生态滤池-人工湿地组合工艺处理废弃沼液效果研究

摘要

近年来，国家和地方各级政府鼓励畜禽养殖场配套建设沼气工程，养殖污水转化为“三沼”，以减少养殖污水随意排放所带来的农业面源污染。与此同时，沼气工程产生的副产物—沼液不断增长，无法处理。本研究针对农村养殖粪污处理所产生的废弃沼液产生的环境污染问题，因地制宜，采用生态滤池-人工湿地组合工艺，通过不同水力负荷以及不同季节下组合工艺对沼液的净化效果试验，研究生态滤池-人工湿地组合工艺最佳运行参数、湿地内植物生长特性及氮磷累积效果、湿地内土壤中氮磷含量的变化。得出以下结论:
　　(1)不同水力负荷对各个指标的去除均表现出一定的影响。COD的去除率随水力负荷的升高而先增加降低，TN、NH4+-N的去除率随着水力负荷的增加而下降，当水力负荷为0.25m3/m2·d时，EF/CW组合工艺对各污染物都有很好的去除效果，平均去除率分别达到84.27％、66.46％、76.7％、88.46％。TP的去除率基本保持不变，说明EF/CW组合工艺对TP的去除还有一定的潜能。
　　季节的变化对EF/CW组合工艺处理沼液各个污染物指标都有一定的影响。COD、TP的去除受季节变化的影响较大，在冬春季节无法达到排放标准时，可以降低水力负荷运行。
　　从综合运行效果来看，EF/CW组合工艺对于COD、NH4+-N、TP都有很好的去除效果，而且具有良好的稳定性，但是对TN的去除率不甚理想，需要改进以提升TN的去除率。
　　(2)试验期间湿地内各植物长势基本良好，不同植物的RGR差异较大，梭鱼草、水葱、美人蕉的RGR在夏季最大，之后降低，菖蒲，鸢尾、再力花的RGR则在秋季达到最大值。
　　在表面流人工湿地系统中，湿地植物的株高、生物量、植物组织中全氮、磷含量沿水流方向呈递减的趋势，且差异显著。
　　不同湿地植物在不同季节时期氮、磷累积量不同，基本为逐渐升高的趋势，六种植物同化吸收氮的能力大小依次为鸢尾＞美人蕉＞再力花＞菖蒲＞梭鱼草＞水葱。同化吸收磷的能力大小依次为菖蒲＞美人蕉＞鸢尾＞再力花＞梭鱼草＞水葱。说明湿地植物对氮有很好的吸收能力，在磷吸收方面，也有一定的能力。
　　根据Tanner的方法对湿地植物进行评价，美人蕉、莒蒲对氮、磷的吸收能力比较高，再力花和鸢尾吸收能力中等，而梭鱼草、水葱的吸收能力比较差。
　　(3)在表面流人工湿地中，植物地上部分吸收占氮去除总量的30％，土壤吸附占10％，硝化反硝化占60％。硝化反硝化作用是人工湿地脱氮的主要途径，基质吸附和植物吸收作用也是湿地脱氮的重要形式。土壤吸附磷占湿地磷去除总量的60％，是湿地除磷的主要途径。植物地上部分吸收磷占40％，在湿地除磷的过程中也起到重要作用。
　　组合工艺的投资运行费用低，具有去污效果好、系统残渣少等特点，且管理维护方便、对人员技术要求低，适合在广大农村地区畜禽养殖场推广应用。

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摘要

附表目录

插图目录

第一章 文献综述

1．1 农村废弃沼液污染现状概况

1．1．1 沼液的来源

1．1．2 沼液的特性及危害

1．2 国内外对废弃沼液处理技术研究现状

1．2．1 自然净化处理技术

1．2．2 好氧生物降解技术

1．2．3 组合工艺技术

第二章 引言

2．1 研究背景

2．2 研究目的

2．3 研究内容

2．4 技术路线

第三章 EF／CW组合工艺最佳工艺条件的探索

3．1 材料与方法

3．1．1 试验点基础信息

3．1．2 试验装置

3．2 试验方案

3．2．1 不同水力负荷对EF／CW组合工艺处理方案

3．2．2 季节变化对EF／CW组合工艺处理效果方案

3．3 样品采集与分析

3．3．1 样品的采集

3．3．2 分析项目及方法

3．4 数据处理与分析

3．5．1 不同水力负荷对COD的去除

3．5．2 不同水力负荷对TN的去除

3．5．3 不同水力负荷对NH4+-N的去除

3．5．4 不同水力负荷对TP的去除

3．5．5 季节变化对COD的去除影响

3．5．6 季节变化对TN的去除影响

3．5．7 季节变化对NH4+-N的去除影响

3．5．8 季节变化对TP的去除影响

3．6 本章小结

第四章 人工湿地系统植物生长特性及氮磷累积效果

4．1 材料与方法

4．1．1 试验装置

4．1．2 供试湿地植物

4．2 试验方案

4．3 分析项目与方法

4．3．1 植物生长率

4．3．3 植物组织氮磷含量

4．4 数据处理与分析

4．5 结果与分析

4．5．1 湿地中不同植物的生长特性

4．5．2 植物生物量、氮磷含量的沿程变化

4．5．3 湿地植物同化吸收氮磷的效果

4．5．4 湿地植物生物量、氮、磷吸收量的评价

4．6 本章小结

第五章 人工湿地土壤中氮、磷的含量菱化

5．1 材料与方法

5．1．1 试验装置

5．5．1 人工湿地土壤中氮的变化

5．5．2 人工湿地中土壤中磷含量的变化

5．5．3 人工湿地各氮、磷去除途径的贡献率

5．6 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 不足与展望

参考文献

作者简介

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