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处理工艺
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种植业和养殖业废水处理方法汇总

发布时间:2015-02-10 09:38:07

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随着我国农业生产规模的快速增长,种植业和养殖业带来的农业面源污染问题日趋严重,造成农业面源污染的因素也很复杂。云南省大理州某农村生活、畜禽养殖与大田种植混合区,采用三级净化塘生态修复工艺,对农业种养过程中产生的水体有机污染物进行了生态拦截与修复处理,有效地保护了大理母亲湖——洱海。

1 废水处理工艺

1. 1 废水来源

本工艺所处理废水中融合了上游农村生活污水、规模化奶牛养殖场和养猪场产生的养殖废水、挟带有一定量化肥和农家肥的农田径流水、混有其他地表有机污染物的地表径流水等,随着苍山水一同流向洱海。

示范工程建在多水汇合处,将农业生活和生产过程中的点源和非点源污染进行集中处理,既减少了农业废弃物分散处理所带来的巨大工程和大量占地,又美化了流域的生态环境,创造了可观的经济效益,实现了废弃物的资源化循环利用。

1. 2 废水水质、水量及工艺流程

示范工程采用无动力自流设计,处理规模为250 m3 /d,24 h 运行,出水水质执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) Ⅲ类标准。

进水水质及排放标准如表1 所示。工艺流程如图1 所示。

1. 3 主要构筑物及相关参数

主要构筑物及相关设计参数如表2 所示。

1. 4 工艺特点

①格栅池。由上游各收集沟渠汇集而来的废水,经过格栅池的水渣分离处理,水体中的杂草、塑料袋等固形物通过人工清杂集中处理,液体则进入沉淀池进行沉降处理。

②沉淀池。沉淀池主要用于截留和沉降废水中的污泥,同时起到一定的厌氧发酵效果。沉淀池中培植了生长较快且抗污染负荷能力较强的淡水藻——水绵,这是一种极好的悬浮物过滤体,抗水流冲击能力也较强,可以将水体中挟带的泥沙、毛发、浮游物等进行拦截,有效地强化了沉淀池的拦截能力。

③一级净化塘。一级净化塘的塘内生物量较大,水生植物以覆盖全塘种植的茭白为主,主要利用茭白的强耐污性和植株分蘖快的特点,以茭白作为氮磷的主要吸纳体。茭白根系连片生长,在塘体较深处和泥土中构成了良好的底层微厌氧环境,在植物呼吸作用过程中将一定量的氧输送到了根部,这样就为硝化与反硝化提供了适宜的反应条件,从而起到一定的脱氮效果。一级塘内还安装有一种微生物覆膜载体——人工净水草,该材料凭借其极高的孔隙率和比表面积而直立悬浮于水体中,为微生物的生长提供了很好的附着载体。当微生物富集到一定程度,在重力和水流推力的作用下,还可以自动剥落,并以污泥的形态沉积于塘底。塘内水生动物以放养的白鲢、草鱼等以水生植物和浮游微生物为食的生态鱼类为主,由于塘内禁止投加任何饵料人工养殖,所以生态鱼大量进食水生植物茎叶和浮游微生物,对搭建生物链、平衡水生态环境、净化水质起到了积极的促进作用。

④二级净化塘。一、二级塘有一定高差,在进、出水口处设有跌水曝气台阶,为下一级处理进行了无动力增氧处理。二级塘较一级塘浅,主要以兼性处理和好氧处理为主。塘内水生植物以莲藕、洱海海菜、浮萍和凤眼莲浮床为主,莲藕和洱海海菜都是当地很受欢迎的水生蔬菜,在吸纳水体污染物生长繁殖的同时,也能创造较大的经济价值; 浮萍和凤眼莲是草食性鱼类最喜欢的食物,也是应用最多最广泛的净水植物,以其生长繁殖快、摄取有机污染物能力强而被广泛应用; 凤眼莲因为被设计在一种框式浮床中生长,不会长到浮床之外,植物本身也容易收获,因此消除了泛滥传播的隐患。塘内水生动物以洱海鲫鱼、草鱼和白鲢为主,在净化水质、构建水生态平衡和创造经济效益方面作出了贡献。

⑤三级净化塘。三级净化塘为好氧塘,塘内水生植物以莲藕、茭白、洱海海菜、浮萍、凤眼莲和水生美人蕉为主,鱼类以草鱼、鲫鱼为主,对前两级塘处理过的水体进行强化处理,在实现水质净化、经济产出的同时,以其丰富的生物多样性而创造了极好的景观价值。

⑥植草过滤带。植草过滤带上种植的是黑麦草,它是当地主要的牧草作物,同时其生长快、分蘖多、营养丰富,粗蛋白和粗脂肪比杂草高出3 倍,耐水性好,对水体的净化效果明显,是一种兼具经济价值和环境价值的植物品种。

⑦生态沟渠。生态沟渠主要起到水流疏导和强化净化的目的。一方面将处理后的水流疏导引入泄洪干渠,另一方面进一步截留净化水体污染物,保障处理出水在枯水期和雨季不变质、不反弹。

2 工程运行效果分析

2. 1 水质监测情况

课题组于2010 年6 月中旬以来,定期对系统各阶段的进、出水水质进行了监测,监测结果见表3。

由进水和最终出水水质监测结果可知,经过该处理工艺的净化处理,出水水质达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) 的Ⅲ类标准。

主要处理单元的实景图分别见图2 ~ 6。

2. 2 指标分析

由表3 可知,随着水体流经各处理阶段,污染物的累计去除率呈现明显的递增趋势,区段贡献率则呈现放缓的趋势,系统对总氮和总磷的去除能力要优于对COD 的,尤其是在二级净化塘之后。经计算,一级净化塘、二级净化塘、三级净化塘、植草过滤带和生态沟渠的总氮去除贡献率分别为46.91%、29.05%、18.17%、2.28%、0.35%,累计去除率为96.76%; 总磷去除贡献率分别为34.38%、33.52%、15.43%、11.73%、0.03%,累计去除率为95.08%; COD 去除贡献率分别为48.60%、24.79%、5.45%、3.95%、1.11%,累计去除率为83.90%。由此表明,随着TN、TP、COD 在水体中含量的下降,系统对其处理能力均呈下降趋势。

3 工程成本与效益

本工程的经济收益分析见表4。

本工程的总投资为38 万元,系统为无动力运行,仅需要雇佣2 人定期查看和检修系统运行情况,及时采挖蔬菜和捕捞,支付劳务费按照800 元/(月·人) ,则年劳务投入为1.92 万元。

直接经济效益包括茭白、莲藕、海菜和生态鱼的销售收入,合计7.88 万元,年纯收益为5.96 万元。具体参见http://www.chinataijiang.com.com更多相关技术文档。

4 结论与建议

①该处理工艺将农业生产和生活过程中产生的农业废水进行了集中处理,克服了一般农业废水处理技术只能有针对性地处理某种点源污染的缺陷,大大降低了农业废水的处理成本,出水水质能够达到地表水源地二级保护区的指标要求,为农业面源污染防治提供了有力的技术支撑。

②该处理工艺不但将污染水体进行了有效修复,而且还创造了可观的经济收益,为农业产业结构调整,实现农民增收提供了新思路。

③该处理工艺适宜于我国南方各类农业生活与生产交汇区的复合有机废水处理,具有广泛的推广应用价值,建议政府加大技术扶持与推广力度,及早解决我国类似区域的农业面源污染问题。

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