，但是在植物配置过程中，人们常常忽略了水生植物本身的习性和美学价值，每个地区的水文环境以及
气候环境对水生植物的生长以及净化效果起着至关重要作用，因此筛选适合耐受一定富营养化水体、适宜本区域气候又兼具景观效果的稳定的水生植物群落是非常必要的，因此，通过水生植物的筛选和配置研究，来充分发挥水生植物在富营养化水体中的净化作用具有重大意义，而现有的植物没有进行适当的组合使用，导致除氮磷的效果一般。
[0004] 因此，有必要提供一种高效去除氮磷的植物组合物解决上述技术问题。
发明内容
[0005] 本发明提供一种高效去除氮磷的植物组合物，解决了植物组合无规则对水中的氮磷净化缓慢的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供的高效去除氮磷的植物组合物包括：圆形浮床，所述圆形浮床的顶部开设有安装槽，并且圆形浮床的底部的外侧固定连接有浮
力环；挺水种植篮，所述挺水种植篮设置于所述圆形浮床上，所述挺水种植篮的表面的两侧开设有多个透水孔，并且挺水种植篮的两侧的顶部固定连接有连接环，所述连接环的顶部开设有固定槽，并且连接环的内部设置有固定
螺栓，所述安装槽的内壁的底部开设有
定位槽，所述定位槽的内表面与所述固定螺栓的表面
螺纹连接；浮水种植篮，所述浮水种植篮设置于所述圆形浮床上；两个沉水种植篮，两个所述沉水种植篮分别设置于所述圆形浮床的顶部的两侧；挺水植物，所述挺水植物设置于所述挺水种植篮的内部，所述挺水植物的底部为挺水植物根系；浮水植物，所述浮水植物设置于所述浮水种植篮的内部；五个纱网袋，五个所述纱网袋套设于所述挺水植物根系的表面。
[0007] 优选的，所述沉水种植篮的内部设置有沉水植物，并且沉水种植篮的内部填充有5mm的石子，所述沉水种植篮沉于水面80cm的水底。
[0008] 优选的，所述挺水植物采用采集的千屈菜、花叶菖蒲、凤眼蓝、绿叶美人蕉、狐尾藻和金鱼藻，将其种植在大棚内预实验后待用。
[0009] 优选的，其中千屈菜5-10芽/丛，株高51-56cm，总鲜重2400g；花叶菖蒲5-10芽/丛，株高53-59，鲜重510g；凤眼蓝3-4株，凤眼蓝株高33cm，鲜重210g；绿叶美人蕉5-10芽/丛，株高79cm，总鲜重120g；金鱼藻6-10芽/丛株，狐尾藻6-10芽/丛株，株高均为30cm，总鲜重30g。
[0010] 优选的，六种植物鲜重的比例为80:17:7:4:1:1。
[0011] 优选的，所述圆形浮床的外径直径为30cm，每个所述圆形浮床上设置有一丛挺水植物。
[0012] 优选的，五个所述纱网袋内壁的底部均设置有300g直径5mm的石子。
[0013] 优选的，所述沉水种植篮的直径为7cm，并且沉水植物垂直种植于沉水种植篮的内部。
[0014] 与相关技术相比较，本发明提供的高效去除氮磷的植物组合物具有如下有益效果：
[0015] 本发明提供一种高效去除氮磷的植物组合物，植物修复氮磷含量高的水体具有经济，环保的优点，植物组合去除富营养化水体中的氮磷显著高于单独植物类群，
对照植物群落可以明显改善水体的PH值，溶解
氧，虽然可以降低EC值。
附图说明
[0016] 图1为本发明提供的高效去除氮磷的植物组合物的一种较佳
实施例的结构示意图；
[0017] 图2为图1所示的挺水种植篮部分的结构示意图；
[0018] 图3为图2所示的A部放大示意图；
[0019] 图4为植物组合的种类各指标的实验前后变化率；
[0020] 图5为不同取样阶段各指标变化；
[0021] 图6为实地实施中各指标的实验前后数值；
[0022] 图7为实地实时中各指标的实验前后去除率。
[0023] 图中标号：1、圆形浮床，11、安装槽，12、
浮力环，2、挺水种植篮，21、透水孔，22、连接环，221、固定槽，23、固定螺栓，24、定位槽，3、浮水种植篮，4、沉水种植篮，5、挺水植物，51、挺水植物根系，6、浮水植物，7、纱网袋。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
