组合湿地在通风强化条件下循环处理鲟鱼养殖废水研究_林玉良

人工湿地应用于废水处理始于20世纪70年代，因其具有净化效果好、建造运行和维护费用低、生态和美化环境效果好等特点而得到广泛应用[1,2]。近年来，也有学者对利用人工湿地处理水产养殖废水做了很多研究，如刘文生等利用人工湿地处理胡子鲶养殖用水，处理后BOD5、COD和TN的去除率分别达81.77%、55.55%和65.00%[3]；彭刚等利用人工湿地处理养殖用水，净化后的水质达到GB3838－2002Ⅲ类标准[4-5]。为了充分发挥每种人工湿地在水处理上的优势，将不同类型人工湿地相串联，国内外学者做了诸多研究，如吴振斌等将上行流与下行流人工湿地相结合处理城镇污水，TP与IP的去除效果较好[6]；Seo等利用水平潜流→垂直流→水平潜流人工湿地组合处理污水，硝化反应与反硝化反应均得到加强，TN去除率明显提高[7]。氧气在人工湿地中作用至关重要，它不仅影响植物的生理反应，微生物的种类、数量和活性，基质理化特性，好氧、缺氧、厌氧等功能层的分布，还直接影响系统的净化效果[7-9]。植物根系泌氧是人工湿地，尤其是潜流湿地中污染物降解所需氧气的主要来源。Plamondon等研究了人工湿地中氧的分布规律与传递机理，发现人工湿地系统中的氧被消耗于有机物和氮磷等营养物质的降解过程，对湿地的净化作用有着非常重要的影响[9-11]；Ong等研究表明，曝气后的上行流人工湿地对有机物和NH4+-N有更好的去除效果[12]；Landry等利用曝气强化的人工湿地处理废水，脱氮效果明显，并有效控制了温室气体的释放[8]。然而人工湿地技术在水产业中应用几乎都是将单一类型湿地与室外养殖相结合，并且未对人工湿地进行曝气强化。将通风强化的复合人工湿地与室内规模化养殖相结合研究报道较少，其应用的可行性和前景需要试验论证。本研究通过对3级串联的组合人工湿地床体进行通风强化，探讨了杂交鲟养殖废水污染物在各级湿地中的运移规律以及不同曝组合湿地在通风强化条件下循环处理鲟鱼养殖废水研究林玉良1，李谷2，张世羊2，陶玲2，李晓莉2，张珂2（1.华中农业大学水产学院，湖北武汉430070；2.中国水产科学研究院长江水产研究所，湖北武汉430223）摘要：利用一组组合潜流人工湿地（下行流→上行流→水平流）和鱼池结合构建的循环水养殖系统，研究了养殖废水中污染物在各级湿地的运移规律以及不同曝气方式（连续与间歇曝气）下湿地的净化效果。结果表明，在水力负荷为6.6m·d-1运行条件下，一级湿地对NO2--N有明显去除效果，去除率为57.8%；二级湿地对NO3--N、TN和TSS的去除明显，去除率分别为27.9%、11.0%和67.44%；三级湿地对NH4+-N、COD和TP的去除明显，去除率分别为14.8%、22.8%和18.5%。湿地出水水质经曝气增氧后满足鲟鱼养殖用水要求。通过湿地基质通风强化的方式，在气水体积比为2：3时，湿地内部DO含量分布状况得到改善，产生明显好氧-厌氧区，湿地净化效果有不同程度提高，其中，连续曝气对NH4+-N、TN和TP有较好的处理效果，间歇曝气对NO3--N和NO2--N有较好的处理效果，2种曝气方式对NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD的去除无显著差异。综合节能和净化效果，系统实际运行过程中选择间歇曝气优于连续曝气。关键词：人工湿地；循环水养殖系统；水力负荷；曝气；净化效果中图分类号：X714文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)12-0109-006收稿日期：2011-04-15资助项目：现代农业产业技术体系建设专项资金资助（CAR-46）；农业部农业科技成果转化资金项目（2008GB23260394）；中央级公益性科研院所基本科研业务费；中国水产科学研究院渔业水体净化技术和系统研究重点开放实验室开放基金项目（FWT-200701）作者简介：林玉良（1984－），男，硕士研究生，研究方向为水产养殖工程；联系电话：18664633876；E-mail：lyh840719@126.com通讯作者：李谷，研究员；联系电话：027-81780121；E-mail：ligu667@yahoo.com第37卷第12期2011年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.12Dec.,2011109DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.12.026气方式（连续与间歇曝气）对湿地净化效果的影响，为室内规模化养殖的排污及水质调控提供参考。1材料与方法1.1试验材料养殖品种为杂交鲟（达氏鳇Husodauricus♀×史氏鲟Acipenserschrenckii♂），由中国水产科学研究院某水产研究所提供，平均体长70cm、体重1028g。1.2系统组成与工艺流程试验系统（见图1）由水