潜流人工湿地对畜禽养殖废水深度处理技术研究

发布时间：2020-05-27 13:33

【摘要】：本研究以厌氧消化后的猪场废水为对象,研究了大狼把草和齿果酸模两种湿地植物对废水的净化效果并应用于潜流人工湿地。改变潜流湿地内部结构,构建4个潜流人工湿地单元,使用碎石和灰砖块作为湿地基质,系统地考察了湿地对废水的净化效果及影响因素。深入分析了湿地沿程微生物群落多样性、硝化及反硝化强度、湿地沿程污染物的浓度及去除率的变化,得出以下结论： 1.大狼把草和齿果酸模均具有较强的耐污染和耐冲击负荷能力。大狼把草营养生长期,在50～200mg·L-1的NH4+-N浓度范围内都能生长,在NH4+-N浓度200mg·L-1左右的猪场废水中有最快的生长速度；在NH4+-N浓度100mg·L-1左右的废水中,大狼把草的生长期长、对废水中N、P的去除率稳定、植物体内N、P积累量最高。齿果酸模在50-200mg·L-1的NH4+-N浓度范围内都能生长,但在NH4+-N浓度150mg·L-1左右的猪场废水中生长速度较快,对N、P的去除率稳定,植物内N、P积累量最高。 2.在植物旺盛生长阶段,大狼把草和齿果酸模盆栽系统对猪场废水中TN的平均去除率分别为87%和71%,对TP的去除率都达到75%以上。与无植物系统对废水处理结果相比较,大狼把草对猪场废水中TN和TP去除的贡献分别可达20%和11%,齿果酸模对猪场废水中TN和TP去除的贡献分别可达17%和12%。 3.潜流人工湿地单元经过80多天的启动,运行稳定,有植物湿地比无植物对照湿地提前10d左右进入稳定期。气温变化对湿地污染物去除效果的影响显著,各湿地单元对废水中COD、NH4+-N、TN、TP的去除率与气温变化均呈现线性关系,相关系数也都在0.90以上。 4.在HRT为4d,进水中CODCr、NH4+-N、TN、TP浓度分别为520mg·L-1、110mg·L-1、120mg·L-1、10mg·L-1左右时,4个湿地单元对COD和TP的去除效果均较好,去除率分别在60%、70%以上,植物对COD及TP去除的贡献分别稳定在10%和3%左右。植物对氮的去除效果受气温影响较大,对氨氮去除的贡献最高达13%,而对TN去除的贡献提高6%左右。潜流湿地内部结构改变后与一般潜流湿地比较,对COD及TP去除率提高约3-5%左右,对氨氮和TN的去除效果也有一定影响。 5.有植物湿地中微生物的数量沿水流进程逐渐递减,湿地前端和后端相差一个至两个数量级。湿地运行稳定以后,随季节的变化微生物数量发生一定的波动。 6.有植物湿地中硝化强度基本上呈现上层高、下层低的趋势,硝化反应主要在湿地前端进行,沿程逐渐降低。反硝化强度空间变化规律不明显,沿程变化略呈现出降低趋势,但沿程均能够保持较高的反硝化强度。湿地中硝化强度较高的在30mg·kg-1·d-1左右,反硝化强度有的在240mg·kg-1·d-1以上,所以湿地中反硝化速率远大于硝化速率。 7.有植物湿地中COD和TP浓度均呈现沿程逐渐降低的趋势,并且COD和TP的去除主要集中在湿地的进水端,湿地中后端COD和TP浓度变化趋于平缓。HRT不同,对COD和TP去除率的差别主要集中在湿地前端,随着水流沿程差别逐渐减小。有植物湿地中氨氮和TN浓度的变化沿程呈现逐渐降低趋势,湿地结构的改变使水流与植物根系接触更充分,对污染物的去除率更高。对照湿地中污染物的去除主要集中在湿地前端,污染物的浓度在湿地沿程及空间分布上变化较小。 8.在潜流人工湿地中采用湿地前端和中间联合进水的方式有利于湿地对TN的去除,但对TP、COD、NH4+-N去除率的影响较小。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X713

【参考文献】