為了提高潛流人工濕地對畜禽養殖廢水中污染物的去除效果,該試驗通過改變濕地內部結構構建了4個潛流人工濕地單元,選用灰磚塊和碎石做濕地填料,冬夏季輪作栽培齒果酸模和大狼把草,考察濕地運行期間對厭氧消化后豬場廢水的凈化效果。
一、潛流人工濕地
在畜禽養殖廢水處理技術中,厭氧消化技術在廢水的生物質能源開發與污染治理方面得到了廣泛的應用。近年來國家明確指出畜禽養殖廢水經過預處理及厭氧處理后,沼渣和沼液應全部資源化利用,不得直接向環境中排放。一般情況下,沼渣可以生產有機肥,沼液也可以作為液體肥料使用,但在非農灌季節產生的沼液直接排放會對環境造成一定的污染,因此有必要對沼液進行深度處理。比較低成本的處理方法主要是將沼液排入氧化塘或人工濕地進行處理,人工濕地能夠最大限度地削減受納水體的污染物負荷,同時具有良好的環境生態效應。
波形潛流人工濕地是一種新型潛流人工濕地,在濕地中沿垂直水流方向設多個檔板,濕地內部包括水平流、上行流和下行流在內的混合流態,使其在一定程度上增強對廢水的處理效果,但是存在供氧不足,氮去除不徹底等問題。針對該問題,任擁政等采用局部充氧和回流方式強化脫氮,但提高了濕地的運行成本。
二、試驗分析與論證
裝填濕地所用的陶粒、珍珠巖和碎石從市場上購買,灰磚塊是把從建筑垃圾場收集的粉煤灰加氣混凝土砌塊經人工砸碎后按照濕地裝填時對填料粒徑大小要求進行篩分。本試驗選擇冬、夏季植物輪種的方案,所栽培的植物為本課題組篩選的耐污能力、凈化能力均較強的植物。冬、春季(10月中旬~次年5月中旬)栽種耐寒植物齒果酸模,夏、秋季(5月下旬~10月上旬)栽種大狼把草,植物種植密度約為25~30棵/m2。
濕地單元運行開始于2010年3月。濕地進水采用穿孔管布水,采用連續進水的方式,流速由進水閥控制,濕地水位通過出水口控制在45cm。水力停留時間的控制是通過控制進水流量,濕地床體體積是不變的,孔隙率已知,控制流量就可以調整水力停留時間。在濕地內部增設導流墻,迫使水流流經植物根部,有利于植物對磷的吸收和根部微生物的轉化利用,濕地對TP的去除率隨氣溫變化影響較大。
試驗中所用的沸石濕地填料灰磚塊以及濕地植物大狼把草和齒果酸模對污染物的去除效果較好,可以進一步推廣在大型濕地中的應用。