CN101955262A - 大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用 - Google Patents

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张彩莹
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Abstract

本发明涉及一种大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用，具体包括：在潜流人工湿地填料床上栽种大狼把草，形成潜流人工湿地系统，利用大狼把草潜流人工湿地对畜禽养殖废水中的CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物进行吸附。本发明采用的大狼把草具有较强的耐污能力，生物量大，对畜禽养殖废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物具有显著的吸附和去除特性，并充分利用这种特性，将其应用于潜流人工湿地中处理畜禽养殖废水，吸收积累畜禽养殖废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物，待形成一定生物量时，就可达到减少畜禽养殖废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物的含量的目的，进一步净化畜禽养殖废水。

Description

大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用
技术领域
本发明涉及一种大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用，属于畜禽养殖废水生物降解处理技术领域。 
背景技术
近年来我国畜禽养殖业发展主要以集约化和规模化养殖为主，养殖过程中产生的粪便、污水和臭气由于处理不当，给周边环境造成严重污染。以万头规模养猪场为例，日产生污水90～100m3， 其中CODCr约6000～10200mg/L，氨氮500～1200mg/L；产生猪粪16～18 m3；产生臭气中氨氮挥发损失量约20～25Kg/d。粪便可以作为有机肥生产的原料，养殖污水具有可生化性强、氮磷含量高等特点，大多数养殖场对养殖污水普遍采用简易的处理方式：如沉淀-自然排放（占50%），沉淀-植物/氧化塘-农田灌溉（占40%），沉淀-酸化池/沼气池-沼液排放（占5%），沉淀-酸化池/沼气池-好氧处理-排放（＜5%），处理后废水达标率低、且不稳定。经传统处理方式处理后，COD可达标排放，但氨氮含量仍高达200 mg/L以上，这类废水往往需要进一步强化处理后才能达标排放。如果采用强制的物理化学措施强化处理效果，往往成本过高。采用低成本人工湿地处理技术强化畜禽养殖废水污染处理效果，解决养殖废水氮磷达标排放，不失为一种适宜的养殖业废水深度处理技术。
人工湿地处理技术作为一种新型生态污水净化处理方法，其基本原理是在人工湿地填料床上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，从而使水质得到净化。其净化机制涉及一系列的生物、物理和化学反应。一般情况下人工湿地分为表面流人工湿地和潜流人工湿地，潜流人工湿地是指污水在人工湿地床表面下流动。
20世纪80年代末和90年代初，国际上曾就人工湿地先后召开过四次专题研讨会，提出了人工湿地的有关净化机理和一些可供参考的设计规范和数据，标志着人工湿地作为一种独具特色的污水处理技术进入水污染控制领域。近年来，人工湿地的工程应用和净化机理等研究越来越受到人们的重视。人工湿地不仅能有效去除污水中的悬浮物、有机污染物、氮和磷等，而且能有效去除病原菌、重金属、藻毒素等外源生物活性物质，具有建设成本低、耗能少、运行费用低和效果好且不造成二次污染等多种特性。随着水污染成为全世界人们所要面临的最严重的环境问题之一，人工湿地因其独特的优势得到了长远发展。
人工湿地处理技术水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置。湿地植物是人工湿地的重要组成部分，研究认为：湿地植物不仅直接吸收利用污水中的营养物质和富集重金属等有害物质，还能输送氧气到根区，满足根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求，促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用。在湿地植物选择上很多国家通常照搬发达国家的成果，包括在物种的利用上，而对本国本地区很有净化潜力的植物视而不见，又因为使用和管理水平有限，其处理效果较差。因此，今后开展湿地技术时，选择合适的植物种类，特别是通过试验观测，从当地的天然湿地中选择抗污力强、净化效果好的物种是一项优先考虑的工作。另外，在植物选择方面，还应考虑多个物种的合理搭配，单一物种的净化能力总是有限的。
大狼把草(Bidens frondosa L.)，俗名接力草、外国脱力草等，菊科鬼针草属植物。一年生草本，高达180cm，茎直立，分枝，常带紫色，被疏毛或无毛。叶对生，具柄，一回羽状复叶，小叶3~5枚，披针形。头状花序单生茎端和枝端，瘦果扁平，狭楔形。大狼把草在我国分布广，适应性强，多生于田野湿润处。一般5~7月为营养生长期，花期8～9月，果期10~11月。大狼把草的营养成分中，粗蛋白质含量较高，粗纤维含量较低，其籽实含有较高的粗脂肪和丰富的粗蛋白质，无毒，可作粗饲料利用或配合饲料的原料。大狼把草并具有较高的药用价值，夏秋采收，全草入药。有强壮，清热解毒的功效。适用于体虚无力，盗汗，咯血，痢疾等症。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用。
为了实现上述目的，本发明技术方案在于采用了一种大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用。
