文摘

研究是由鸡转运站评估生态治疗和资源利用率。研究了三个方面:废水生态处理,资源利用最大化和流程优化。流程设计和操作监控进行了治疗和重用废水从一只鸡给料机站在两个时期。第一个时期是在2014年,采用预处理+人工湿地模式。结果表明,相关指标基本满足监管要求。第二期2017年进行改进获得的结果在第一期。的基础上加强预处理和人工湿地功能,充分回收废水和废水的零排放。水生植物水芹菜用于湿地污水净化功能也达到安全的蔬菜消费的标准,生产系统的生态和经济效益。第二阶段的项目具有较高的推广和应用价值的废水处理鸡转运站。这项研究展示了一种改进的家禽养殖废水处理方法,它将废水变成一个农业产品而实现污水资源化和环境污染控制。

1。介绍

废水从家禽育种操作是农业非点源污染的主要来源之一在中国1]。家禽养殖废水含有高浓度的有机物、氨氮、悬浮物和其他污染物。无需处理或者用于农业,如果直接排放严重污染环境或人类健康事件发生时(2]。有很高比例的家禽饲养鸡行业在中国发生。鸡肉行业操作所产生的废水造成环境污染和资源浪费。

目前,中国密集的家禽养殖废水处理的主要方法可分为三类:物理化学方法、生物方法和生态方法(2]。物理化学方法主要包括絮凝法和电化学方法。生物方法主要包括厌氧、好氧消化其中厌氧消化是最广泛使用的技术,水产养殖废水(3]。生态方法包括人工湿地和氧化池(4]。人工湿地用于治疗畜禽养殖废水近年来发展迅速。研究的化学需氧量(COD)、氨氮(NH)₃- n)、总磷(TP)和工程应用人工湿地已发表(5,6]。当前人工湿地研究强调污染物的去除,但不充分考虑水资源的利用率和氮、磷养分。此外,大多数研究集中在养鸡场废水的处理,鸡粪发酵废水、鸡爪处理废水和肉鸡屠宰废水(7- - - - - -10]。研究鸡转运站废水生态处理和资源利用率是非常有限的。

较常见的畜禽养殖废水,废水从鸡育种转运站的特点不同于常见的畜禽养殖废水。鸡育种转运站不涉及饲料喂养。相关污染物的结构相对简单的为回收创造有利条件。氮和磷的废水鸡转运站被列为污染物从环境保护的角度11];从资源的角度看,氮和磷是植物生长必需的营养物质。

资源利用的营养是可能通过有机农产品的种植在废水处理中,将废物转化为一个农业产品除了水污染控制。水芹菜是一种多年生草本植物经济蔬菜作物茂密的根源。生物滤床由其根源水体具有良好的吸附、吸收和保留影响污染物,净化的水(12]。水芹菜对低浓度有机废水有良好的净化效果(13]。在这项研究中使用的水芹菜是安徽Shanquan水生蔬菜研究所,这是一种多年生植物。即使在冬天具有良好的污染控制特征。它一年可以收获很多次,可以连续和稳定吸收导致富营养化废水营养。这是一个理想的人工湿地植物的物种。

这里的研究报告是由合盛鸡育种在咸宁转运站。污水的生态处理和资源利用率的研究及其优化进行了设计和运行两个过程。在项目的第一阶段,³/ O +两级水芹菜采用人工湿地技术模式。考虑改善水质和水资源利用率,物化+ A / O +两级水芹菜采用人工湿地技术模式在项目的第二阶段将第一阶段的治疗过程。通过比较项目的两个阶段的操作效果,废水污染物的去除率由不同的预处理和水芹菜鸡转运站人工湿地是探索。项目提供了理论参考改善畜禽生产废水处理流程。这个项目也提供了技术支持的鸡转运站实际生产废水处理的过程。

2。研究材料与方法

2.1。研究站的概述

合盛Wenshi牲畜和鸡育种转运站位于Heshengqiao镇西安西安区,咸宁城市。研究区域如图1。车站占地约9700²,包括一个4000米²销售平台,700²一期人工湿地,1400米²一个阶段的人工湿地。有超过40000肉鸡转让和出售的鸡每天转运站,日常废水产量80 - 100吨。鳕鱼的内容,在北半球₃- n和TP的废水是307 - 712.63 mg / L, 13.60 - -46.11 mg / L,分别为-15.91和8.36 mg / L。的洗涤废水主要来自销售平台。三项指标的浓度低于养鸡场废水,废水不包含饲料添加剂。三个指标浓度降低预处理后,它可以用作营养生长的水生蔬菜。废水处理的工程应用进行了鸡转运站。项目的第一阶段采用的技术模式”³/ O预处理+两级人工湿地深度处理”;二期项目采用的技术模式的“物化+ A / O预处理+两级人工湿地深度处理。”

