植物材料对猪粪污水中污染物的絮凝及重金属的富集效果研究

发布时间：2020-06-09 16:59

【摘要】：随着中国经济的蓬勃发展,居民生活水平有较大的改善,人们对膳食结构的选择性更强,尤其是对畜禽产品需求量将逐渐增加,与此同时,将加快畜禽养殖业的发展。目前,在中国的农村,畜禽养殖是农业和农民经济的产业支柱,这将有利于我国乡村经济的提升。但畜禽粪便排放量大,如果得不到有效的处理和利用,将造成环境污染,同时对牲畜和人类健康造成危害。目的:旨在初步探索利用植物性材料对生猪养殖粪便污水进行处理。通过对伊犁绢蒿种子粘液的提取工艺进行试验及其利用提取粘液作为絮凝剂对猪粪污水的处理效果进行研究;利用盆栽试验(植物)对施入猪粪污水土壤中的重金属元素进行吸收。对施入畜禽粪便的土壤净化和在植物修复领域内植物的选择提供参考。方法:首先对影响粘液提取率的三个因素进行单因素试验,在此基础上利用响应面法(Box-Behnken设计)进行优化提取。以提取的粘液为絮凝剂,以絮凝率和COD为测定指标,通过对猪粪污水的浓度、pH值以及絮凝剂用量等几个参数进行试验。利用植物对土壤中重金属的富集特性,设计不同浓度猪粪污水对植物进行处理,以富集系数、转移系数和迁移总量为指标,对植物的重金属富集能力进行试验。结果:绢蒿种子粘液在本实验条件下的最高提取率为16.8%,提取条件为:提取时间3 h、液料比60:1、提取温度64℃。在样品浓度为2 g·L~(-1),调整废水溶液pH值为7时,粘液剂量为20mg·L~(-1)时,使用明矾混合使用(40 mg·L~(-1))。猪粪便的COD和絮凝率去除率分别为68.3%和62.6%。臭草在A3处理时对重金属Cr、Cu的富集能力最强,重金属Cr含量为28.24 mg·kg~(-1)(地上部)和107.3 mg·kg~(-1)(地下部),重金属Cu的含量为6.23 mg·kg~(-1)(地上部)和16.99mg·kg~(-1)(地下部);虎尾草在A2处理时最大,Cr含量为20.24 mg·kg~(-1)(地上部)和90.71mg·kg~(-1)(地下部),重金属Cu的含量为2.55 mg·kg~(-1)(地上部)和9.26 mg·kg~(-1)(地下部)。臭草和虎尾草对重金属Cd的迁移总量最大分别为0.45 mg和0.83 mg;Cr的迁移总量最大为141.2 mg和346.13 mg;Cu的迁移总量最大为30.15 mg和47.2 mg。结果表明,虎尾草和臭对土壤中的重金属(Cr、Cu)具有较强的吸收能力,但对重金属Cd的吸收能力较弱。植物根部对重金属富集能力较强(富集系数1),却不利于重金属的迁移(地上部),但转移系数都小于1。结论:在猪粪污水处理过程中,随着粘液量的增加,COD和絮凝率去除率也增加;pH值对处理效果没有明显的变化趋势;明矾和粘液的组合可以显著提高畜禽污水净化效果。随着猪粪污水浓度的增加,2种植物土壤pH值和电导率随之升高,猪粪的施入抑制2种植物对重金属Cd有效态的吸收,且对重金属(Cr、Cu)转移能力较差。
【图文】：

遇水前后伊犁绢蒿粘液种子和无粘液种子形态变化

伊犁绢蒿种子及粘液的吸水和脱水动态曲线
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X713

【参考文献】

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本文编号：2704981