[0025] 请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，其中，图1为本发明提供的高效去除氮磷的植物组合物的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的挺水种植篮部分的结构示意图；图3为图2所示的A部放大示意图；图4为植物组合的种类各指标的实验前后变化率；图5为不同取样阶段各指标变化；图6为实地实施中各指标的实验前后数值；图7为实地实时中各指标的实验前后去除率。一种高效去除氮磷的植物组合物包括：圆形浮床1，所述圆形浮床1的顶部开设有安装槽11，并且圆形浮床1的底部的外侧固定连接有浮力环12；挺水种植篮2，所述挺水种植篮2设置于所述圆形浮床1上，所述挺水种植篮2的表面的两侧开设有多个透水孔21，并且挺水种植篮2的两侧的顶部固定连接有连接环22，所述连接环22的顶部开设有固定槽221，并且连接环22的内部设置有固定螺栓23，所述安装槽11的内壁的底部开设有定位槽24，所述定位槽24的内表面与所述固定螺栓23的表面
螺纹连接；浮水种植篮3，所述浮水种植篮3设置于所述圆形浮床1上；两个沉水种植篮4，两个所述沉水种植篮4分别设置于所述圆形浮床1的顶部的两侧；挺水植物5，所述挺水植物5设置于所述挺水种植篮2的内部，所述挺水植物5的底部为挺水植物根系51；浮水植物6，所述浮水植物6设置于所述浮水种植篮3的内部；五个纱网袋7，五个所述纱网袋7套设于所述挺水植物根系51的表面。
[0026] 所述沉水种植篮4的内部设置有沉水植物，并且沉水种植篮4的内部填充有5mm的石子，所述沉水种植篮4沉于水面80cm的水底。
[0027] 沉水种植篮4的顶部且位于圆形浮床1的上方设置有两条提拉绳，方便对沉水种植篮4进行提拉，从而方便对沉水种植篮4的高度进行调节，同时方便对沉水种植篮4的高度进行调节和定位。
[0028] 所述挺水植物5采用采集的千屈菜、花叶菖蒲、凤眼蓝、绿叶美人蕉、狐尾藻和金鱼藻，将其种植在大棚内预实验后待用。
[0029] 其中千屈菜5-10芽/丛，株高51-56cm，总鲜重2400g；花叶菖蒲5-10芽/丛，株高53-59，鲜重510g；凤眼蓝3-4株，凤眼蓝株高33cm，鲜重210g；绿叶美人蕉5-10芽/丛，株高79cm，总鲜重120g；金鱼藻6-10芽/丛株，狐尾藻6-10芽/丛株，株高均为30cm，总鲜重30g。
[0030] 六种植物鲜重的比例为80:17:7:4:1:1。
[0031] 所述圆形浮床1的外径直径为30cm，每个所述圆形浮床1上设置有一丛挺水植物。
[0032] 五个所述纱网袋7内壁的底部均设置有300g直径5mm的石子。
[0033] 所述沉水种植篮4的直径为7cm，并且沉水植物垂直种植于沉水种植篮4的内部。
[0034] 试验用营养水用
硝酸钾和
磷酸二氢钾配置，每桶营养水配置方法为各称量硝酸钾和磷酸二氢钾75.75g和22.418g，溶解后，倒入装有50L井水的桶，桶体积为70L，测定各个容器中富营养化水的初始总氮TN209.73mg/L-215.94mg/L，总磷TP101.57mg/L-116.15mg/L，DO、PH、EC，试验过程中，每次取样前用蒸馏水补充至上次取样时高度，并搅匀水液。
[0036] 每次从容器中取样时，先将植物取出，再将容器中的水混匀，之后在水面以下10cm处采集1L水样；依据地表水环境
质量标准测定TN和TP，TN采用
碱性过
硫酸钾消解紫外分光光度法，TP采用钼酸铵分光光度法，用哈希便携式溶解氧仪测定溶解氧、梅特勒PH计测PH、雷磁电导率仪测EC。
[0037] 水体总氮或总磷去除率分别为：
[0038] WR＝(WC1-WC2)/WC1×100％。
[0039] 公式中，WR(％)为水体的总(全)氮和总(全)磷去除率；WC1为实验开始时水体总(全)氮和总(全)磷含量；WC2为实验结束时水体总(全)氮或总(全)磷含量。
[0040] 采用SPSS20.0进行统计分析。
[0041] 植物组合中除了两种沉水植物金鱼藻和狐尾藻生物量没有增加外，千屈菜，花叶菖蒲、凤眼蓝、绿叶美人蕉，狐尾藻和金在试验过程中生长状况良好，由图4可见生物量相比试验初始时均有显著增加。
[0042] 植物组合对TN的去除效果最佳，高达99％，与对照具显著性差异p＝0.001，不同植物去除效果不同，其中狐尾藻去除效果最佳约为72％，千屈菜和美人蕉去除TN效果均低于对照组，但均无显著差异，植物组合对TN去除效果显著高于单种植物。
[0043] 植物组合对TP的去除效果最佳，高达78％，高于对照，但与对照无显著差异p＝0.717，各单种植物除美人蕉略高于对照组外，其余单种植物去除TP效果均低于对照组。
[0044] 由图4可知植物组合对改变水体中DO有显著降低的效果，DO相比较对照组均降低，其中对照与植物组合、金鱼藻、花叶菖蒲、美人蕉、凤眼蓝均具有显著差异P分别为0.012，0.012，0.231，0.057，0.001，的去除效果最佳；对照组的EC变化率略高于各植物组，但各EC间无显著差异；PH值在试验结束时均增加，由中性变为中性偏碱性，其中对照组的变化最大，但对照仅与凤眼蓝具显著差异P＝0.001。
