巫方才

摘要：为探讨水生生物对养猪废水的降解效果，文章选取安徽省某养猪场的沼液废水为研究对象，设计了试验装置，废水从沼气池中接管后依次流经生物基质池和生物塘，在生物塘中分别种植美人蕉、苦草、孤尾藻和芦苇四种水生生物，监测了装置运行10 d、加d、30 d和40 d生物基质池和生物塘中TP、COD、氨氮和ss的含量，计算出了四种水生生物对各污染物的去除率，结果表明：孤尾藻对养猪废水中COD去除效果最好，其次是苦草，去除率均在80%以上；四种植物中对养猪废水中ss去除率均在80%以上；芦苇对养猪废水中氨氮去除效果最好，在70%以上。

关键词：沼液废水；水生生物；去除率；生物基质池

中图分类号：X830 文献标志码：B

前言

养猪废水主要包括生猪的尿液、粪便、冲栏废水以及部分生产废水，废水量的多少与气候条件、生猪品种、猪栏冲洗方式、饲料种类、猪场喂养方式等因素有关。据报道，规模在万头以上生猪的猪场日排水量高达100 m3以上，养猪废水往往具有水质复杂、悬浮物含量高、水质波动大、有机物含量高、经常伴随恶臭味气体等特征，对于一些存栏猪规模在5 000头以上的猪场废水中COD含量可高达1 600 mg·L-1-4 000 mg·L-1、氨氮含量高达550 mg·L-1。

目前使常用的养猪废水处理方法有：SBR技术、UASB工艺、人工湿地、MBR技术以及多种工艺复合使用等技术。如王建西等采用“EGSB+MBR”组合工艺对某猪场废水进行处理，结果表明该组合工艺对COD等有机污染物的处理率可达90%以上；朱繁永等认为“HCR+SBR”工艺对养猪废水中COD、BOD以及ss的去除率均在95%以上；葛玉龙等研究了PAC-CTS复合絮凝剂在处理养猪废水时的最佳絮凝条件、并求出了添加絮凝剂后废水的生化值；周可人等在硅灰石粉和水镁石粉中分别添加ZrOCl2·8H2O和CeCl3得到了四种改性材料，并认为该改性材料对废水中磷元素有较好的去除效果；唐铄松等求出了曝气和投加氢氧化钠两种工况下最适宜的pH以及对应的正磷酸盐回收率。养猪废水处理工艺越来越多、技术也越来越成熟，但存在如下问题：（1）受气候及季节限制，猪场产生的沼液过多、有时未得到有效利用不得不直接排放；（2）经一般工艺处理后的废水氮磷含量仍较高，应配有专门的脱氮除磷工艺；（3）传统方法中常用的好氧处理技术建设投资大、运行管理费用高；（4）污水的处理效果受气候条件制约明显。

文章拟以养猪废水中的沼液废水为试验用水，抽取部分废水流经生物基质池，后流经种有水生植物的生态塘，在生态塘中分别种有狐尾藻、芦苇、美人蕉、苦草四种水生植物，以期判别四种植物对废水的处理效果。

1材料与方法

选取安徽省某规模化养猪厂的沼液废水为试验用水，水质情况如下：COD 4 000 mg·L-1-6 000 mg·L-1，氨氮4 000 mg·1-1-6 000 mg·L-1、SS4 000mg·1-1-6 000 mg·L-1、TP 4 000 mg·1-1-6 000mg·L-1、BODs 480 mg·L-1-1 200 mg·L-1、石油类5 mg·1-1～15 mg·L-1，该猪场沼液废水后经过SBR工艺处理即排人市政管网，文章设计试验从沼液废水后引入部分废水流经生物基质池后再经过人工湿地生物糖处理，工艺流程见图1。

试验从3月初开始，生物基质池主要填充秸秆，基质池深1m，长60 cm、宽60 cm，生物基质池主要是进一步厌氧降解废水中有机物，从基质池后并排接人四根管网，每根管网废水排人后续的生物塘，生物塘长宽深分别为1m、60 cm、1m，每个生物塘中分别以8 cm x8 cm为间距铺设高25cm的狐尾藻、芦苇、美人蕉、苦草，试验时始终保持生物塘中水深80 cm。为确保水生生物已能适应废水环境，待装置运行15后开始计算初始时间，每隔10 d采取水样监测生物基质池和四个生物塘中水质指标浓度，共监测40 d，监测项目包括：ss、COD、TP、氨氮，其中TP采用钼酸铵分光光度法测定、氨氮采用纳氏试剂比色法测定、ss采用重量法测定、COD采用重铬酸钾法测定．监测时严格按照规范操作进行。得出数据后根据相关公式计算出各污染物的去除率。

2结果与分析

下面对四个生物塘中水生植物对每一种水质指标的降解效果进行对比并分析。

2.1四种水生植物对COD的降解效果

不同水生生物对COD的降解效果如图2所示。分析可知：不同水生生物对COD均具有一定的降解效果，运行10天后，四种植物对COD的去除率均在20%以上，尤以芦苇和美人蕉去除率最高，分别为42.7%和35.4%。四种植物中，随运行时间的延长，对COD的去除率也逐渐增大。至运行40 d时，狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对COD的去除率达到86.5%、72.4%、66.5%和82.4%，第20 d是狐尾藻和苦草对COD的去除率上升较大，分别上升至43.7%和54.3%，10 d内COD去除率的增幅为22.3%和29.6%。至第30 d时，去除率最高的为芦苇71.2%，紧接着是苦草和狐尾藻，另外发现第30d和第40 d芦苇和美人蕉对COD去除率增幅不大，仅为1.2%和4.2%，说明这两种植物对COD去除率快达到极限。综上说明：待稳定运行40 d以后，四种植物中狐尾藻对养猪废水中COD去除效果最好，其次是苦草，去除率均在80%以上。