本发明的大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用具体包括：在潜流人工湿地填料床上栽种大狼把草，形成潜流人工湿地系统，利用大狼把草潜流人工湿地对畜禽养殖废水中的CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物进行吸附和去除，达到净化畜禽养殖废水的目的。根据权利要求1所述的大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：具体包括：在潜流人工湿地填料床上栽种大狼把草，形成潜流人工湿地系统，利用大狼把草潜流人工湿地对畜禽养殖废水中的CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物进行吸附和去除。
所述潜流人工湿地填料床包括三层：最下层由直径范围为30~40mm砾石和灰砖块按1:1的比例混合、厚度250mm，中间层由直径范围为20~30mm的砾石和灰砖块按1:1的比例混合，厚度200mm，最上层铺设厚度为100mm的基质层，直径范围为5~10mm。
经长期大量的试验研究过程发现：大狼把草耐污能力强，能有效降低畜禽养殖废水中的CODCr、氨氮、总磷、总氮等污染物的含量，可用于潜流人工湿地处理畜禽养殖废水。本发明提供的植物资源具有种植成本低、运行费用低、效果好、可操作性强等特点。
本发明采用的大狼把草具有较强的耐污能力，生物量大，对畜禽养殖废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物具有显著的吸附和去除特性，并充分利用这种特性，将其应用于潜流人工湿地中处理畜禽养殖废水，吸收积累畜禽养殖废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物，待形成一定生物量时，就可达到减少畜禽养殖废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物的含量的目的，进一步净化畜禽养殖废水。
通过定期对种植了大狼把草的潜流人工湿地采集水样以及对其水质进行测定，充分证明大狼把草能有效降低畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODCr等污染物的含量，从而净化畜禽养殖废水。
大狼把草的生命力非常旺盛，易于成活，在其整个生长过程中均不需要进行特殊管理，因而成本低、运行费用低、效果好、可操作性强；同时为处理畜禽养殖废水污染开发了新的植物品种资源。同时，大狼把草可作干饲料，又可作补气、清热功效的中草药。因此，本发明将大狼把草用于潜流人工湿地处理畜禽养殖废水，可以充分合理的利用资源，实现一物多用。
附图说明
图1大狼把草对养殖业废水中CODCr的处理效果图；
图2大狼把草对养殖业废水中TP的处理效果图；
图3大狼把草对养殖业废水中TN的处理效果图；
图4大狼把草对养殖业废水中NH4 十-N的处理效果图。
具体实施方式
实施例1
本实施例为盆栽大狼把草处理猪场废水的方法，其具体作法为：
 (1)直接移栽大狼把草：
在自然条件下，将采集到的株高20cm左右（5月中旬）的大狼把草幼苗根部泥土洗掉直接移栽至上口径21cm、下口径14cm、深18cm的花盆中，花盆中放置粒径5~10mm沙砾和珍珠岩（2:1）混合物，花盆底部有孔；将花盆放置在塑料桶（上口径32cm，下口径24cm，深28cm）中，每桶注入9L猪场废水，水位距花盆上沿5cm左右。盆栽大狼把草植株的数目为1株／盆。
 (2)稳定植株：  
自然条件下，用稀释的猪场废水（NH4 +-N：100mg/L左右）稳定移栽大狼把草植株10天；
 (3)利用盆栽大狼把草处理畜猪场废水：
待植株稳定后，定期浇灌猪场废水，利用盆栽大狼把草处理猪场废水。并采集水样及测定其进出水水质(其中最佳水力停留时间为7天)；
在整个试验阶段，大狼把草对猪场废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮的平均净化效率分别为：85.28％、75.99％、74.92％、79.45％；其CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物的进水和出水浓度见附图1到图4。(各污染物的测定和计算均参照国家标准测定方法)
实施例2
本实施例为利用大狼把草潜流人工湿地处理猪场废水的方法，其具体作法为：
(1)直接移栽大狼把草：
在自然条件下，将采集到的株高25cm左右大狼把草幼苗根部泥土洗掉直接移栽至潜流人工湿地填料床上；30株/m2左右。该潜流人工湿地填料床包括三层：最下层由直径范围为30~40mm砾石和灰砖块（1:1）混合、厚度25cm，中间层由直径范围为20~30mm的砾石和灰砖块（1:1）混合，厚度20cm，最上层铺设厚度为10cm的基质层。
(2)稳定植株：    
在自然条件下，保持50cm高的水位稳定大狼把草植株7天；
(3)利用潜流人工湿地处理猪场废水：
使猪场废水连续流入种植有大狼把草的人工湿地系统进行处理，运行期间水位保持45cm。采集水样及测定其进出水水质(其中最佳水力停留时间为4天)；
在整个试验阶段，湿地处理的猪场废水CODCr、总磷、总氮、氨氮的平均浓度分别是520.00mg/L，10.07 mg/L，113.49 mg/L，109.56 mg/L，大狼把草对畜禽养殖废水中CODCr、总磷、总氮、氨氮的平均净化效率分别为：90.37％、92.21％、57.96％、62.55％。(各污染物的测定和计算均参照国家标准测定方法)
通过上述实施例可见，本发明利用大狼把草潜流人工湿地处理畜禽养殖废水，对畜禽养殖废水中氨氮、总磷、总氮、CODCr等污染物具有显著的去除效果，从而达到净化畜禽养殖废水污染的目的。

Claims (3)

1.一种大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用。
2.根据权利要求1所述的大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：具体包括：在潜流人工湿地填料床上栽种大狼把草，形成潜流人工湿地系统，利用大狼把草潜流人工湿地对畜禽养殖废水中的CODCr、总磷、总氮、氨氮等污染物进行吸附。
3.根据权利要求2所述的大狼把草在处理畜禽养殖废水中的应用，其特征在于：所述潜流人工湿地填料床包括三层：最下层由直径范围为30—40mm砾石和灰砖块按1:1的比例混合、厚度250mm，中间层由直径范围为20—30mm的砾石和灰砖块按1:1的比例混合，厚度200mm，最上层铺设厚度为100mm的基质层，直径范围为5—10mm。
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