人工湿地系统对含沼液畜禽废水净化效果试验研究

生态环境学报2012,21(3):515-517http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：国家“十二五”科技支撑计划(2011BAD15B00)；中国博士后基金(20110491020)；黑龙江省博士后资助项目(LBH-Z09263)作者简介：杨旭(1973年生)，男，副教授，博士，主要从事生态环境修复与管理研究。E-mail:yangxu2005gd@163.com*通信联系人，李文哲，男，教授，博士生导师。E-mail:yx_hit@163.com收稿日期：2012-02-02人工湿地系统对含沼液畜禽废水净化效果试验研究杨旭，李文哲*，孙勇，王小伟东北农业大学工程学院，黑龙江哈尔滨150030摘要：为了考察人工湿地处理含沼液畜禽废水的可行性，采用水平潜流人工湿地对含沼液畜禽废水进行处理实验。试验结果表明：在进水流量1.5m3·d-1，水平潜流人工湿地系统对含沼液畜禽废水具有较好的处理效果。废水中COD、TP、TN和NH4+-N浊度平均去除率分别为59.21%、53.80%、55.09%和55.57%.另外，通过对人工湿地沿程的污染物变化试验分析表明，人工湿地系统对污染物的降解是沿人工湿地水流方向逐渐降低的。关键词：人工湿地；含沼液畜禽废水；净化效果；沿程变化中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1674-5906（2012）03-0515-03中国是农业大国，“十一五”期间，国家把农村沼气建设作为改善农村能源结构，治理环境卫生，提高农民生活质量的重要措施。现在，农村沼气建设已经取得了显著效果，但生成沼气的过程中会产生大量的沼液与沼渣，相当一部分沼液不能得到有效处理和充分利用，这就不可避免的进入环境，造成养殖场废水中增加了沼液成分，为养殖废水处理带来了困难。这样寻找一种能够降低含沼液畜禽废水污染负荷，使含沼液养殖废水安全排放的简单、高效、经济的处理技术就成为十分必要。人工湿地作为一种成本低、操作简单的水处理方法，已成功应用于生活污水、工业废水、城市暴雨径流的处理。虽然，以往的研究没有采用过人工湿地处理过含沼液畜禽废水[1-15]，但其诸多优点满足了对沼液废水处理的要求。而且，一些学者对养殖场废水采用过人工湿地处理研究，处理效果良好[16-20]。为此，本研究拟采用水平潜流人工湿地针对养殖场中排放的含沼液畜禽废水进行处理试验研究，考察人工湿地处理养殖场含沼液畜禽废水的污染物去除效果。1材料和方法1.1人工湿地构建及运行情况水平潜流人工湿地系统尺寸均为长0.9m，宽0.4m，高为1.0m。基质厚度为0.5m，填充砾石，池体净水深为0.5m，底坡为0.5%。进水均设置一个集水池，尺寸均为长0.2m，宽0.4m，高为0.9m。进水采用穿孔均匀布水。出水采用PVC穿孔集水管。人工湿地系统植物种植密度均为20株·m-2。系统于2011年6月中旬开始运行，进行检测，11月末结束。运行期间，人工湿地系统按进水流量1.5m3·d-1运行。1.2检测方法试验所用的进水样取自湿地进集水池，出水样取自各个出水口，每次取样都在上午9点，取样测试频率为6—8次/月。为了考察水中污染物的在湿地床体不同位置的变化，本研究除了湿地进水口、出水口外，分别沿水流方向在两个潜流湿地床体的1/3处（潜流人工湿地床体0.3m处）、2/3处（潜流人工湿地床体0.6m处设置取样口。在7—8月增加对沿程取样口进行取水检测，选取2个月的指标用各取样点平均值进行分析，以揭示人工湿地系统中污染物的沿程变化规律。试验对湿地系统的进出水的COD、NH4+-N、TN、浊度、TP、pH等水质指标进行检测分析，试验采用的水质分析方法采用国家环保局编制的水与废水检测分析方法,COD采用重铬酸钾法，NH4+-N采用纳氏试剂分光光度法，TN采用过硫酸钾氧化—紫外分光光度法，TP采用钼锑抗分光光度法，pH采用pH计检测。2结果与分析2.1湿地系统处理效果在运行监测期间，人工湿地系统对含沼液畜禽废水具有较好的处理效果。如表1所示，出水COD，TP，TN，NH4+-N和NO3--N等指标都远低于进水，废水中COD，TP,TN，NH4+-N和浊度平均去除率分别为59.21%,53.80%，55.09%，55.57%和89.57%。按照畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596—2001），湿地出水水质较好。2.2地系统污染物沿程变化规律2.2.1COD的沿程变化规律2011年7—8月对水平潜流人工湿地系统COD516生态环境学报第21卷第3期（2012年3月）沿程变化进行了检测，结果如图1所示。由图1可以看出，人工湿地系统COD降解速率沿程都表现了逐步降低的趋势，而且在人工湿地系统