多级生态藕塘-表流湿地系统对养猪废水的净化应用研究

生态环境学报2019,28(11):2289-2298http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：国家重点研发计划专项（2017YFC0505302）；水利部技术示范项目（SF-201708）作者简介：王珵瑞（1992年生），男，硕士研究生，主要研究方向为面源污染防治。E-mail:ouyangshulang@163.com*通信作者：雷俊山，教授级高级工程师，主要从事小流域综合治理工作。E-mail:ljs_2008@sina.com收稿日期：2019-07-24多级生态藕塘-表流湿地系统对养猪废水的净化应用研究王珵瑞1,2，雷俊山2*，郭成久11.沈阳农业大学水利学院/辽宁省水土流失防控与生态修复重点实验室，辽宁沈阳110866；2.长江水资源保护科学研究所，湖北武汉430051摘要：在流域水污染治理中，如何廉价高效处理高污染的禽畜养殖废水，尤其是养猪废水的净化排放，已经受到广泛重视。为了拓展小流域养猪废水的有效治理方法和途径，本研究探究了生态藕塘与表流湿地联合配置实际应用于农村养猪废水的净化作用，对丹江口市余家湾小流域余家湾村构建的多级生态藕塘-表流湿地系统各环节水量、水质等进行了连续监测，并分析了各单元及系统在高浓度低流量和低浓度高流量两种相对进水条件下对养猪废水的净化效果，为小流域禽畜养殖废水治理提供参考借鉴。结果表明，各单元对CODMn、TN、NH3-N、NO3−-N、TP及SS均具备良好的削减作用，系统对上述各污染物的削减效果更稳定，优于各单元。在相对高浓度低流量时段，多级生态藕塘对上述各污染物的平均负荷削减率分别为58.63%、97.75%、95.35%、80.88%、96.20%、25.99%；表流湿地的对应削减率分别为−11.55%、46.91%、53.68%、21.90%、35.61%、4.93%；系统的对应削减率分别为52.36%、98.85%、97.97%、85.75%、97.95%和67.81%；各污染物出水质量浓度均值依次为5.17、0.83、0.51、0.13、0.26、6.00mg·L−1，综合水质由进水严重污染转变为出水良好。在相对低浓度高流量时段，多级生态藕塘对上述各污染物的平均负荷削减率分别为19.03%、72.70%、77.45%、55.98%、54.89%、38.10%；表流湿地的对应削减率分别为−2.68%、5.12%、19.95%、28.64%、10.00%、3.04%；系统的对应削减率分别为17.36%、77.42%、82.96%、71.05%、67.22%、75.95%；各污染物出水质量浓度均值依次为6.44、4.25、2.60、0.13、1.62、8.57mg·L−1，综合水质由进水重污染转变为出水轻污染。在一定的进水条件下，多级生态藕塘-表流湿地系统对养猪废水有非常良好且稳定的净化作用，可进一步推广应用。关键词：生态藕塘；表流湿地；养猪废水；流域水污染；削减率DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2019.11.019中图分类号：X52文献标志码：A文章编号：1674-5906（2019）11-2289-10引用格式：王珵瑞,雷俊山,郭成久,2019.多级生态藕塘-表流湿地系统对养猪废水的净化应用研究[J].生态环境学报,28(11):2289-2298.WANGChengrui,LEIJunshan,GUOChengjiu,2019.Applicationstudiesonpurificationofpiggerywastewaterbymulti-levelartificialsystemofecologicallotuspond-surfaceflowwetland[J].EcologyandEnvironmentalSciences,28(11):2289-2298.经济的发展使中国肉蛋奶的消费需求稳定增长，禽畜养殖规模随之增加，但环保意识及有效措施的滞后，使养殖废水污染问题日渐凸显，尤其是农村禽畜养殖作为农村经济发展的重要部分，其废水随意排放造成的水污染在农村面源污染中占有一定比重，已经影响到农村居民的饮水用水安全，同时也恶化了农村生态环境（杨红梅，2018；许文志等，2017；陈宏刚，2016；卢玉爱，2016；赵雅光等，2016）。因此，探索科学有效的方法对农村养殖废水进行集中净化再排放至关重要。近年来，生态塘及人工湿地因为低能耗、低成本、低投资及水质净化显著的特点，成为净化非工业污水的常用方法，并已开始应用于农业污水的处理（王晓玲等，2017；王妹等，2016；齐丹等，2016；崔丽娟等，2011；陈晓强等，2010）