人工湿地对规模化养猪废水处理效果评价

生态环境学报2018,27(11):2110-2116http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：南昌大学研究生创新专项基金项目（CX2017291）作者简介：刘小真（1965年生），男，教授，博士，研究方向为水污染控制工程。E-mail:liuxiaozhen@ncu.edu.cn*通信作者收稿日期：2018-05-31人工湿地对规模化养猪废水处理效果评价刘小真1*，石湖泉1,2，陈福根21.南昌大学资源环境与化工学院/鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室，江西南昌330031；2.南昌务求环保科技有限公司，江西南昌330006摘要：为了提高人工湿地对养猪废水中污染物去除效果，针对复合人工湿地存在的地下水污染问题，建立与防渗膜连为一体的复合型人工湿地畜禽养殖废水系统，湿地底层铺设PE防渗膜，选用煤渣、砾石、粗砂作为湿地填料，种植美人蕉（Cannaindica）、水芹菜（Oenanthejavanica）、菖蒲（Acoruscalamus）、水葱（Scirpustabernaemontani）、水葫芦（Eichhorniacrassipes）湿地植物，考察复合人工湿地运行期间对养猪废水污染物的去除效率，并对温度和系统处理污染物效率的变化进行分析。结果表明：湿地植物在启动初期，对污染物的去除效率较低（NH4+-N、TP和CODCr的去除效率分别为53.6%、61.4%和41.7%），需经过一段时间形成良好的根系结构后，NH4+-N、TP和CODCr的去除能力才会稳定提高；地表流人工湿地植物在气温较高时容易枯死，在高温情况下应设置防晒措施；本研究复合人工湿地处理养猪废水污染物效率在10月达到最高，NH4+-N、TP和CODCr的去除效率分别为98.8%、62.1%和87.1%，湿地后续单元增加曝气能有效处理养猪废水中的NH4+-N；气温变化会影响人工湿地处理NH4+-N、TP和CODCr的效率，气温对NH4+-N和TP去除效果影响明显大于对CODCr去除的影响。该处理系统对养猪废水中的污染物去除效果较好，能够将废水水质提高到理想的水平，可为中小型养猪场构建人工湿地提供理论依据和技术参考。关键词：养猪废水，复合人工湿地，气温变化，去除能力DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2018.11.018中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1674-5906（2018）11-2110-07引用格式：刘小真,石湖泉,陈福根,2018.人工湿地对规模化养猪废水处理效果评价[J].生态环境学报,27(11):2110-2116.LIUXiaozhen,SHIHuquan,CHENFugen,2018.Effectassessmentofconstructedwetlandsonthetreatmentoflarge-scaleswinewastewater[J].EcologyandEnvironmentalSciences,27(11):2110-2116.近年来，中国许多规模化养猪场由于大部分采用水冲式清粪工艺，产生了相当数量的含高浓度有机质、氮和磷废水（Wangetal.，2013），这些废水给当地造成了较大的环境污染，并且越来越多地造成周边水体的富营养化（Dengetal.，2008；Zhu，2007），甚至成为流域面源污染的主要来源之一（刘小真等，2010）。人工湿地是设计和构建的工程化系统，利用湿地植被、土壤介质及其相关微生物相关组合的自然功能在受控制的环境中进行废水处理（Kadlec，2009）。由于其具有污染物去除效率好、安装和维护成本相对较低、操作简单、水和养分重复利用潜力大（Prochaskaetal.，2007；张骁栋等，2016）等特点，人工湿地被运用于许多类型的废水，包括工业废水（Cominoetal.，2011；杨旭等，2013）、农业径流（Zhangetal.，2017）、湖水（Martínetal.，2013）、垃圾渗滤液（Speeretal.，2011）、暴雨径流（Heyvaertetal.，2006）和泥炭提取流出物（Postilaetal.，2015）等。人工湿地可缓冲畜禽废水的污染负荷冲击，且能够有效去除营养物质及病原体（颜明娟，2012；Hilletal.，2001），被越来越多地运用于养猪废水处理（张燕等，2018；刘树元等，2012；高春芳等，2011）。本研究以永丰县某农场为试验基地，针对复合人工湿地存在的地下水污染问题，建立防渗膜连为一体的复合型人工湿地畜禽养殖废水系统，该系统包括沼气池、沉淀池、曝气池、缓冲池、潜流人工湿地、地表流人工湿地、氧化塘处理