2.2四种水生植物对氨氮的降解效果

不同水生生物对氨氮的降解效果如图3所示。分析可知：不同水生生物对氨氮均具有一定的降解效果，运行10天后，四种植物对氨氮的去除率均在20%以上，其中芦苇和苦草对氨氮的去除率最高，分别为37.5%和37.4%，随运行时间的延长，四种植物对氨氮的去除率也逐渐增大；第20 d是芦苇和苦草对氨氮的去除率上升较大，分别上升至48.9%和41.3%，但增幅最大的却是芦苇和美人蕉，10 d内狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对氨氮去除率分别增加7.2%、11.4%、9.2%和3.9%。至第30 d时，去除率最高的为芦苇61.2%，紧接着是美人蕉和狐尾藻，这10 d内狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对氨氮去除率分别增加12.7%、12.3%、12.9%和2.9%；至运行40 d时，狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对氨氮的去除率达到51.3%、72.4%、51.2%和47.8%，这10d内狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对氨氮去除率分别增加4.1%、12.2%、2.9%和3.6%，对比发现除芦苇外，其他三种植物对氨氮的去除率上升幅度极小，说明即使运行时间继续延长，这三种植物对氨氮的去除率在50%左右。综上说明：待稳定运行40 d以后，四种植物中芦苇对养猪废水中氨氮去除效果最好，去除率在70%以上，其他三种植物对氨氮的去除率为50%左右。

2.3四种水生植物对ss的降解效果

不同水生生物对ss的降解效果如图4所示。分析可知：不同水生生物对ss的降解效果较好，运行10天后，四种植物对ss的去除率都在40%以上，狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草的去除率分别为52.6%、43.7%、51.4%和47.1%；运行20 d，四种植物对ss的去除率增加均较大，依次增加至73.5%、57.1%、68.2%和56.3%，其中狐尾藻效果最明显，10 d内去除率增加20.9%，随运行时间的增加，ss的去除率也是快速增大；至第30 d时，去除率最高的为苦草82.6%、其次是美人蕉和狐尾藻，分别是82.3%和81.2，紧接着是美人蕉和狐尾藻，这10 d内狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对ss去除率分别增加7.7%、5.2%、13.1%和26.3%，说明第30d是苦草对ss的降解效果最好；至运行40 d时，狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对ss的去除率达到92.3%、74.8%、88.5%和95.2%，这10 d内狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对ss去除率分别增加9.1%、12.6%、7.2%和12.6%，其中狐尾藻和美人蕉对ss的去除率竟高达90%以上。

综上说明：待稳定运行40 d以后，四种植物中对养猪废水中ss去除效果均非常好，去除率均在80%以上，其中苦草的效果最好，其次是狐尾藻，这两种植物对ss的去除率均在90%以上。

2.4四种水生植物对TP的降解效果

不同水生生物对TP的降解效果如图5所示。分析可知：不同水生生物对TP的降解均有一定的效果，运行10天后，四种植物对TP的去除率都在20%以上，狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草的去除率分别为31.2%、34.7%、24.1%和39.6%；运行20 d，四种植物对TP的去除率均有一定的增加，去除率依次增加至40.3%、38.2%、27.5%和45.8%，其中苦草对TP的去除效果最明显，虽然这10 d内它对IP去除率的增幅不是最好；至第30 d时，去除率最高的为苦草82.6%、其次是美人蕉和狐尾藻，分别是82.3%和81.2，紧接着是美人蕉和狐尾藻，这10 d内狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对TP去除率分别增加7.7%、5.2%、13.1%和26.3%，说明第30 d是苦草对TP的降解效果最好；至运行40 d时，狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对TP的去除率达到54.1%、63.4%、37.4%0和67.2%，这10 d内狐尾藻、芦苇、美人蕉和苦草对TP去除率分别增加2.9%、16.2%、2.2%和8.8%，美人蕉对TP去除效果不明显，允许40 d后去除率不到40%。

综上说明：待稳定运行40 d以后，除美人蕉外，其他三种植物对废水中TP去除率均在50%以上，其中苦草对TP去除效果最好，去除率为67.2%，其次是芦苇。

3结论

文章选取养猪废水为研究对象，废水随后流经生物基质池和生物塘，在生物塘中分别种植美人蕉、苦草、狐尾藻和芦苇四种水生生物，监测了装置运行10 d、20 d、30 d和40 d生物基质池和生物塘中TP、COD、氨氮和ss的含量，计算出了四种水生生物对各污染物的去除率，结果表明：狐尾藻对养猪废水中COD去除效果最好，其次是苦草，去除率均在80%以上。四种植物中对养猪废水中ss去除效果均非常好，去除率均在80%以上，其中苦草的效果最好，其次是狐尾藻，这两种植物对ss的去除率均在90%以上。芦苇对养猪废水中氨氮去除效果最好，去除率在70%以上，其他三种植物对氨氮的去除率为50%左右。除美人蕉外，其他三种植物对废水中TP去除率均在50%以上，其中苦草对TP去除效果最好，去除率为67.2%，其次是芦苇。