生活处理污水设备:强化AMF净化重金属废水的垂直

　　生活处理污水设备:本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统。所述垂直流人工湿地系统包括池体、曝气装置、接种AMF的菌根化湿地植物以及复合基质。本发明接种AMF与湿地植物共生形成根系发达的菌根化植物，将菌根化植物运用于垂直流人工湿地，同时采用间歇曝气手段增加菌根化植物在垂直流人工湿地中的活性，显著促进了AMF的生长，进而提高了垂直流人工湿地对重金属废水的去除效果，同时提高了有机物和氮的去除率。

　　生活处理污水设备:权利要求书

　　1.一种强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，包括池体、曝气装置、接种AMF的菌根化湿地植物以及复合基质。

　　2.根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述接种AMF的菌根化湿地植物是指将AMF菌接种到宿主植物根系侵染后得到菌根化湿地植物，所述宿主植物为香蒲、菖蒲、李氏禾、或芦苇。

　　3.根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述曝气装置对称分布于垂直流人工湿地池体的2/5~3/5处。

　　4.根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述曝气装置由空气泵、转子流量计、曝气盘和曝气管组成，所述曝气盘对称分布于池体的中部，在曝气盘和空气泵的中间设置一个转子流量计，控制曝气速率。

　　5.根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述曝气装置由可编程插座控制。

　　6.根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述曝气装置的曝气方式采用间歇曝气的方式，每天曝气4小时，于0~1时、6~7时、12~13时、18~19时进行曝气，为垂直流人工湿地系统定时提供氧气。

　　7.根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述池体采用顶部敞口的圆柱形结构;所述池体的材料选用透明有机玻璃，在池体周围包裹锡纸，防止光透过池体照射到人工湿地中形成藻类。

　　8.根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述人工湿地的复合基质由下至上分别为砾石层、沸石层和石英砂层。

　　9. 根据权利要求1所述的强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述砾石层的厚度为150 mm~200mm，砾石的粒径为20~30 mm;所述沸石层的厚度为150mm~200mm，沸石的粒径为10~20 mm;所述石英砂层的厚度为150 mm，石英砂的粒径为1~2mm。

　　生活处理污水设备:说明书

　　一种强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统

　　生活处理污水设备:技术领域

　　本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统。

　　生活处理污水设备:背景技术

　　人工湿地作为一种有效的生态技术，其利用物理、化学和生物过程进行各种废水处理，特别是垂直流人工湿地由于其高氧转移率和较小占地面积而得到广泛应用。湿地植物及根际微生物在人工湿地净化重金属废水过程中发挥重要作用，它们对重金属的毒性、根际微生态环境、植物生长及抗胁迫能力等均产生重要影响。植物根际微生物可以通过增加对重金属的积累、降低重金属毒性、提高植物对重金属耐受性等途径有效提升人工湿地对重金属废水的净化能力。

　　丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF)是最常见的根际微生物，可与芦苇、香蒲、菖蒲等绝大多数湿地植物形成共生关系，并在其增强植物重金属富集能力和抗胁迫能力方面发挥显著作用。AMF与植物共生之后可以促进植物根系生长、显著增加植物根系的体积、表面积，与AMF的菌丝形成巨大的根系-菌丝网络，从而大大增加了对重金属的吸附。另外，AMF的根外菌丝能分泌一种能与重金属络合的球囊霉素相关蛋白(GRSP)，可以将重金属离子固定在菌丝细胞壁上。而且，AMF可以间接地通过改变宿主植物养分状况和抗氧化酶活性，调节宿主植物重金属相关基因和蛋白的表达，从而增强对重金属离子的提取效应，起到很好的重金属去除效果。

　　目前，AMF应用于重金属修复主要针对的是污泥或者土壤中的重金属治理，鲜有AMF在湿地中净化重金属废水的研究。传统的垂直流人工湿地有限的氧供应和传输能力十分有限，AMF为好氧真菌，虽然大多水生植物都有特殊的通气组织，能够运输所需的氧到根部，并在满足根部有氧呼吸的同时，通过根轴径释放到根际中，使根际达到微氧状态，但这还不足以满足AMF良好生长的需要，限制了AMF在植物根部的活性。因此，间歇曝气是有效增加AMF活性、提高重金属废水净化效果的技术手段。

　　发明内容

　　本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统。

　　为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

　　一种强化AMF净化重金属废水的垂直流人工湿地系统，包括池体、曝气装置、接种AMF的菌根化湿地植物以及复合基质。

　　上述方案中，所述接种AMF的菌根化湿地植物是指将AMF菌接种到宿主植物根系侵染后得到菌根化湿地植物，所述宿主植物为香蒲、菖蒲、李氏禾、或芦苇。

　　上述方案中，所述曝气位置对称分布于垂直流人工湿地池体的2/5～3/5处，对植物根际AMF菌丝富集的部位进行曝气，使植物根际达到好氧状态，给AMF提供一个良好的生长环境，满足其生长需要。

　　上述方案中，所述曝气装置由空气泵、转子流量计、曝气盘和曝气管组成，所述曝气盘对称分布于池体的中部，在曝气盘和空气泵的中间设置一个转子流量计，控制曝气速率。

　　上述方案中，所述曝气装置由可编程插座控制。

　　上述方案中，曝气方式采用间歇曝气的方式，每天曝气4小时，于0～1时、6～7时、12～13时、18～19时进行曝气，为垂直流人工湿地系统定时提供氧气，有利于AMF的生长，同时，也有利于硝化和反硝化细菌的生长，强化丛枝菌根真菌在垂直流人工湿地中净化重金属废水的功能。

　　上述方案中，所述池体采用顶部敞口的圆柱形结构，为菌根化植物根系的生长提供充足的空间;所述池体的材料选用透明有机玻璃，便于观察水位以及植物的根系，在池体周围包裹锡纸，防止光透过池体照射到人工湿地中形成藻类，避免藻类与人工湿地中微生物争夺生长必须的营养物质，特别是避免与AMF形成竞争关系，争夺营养物质，影响丛枝菌根真菌的生长。

　　上述方案中，所述人工湿地的复合基质由下至上分别为砾石层、沸石层和石英砂层，所述砾石层的厚度为150mm～200mm，砾石的粒径为20～30mm;所述沸石层的厚度为350mm～400mm，沸石的粒径为10～20mm;所述石英砂层的厚度为150mm，石英砂的粒径为1～2mm。底部选用粒径较大的砾石，可以起到很好的承托作用，且可以防止堵塞。中部采用沸石，其硅酸盐骨架结构的孔道和孔穴具有可供交换的阳离子，表现出良好的离子交换性能，同时，孔穴和孔道有很大的比表面积，允许一定大小的分子自由移动，具有良好的吸附性能，有利于重金属的吸附，起到除重金属的作用。

　　本发明的有益效果：本发明接种AMF与湿地植物共生形成根系发达的菌根化植物，将菌根化植物运用于垂直流人工湿地，同时采用间歇曝气手段增加菌根化植物在垂直流人工湿地中的活性，显著促进了AMF的生长，进而提高了垂直流人工湿地对重金属废水的去除效果，同时提高了有机物和氮的去除率。