畜禽养殖场沼液的跌水—生态浮床处理研究

【摘要】沼气工程可以实现畜禽养殖废弃物的无害化、减量化和资源化。同时,产生的沼气可以缓解农村能源的供需矛盾,其在节能减排,保护农村环境以及发展农村经济中起到了重要的作用。然而,沼液的后续处理问题却不能忽视。沼液是畜禽废养殖弃物厌氧发酵后的残留液体,属高浓度有机废水,如果不妥善处理,将会引起水体富营养化、农田污染、土壤质量恶化等环境问题。作为一项原位修复技术,生态浮床技术有着造价低廉、管理简便等优点；跌水复氧可以充分利用丘陵山地地貌特点,尤其是在有着“山城”之称的重庆,能够直接有效地利用污水重力势能,以减少基建成本,高效低耗。鉴于此,在沼液前处理的基础上,本文将这两种技术引入到沼液的后端处理过程中,使沼液经跌水复氧,进入生态浮床系统进行净化。文章分别研究了沼液跌水复氧过程中的影响因素及参数优化和生态浮床的构建及净化效果,并将二者串联运行,对沼液进行处理,为畜禽养殖场沼液的后端处理提供科学依据。跌水试验表明在跌水高度H=70cm、跌水宽度B=25cm.跌水深度h=20cm的条件下,沼液能取得较好的充氧效果。在一定高度范围内,复氧率先增大后减小,在高度为70cm处达到最大值。在宽度=10cm时沼液跌落形态为水柱状态,在宽度为15到30cm范围内,呈现水幕状下跌。在水幕状态下,复氧率随宽度的增加而增大,但增长率减缓。随着跌水深度的增加,复氧率随之减少,且下降趋势变缓。传统浮床静态试验中,美人蕉和凤眼莲在3种沼液浓度下均能正常生长,在中等浓度沼液中,植物生长最旺盛、生物量最大。美人蕉浮床对高、中、低浓度沼液COD的去除率为63.78%、71.43%、73.50%；TN的去除率为75.39%、80.11%、90.11%；NH4+-N的去除率为82.56%、90.41%、92.36%；TP的去除率为79.13%、88.14%、94.63%。凤眼莲浮床对高、中、低浓度沼液COD的去除率为75.51%、81.69%、77.32%；TN的去除率为83.87%、87.75%、91.03%；NH4+-N的去除率为87.99%.86.16%.89.02%:TP的去除率为84.17%、81.53%、93.66%。从整体上看,美人蕉和凤眼莲浮床对中、低浓度沼液的净化效果优于高浓度沼液；凤眼莲对高浓度沼液的适应性强于美人蕉,对沼液的净化效果优于美人蕉。两种植物对于不同污染物的去除能力有差异。美人蕉对于NH4+-N、TP去除率要高于凤眼莲,对COD和TN的去除效果不及凤眼莲。在传统浮床的基础上构建复合浮床,试验发现复合浮床对于各污染物的处理效果均强于传统浮床,说明填料的添加有助于污染物的去除,尤以组合填料的浮床对污染物的去除效果最佳。连续进水试验表明延长水力停留时间有利于浮床对COD、TN.NH4+-N、TP的去除。在水力停留时间为1、3、5、7d时浮床对COD的平均去除率为9.07%、21.40%、32.46%和39.16%；对TN的平均去除率为11.56%、27.07%、39.50%和50.49%；对NH4+-N的平均去除率分别为6.52%、16.54%、23.90%和28.54%；对TP的平均去除率7.46%、16.95%、26.89%和35.03%。随着水力停留时间的延长,污染物的去除效果增幅放缓。跌水-生态浮床复合系统对COD.TN.NH4+-N、TP的累计去除率分别为87.87%、83.37%、87.75%和79.35%；COD和TP的出水浓度达到城镇污水处理排放标准一级B标、TN和NH4+-N的出水浓度达到城镇污水处理排放标准一级A标,出水水质稳定。
【作者】陈正杰；
【导师】陈玉成；
【作者基本信息】西南大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】沼液；跌水；生态浮床；净化；

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