芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的模拟去除及纳污量核算
摘要：通过原状芦苇土柱灌溉鸭粪废水的室内模拟试验,探讨了芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的净化规律,并估算了芦苇湿地系统对COD的最大纳污量.结果表明,不同浓度的养鸭废水对芦苇的生物量影响不同,低、中、高浓度处理下芦苇生物量分别较对照增长36.1%、24.4%、24.3%;不同时期湿地系统对COD的净化效果不同,生长期要明显好于抽穗期和开花期;同一时期不同浓度处理条件下芦苇湿地系统对COD的净化效果亦存在明显差异,高浓度处理下湿地系统对废水中COD的去除率明显高于低浓度和中浓度处理.芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的净化可以用指数方程表示,而且在相同进水浓度下,降解常数(k)与温度成线性关系.高浓度处理条件下,估算出白洋淀芦苇湿地系统对COD的最大纳污量约为26629t·a-1.
关键词：芦苇湿地系统，COD，净化方程，COD纳污量
随着农村产业结构调整的逐步深入,我国畜禽养殖业得到了迅猛发展.畜禽养殖由分散的农户养殖转向集约化、工厂化、规模化养殖.伴随我国工厂化、集约化和规模化畜禽养殖业的迅速兴起,畜禽养殖废水已经成为与工业废水和生活污水相当甚至更大的污染源.其属于高有机物浓度、高氮磷含量和高有害微生物数量的“三高”废水,直接排入水体或存放地点不当,受雨水冲洗进入水体,将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化.全国人大2003年对《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》执行检查结果表明,我国规模化养殖场畜禽粪便产生量达17.3亿t,是工业固体废物的2.7倍.目前,我国养殖场多采用水冲洗粪便,而且一些地区的养殖场常把不经任何处理的污水直接排入河流、湖泊,污水不经处理,含有大量的病原微生物,直接排向河流,严重污染下游地区水源,引起水体的富营养化.养殖业废水属高浓度有机废水,其最显著特点就是有机物含量高,养殖废水的BOD5/CODCr为0.4~0.8,属可生化性很强的有机废水,因此易于采用生化方法进行消除.高红杰等采用铵饱和天然钙型沸石基质循环流人工湿地对模拟养猪废水的研究表明,湿地系统对CODCr的去除率一直维持在78%~92%之间.
研究发现,在营养元素去除取得理想效果的同时,湿地出水COD往往无法满足受纳水体的要求.目前,关于湿地对污水中有机物的去除机理、去除效果及模型模拟方面的研究较多,杨长明等采用组合人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征进行研究,发现湿地对尾水中CODCr和BOD5总体去除率分别达到35．2%和44.3%,肖红专提出了基于运行温度和进水浓度的湿地出水COD预测模型,指出湿地进出水COD服从指数方程规律,但是对于核算整个湿地系统对废水中有机物的最大纳污能力的研究还鲜有报道,因此,本研究采用室内模拟试验,选取COD为监测指标,研究芦苇湿地系统对废水中COD的纳污能力就显得尤为重要.
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