为了提高潜流人工湿地对畜禽养殖废水中污染物的去除效果,该试验通过改变湿地内部结构构建了4个潜流人工湿地单元,选用灰砖块和碎石做湿地填料,冬夏季轮作栽培齿果酸模和大狼把草,考察湿地运行期间对厌氧消化后猪场废水的净化效果。
一、潜流人工湿地
在畜禽养殖废水处理技术中,厌氧消化技术在废水的生物质能源开发与污染治理方面得到了广泛的应用。近年来国家明确指出畜禽养殖废水经过预处理及厌氧处理后,沼渣和沼液应全部资源化利用,不得直接向环境中排放。一般情况下,沼渣可以生产有机肥,沼液也可以作为液体肥料使用,但在非农灌季节产生的沼液直接排放会对环境造成一定的污染,因此有必要对沼液进行深度处理。比较低成本的处理方法主要是将沼液排入氧化塘或人工湿地进行处理,人工湿地能够最大限度地削减受纳水体的污染物负荷,同时具有良好的环境生态效应。
波形潜流人工湿地是一种新型潜流人工湿地,在湿地中沿垂直水流方向设多个档板,湿地内部包括水平流、上行流和下行流在内的混合流态,使其在一定程度上增强对废水的处理效果,但是存在供氧不足,氮去除不彻底等问题。针对该问题,任拥政等采用局部充氧和回流方式强化脱氮,但提高了湿地的运行成本。
二、试验分析与论证
装填湿地所用的陶粒、珍珠岩和碎石从市场上购买,灰砖块是把从建筑垃圾场收集的粉煤灰加气混凝土砌块经人工砸碎后按照湿地装填时对填料粒径大小要求进行筛分。本试验选择冬、夏季植物轮种的方案,所栽培的植物为本课题组筛选的耐污能力、净化能力均较强的植物。冬、春季(10月中旬~次年5月中旬)栽种耐寒植物齿果酸模,夏、秋季(5月下旬~10月上旬)栽种大狼把草,植物种植密度约为25~30棵/m2。
湿地单元运行开始于2010年3月。湿地进水采用穿孔管布水,采用连续进水的方式,流速由进水阀控制,湿地水位通过出水口控制在45cm。水力停留时间的控制是通过控制进水流量,湿地床体体积是不变的,孔隙率已知,控制流量就可以调整水力停留时间。在湿地内部增设导流墙,迫使水流流经植物根部,有利于植物对磷的吸收和根部微生物的转化利用,湿地对TP的去除率随气温变化影响较大。
试验中所用的沸石湿地填料灰砖块以及湿地植物大狼把草和齿果酸模对污染物的去除效果较好,可以进一步推广在大型湿地中的应用。