[0045] 随着试验的进行，栽植植物群落的水体中TN含量逐渐减少，对照组TN整体成下降趋势，但是在取样的28天，35天有升高趋势，在最后一次取样时又降低，栽植植物群落的水体中TP含量逐渐减少，在14天、21天、28天下降趋势不明显，而对照组TP的降低一直成递减趋势。
[0046] 植物群落能显著改变升高水体的PH值，由中性变成弱碱性，随着试验的进行，植物群落和CK的EC值相对与试验开始时均降低了，但栽植植物群落的水体EC值下降更多，栽植植物群落的水体中DO值在逐渐降低，而对照组中DO值基本在5以上。
[0047] 菖蒲对氮、磷的去除效果明显优于芦苇和狐尾藻，在植物组合处理中，菖蒲+狐尾藻组合对氮去除效果最佳，处理28d后，TN去除率分别达80％，芦苇+菖蒲组合对TP去除效果优于其他组合，处理28d后，TP去除率分别达87％，邢秀敏等构建5种水生植物组合类型：狐尾藻+、凤眼蓝+、水葱、香菇草+、美人蕉+、香蒲、香菇草+、菖蒲+、美人蕉、水鳖+、凤眼蓝+、菖蒲、水鳖+、香蒲+、梭鱼草，研究不同水生植物组合类型对水质的净化效果，发现对TN、TP去除率分别为44.39％～84.65％、64.02％～94.13％，香菇草+、美人蕉+、香蒲和水鳖+、香蒲+、梭鱼草对水体具有较好的综合净化效果，而狐尾藻+、金鱼藻以及金鱼藻+篦齿眼子菜的植物组合能够明显地降低水体中的溶解性总氮浓度；篦齿眼子菜+、狐尾藻的植物组合能够较好的去除水体中溶解性TP；本试验6种植物组合对TN的去除效果最佳，高达99％，可见植物组合对水体的净化优于单种植物和对照；植物组合对TP的去除效果最佳，高达78％，本试验组合对TN和TP的去除效果是很高的。
[0048] 水生植被的恢复，能显著改善水质，如菹草的恢复，使污水中的各种营养盐显著下降，溶解氧浓度、PH和透明度显著升高，电导率明显下降，水质得到改善；柯鹤新等利用陆生美人蕉、水竹、空心菜和水稻，夏季，11月底
收获，黑麦草、
大麦、小麦、苜蓿，冬季、12月中旬前下种，作为浮床，
覆盖率30％，对污水进行处理，处理后水面观感性改善，异味得到控制，透明度从5厘米提高到1米以上，
氨氮和总磷下降4倍和11倍，DO显著改善。这与本试验植物组合对改变水体中DO、EC有显著降低的效果，升高PH值的结果大体一致，可见植物群落可以改善水质。
[0049] 在实地实施中，采用小水塘进行应用：
[0050] 千屈菜5-10芽/丛，2-3丛/平方米；花叶菖蒲5-10芽/丛，2-3丛/平方米；绿叶美人蕉5-10芽/丛，2-3丛/平方米；凤眼蓝的
密度为5-10株/平方米；金鱼藻6-10芽/丛株，5-6丛/平方米；狐尾藻6-10芽/丛株，5-6丛/平方米；挺水植物栽植于圆形浮床里面有直径15cm的种植篮，然后将种植篮放置于直径30cm的圆形浮床上，每个圆形浮床栽植1丛挺水植物，为保持植物不倒浮，植物的根部用5个直径0.2×0.2cm的纱网袋装入300g直径约5mm石子固定；浮水植物栽植于直径30cm的圆形浮床上，圆形浮床里面有直径15cm的种植篮，每个种植篮栽植1株凤眼蓝；将每从沉水植物栽植于直径为7cm的种植篮中，将沉水植物垂直种植于种植篮中，然后将直径5mm的石子填充于种植篮中，置于80cm的水底，每周打捞落于水中的枯叶。
[0051] 沉水植物除冬季以外每30天收获一次，收割量占总沉水
植物量的15-25％；浮水植物在立冬后全部收获；挺水植物在冬季全部收获或者收获水面10cm以上植株，浮水植物除冬季以外每30天收获一次，收割量占总浮水植物量的40-50％，而挺水植物每30天收获一次，收割量占总挺水植物量的30-40％。
[0052] 植物修复氮磷含量高的水体具有经济，环保的优点，植物组合去除富营养化水体中的氮磷显著高于单独植物类群和对照，植物群落可以明显改善水体的PH值，溶解氧，虽然可以降低EC值。
[0053] 与相关技术相比较，本发明提供的高效去除氮磷的植物组合物具有如下有益效果：
[0054] 植物修复氮磷含量高的水体具有经济，环保的优点，植物组合去除富营养化水体中的氮磷显著高于单独植物类群和对照，植物群落可以明显改善水体的PH值，溶解氧，虽然可以降低EC值。
[0055] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
