应用人工湿地的技术对净化奶牛场废水的研究

生态环境学报2012,21(12):1992-1997http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：国家科技支撑计划项目(2012BAD14B15)；福建省自然基金项目（2008J0119）作者简介：颜明娟(1969年生)，女，副研究员，主要从事农业环境研究。E-mail:yanmj163@163.com*通信作者：翁伯琦（1957年生)，男，研究员，从事土壤肥料与生态农业技术研究。E-mail:boqiweng@yahoo.com.cn收稿日期：2012-09-10应用人工湿地的技术对净化奶牛场废水的研究颜明娟，方志坚，翁伯琦*，陈子聪，林诚，张辉福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建福州350013摘要：奶牛场废水量大，极易引起周边环境污染且大量养分资源流失于“土壤-植物”系统外而造成浪费，如何合理处置奶牛场废水使其既能被净化又可循环利用其养分成为当务之急。利用适应性强、耐肥、生长量大、根系发达的象草（Pennisetumpurpureum）和黒麦草（Loliumperenne）为植被，合理利用奶牛场外围的坡地和田地全年轮作，构建水草复合体系的间歇性人工湿地。在不同季节根据不同的水力停留时间通过对进出水中总氮、铵态氮、硝态氮、总磷、COD浓度的监测，分析湿地系统的净化效果及其净化稳定性，研究间歇性人工湿地对奶牛场废水净化和养分吸收利用的效果，以期为实现奶牛场废水污染治理和资源的合理循环利用提供依据。结果表明，象草和黒麦草在人工湿地系统表现很好的适应性，可有效的吸收废水中养分，氮磷的去除率分别达到82.3%和86.2%；水力停留6d系统中各污染指标都降低了80%以上，经过间歇性人工湿地系统处理的夏季与冬季废水各项指标的去除率基本相同，净化效果稳定。构建间歇性人工湿地栽种牧草处理奶牛场废水既实现污水处理的目的，又可以利用污水中富含大量营养物质降低牧草种植的生产成本，同时也为奶牛场节省饲料成本，不失为一种畜牧业良性发展可行的模式。关键词：人工湿地；奶牛场；废水；净化中图分类号：X713文献标志码：A文章编号：1674-5906（2012）12-1992-06引用格式：颜明娟,方志坚,翁伯琦,陈子聪,林诚,张辉.应用人工湿地的技术对净化奶牛场废水的研究[J].生态环境学报,2012,21(12):1992-1997.YANMingjuan,FANGZhijian,WENGBoqi,CHENZicong,LINCheng,ZHANGHui.Studiesonthedecontaminationofdairyfarmsewagebyconstructedwetland[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2012,21(12):1992-1997.随着我国专业化、集约化和规模化畜牧业的迅速兴起，畜牧业生产已经成为我国发展农村经济的重要支柱产业，但由此带来的水体富营养化以及河网区的污染问题已成为各地政府部门及城乡居民普遍关心的热点之一。未经处理的畜禽粪便及废水任意排放，一方面产生严重的环境污染问题[1-3]；另一方面还会造成大量养分资源流失于“土壤-植物”系统之外，造成养分资源的严重浪费。以往对规模化畜牧场的污水处理，常用的方法是进行厌氧发酵处理，产生沼气、沼渣、沼液等，沼气用于生活能源，沼渣和沼液做为肥料使用。若沼液需要排放，仍需一系列的后处理，方可达到排放要求。这种处理虽是可行的办法，但是存在着初始建设投资巨大，日常运行成本高，管理繁琐等缺陷，许多业主无力投资或有些业主投资后由于管理不到位，运行不正常，导致污水无法得到很好处理。人工湿地是近30年发展起来的一种污水处理新技术。该技术的原理是利用系统中基质+水生植物+微生物的物理学、化学、生物学三重协同作用，通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化[4-9]。由于其具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点。现在，许多科研人员在这方面展开研究，并且取得了可喜的成绩。目前，利用人工湿地在城镇生活污水处理中的应用屡见报道,在高浓度废水处理的实验这几年也已有人在进行[10-11]，但是大面积的处理应用则少见报道。本文以牧草为植被，利用间歇性人工湿地对奶牛场废水净化效果进行研究以期为实现奶牛场废水污染治理和资源的合理循环利用，促进畜牧业的良性发展提供理论依据。1材料与方法1.1供试植物选择与特点黑麦草（Loliumperenne）生长期为10月至次年5月，黑麦草在温暖湿润气候，l2～27℃时生长最快，超过30℃生长不良；每年可刈割3～5茬，鲜草产量112444~224888k