2.2。工程技术模式设计

2.2.1。第一阶段项目的技术路线

在实验的初期阶段,³/ O预处理+两级采用人工湿地深度处理技术项目的第一阶段。具体的工程流程应用如图2。鸡粪中生成鸡育种转运站,收集有机肥料打扫干净了。从表生成的废水清洁进入水收集池。删除后,大量的固体废物通过粗格栅,进入了三阶段厌氧硝化厌氧罐,然后进入曝气池,增加水中的溶解氧。同时,水的厌氧发酵产生的气体被释放。两级人工湿地进一步吸收预处理后废水中的污染物。再生水被泵回平台高级处理后水芹菜人工湿地。

第一阶段污水处理项目的设计容量小于实际废水输出。废水在厌氧罐在短时间内,和每个索引的浓度的废水进行预处理³/ O生物方法高。尾水是由水芹菜人工湿地净化。在水中氨氮的浓度仍然很高,导致异味,不利于长期回收的转运站。基于上述困难,第一阶段的项目改造工艺技术路线集中污水处理设施和设备。雨水与污水分离的种植面积。雨水排放到生态净化池,降低了预处理负载。高效物化+ A / O预处理技术取代了原来的一个³/ O预处理技术;臭氧消毒设备添加到确保再生水的安全。

2.2.2。二期项目的技术路线

二期项目采用的技术模式物化+ A / O预处理+人工湿地深度处理。二期项目的工艺流程如图3。清洗废水转让销售平台是通过粗格栅和固液分离器和治疗由厌氧好氧生物化学、明矾凝固,PAM絮凝。臭氧消毒后,排放到两级人工湿地水芹为进一步吸收和修复。废水的水质测试,以满足生产的需要水的鸡转运站。处理过的水返回到平台重用,完成水处理和水链资源回收。连续回收废水导致零液体排放污染物。

2.3。水质监测和数据处理

鳕鱼的三个指标,在北半球₃- n和TP的两个阶段项目定期监控和不规则。重铬酸盐法(HJ 828 - 2017)用于鳕鱼的决心,奈斯勒试剂分光光度法(HJ 535 - 2009)是用于NH₃- n的决心,钼酸铵分光光度法(GB 11893 - 89)用于TP的决心。原来的2018软件用于数据处理。

3所示。结果与讨论

3.1。比较分析的预处理效果

预处理是一个关键的过程来去除废水中的污染物。预处理研究的结果在图所示4。鸡转运站的废水具有良好的生物降解性。生物方法用于预处理过程,适用于治疗畜禽废水的去除效率高、处理成本低(14]。的一个³/ O过程采用的预处理阶段我项目;三阶段厌氧发酵+曝气和硝化细菌和添加光合细菌。多级厌氧发酵过程中,颗粒水解,可以显著降低固体物质的含量和鳕鱼在水中15]。废水的COD浓度,NH₃在第一个项目预处理- n和TP 118 - 178 mg / L, 18.8 - -24.33 mg / L, -4.35和2.56 mg / L,分别平均去除率为67.49%,29.96%,和68.91%,分别。从3月到7月,COD去除率增加,影响浓度的增加,主要是由于温度的上升,生物活性高,和良好的分解污染物的效果。铵离子(NH₄⁺)和游离氨(NH₃)生物降解产生的氮含量的物质都是直接或间接地抑制厌氧消化系统(16),导致NH去除率低₃- n。第一个项目预处理的污水浓度大大受到影响浓度的影响,以及污染物的去除率波动很大。低温会导致酶活性的抑制细菌的身体,和新陈代谢的速度是缓慢的17]。这两个项目的污染物去除效果的预处理过程在冬天略低于其他季节。

第二阶段项目的预处理采用明矾凝固的组合过程,PAM絮凝物理化学方法,和A / O生物法。添加一个固液分离器在第二阶段项目中,可有效降低后续治疗的压力(18]。A / O生物法在中国城市污水处理的主要方法。通过厌氧好氧过程,微生物分解和变换大分子污染物移除使用明矾凝固和PAM絮凝,NH废水COD的浓度₃- n和TP在第二阶段项目是-120年67.01 mg / L, 9.73 - -16.67 mg / L, -1.56和0.75 mg / L,分别;鳕鱼集中在7 - 9月是略高于二级排放标准”为市政污水处理厂污染物的排放标准,“和北半球₃- n和TP浓度达到二级标准;三个指标的平均去除率83.14%,61.87%,和89.93%,分别。与第一阶段相比,预处理过程,第二阶段的预处理过程有一个更稳定的去除率和废水浓度。

3.2。分析人工湿地的处理效果

近年来,人工湿地已被广泛使用,因为他们的优势治疗效率高,投资成本低,和良好的景观。人工湿地可以通过植物根的吸收去除氮、磷污染物和微生物转化19- - - - - -21]。废水中的污染物的吸收和转换的人工湿地进一步减少污染物在水中的浓度。本研究中使用的水生植物水芹菜能吸收污染物的增长。已经确定的食品安全评价机构和达到合格的食品标准。影响的浓度和两个阶段的去除率人工湿地在图所示5。

在人工湿地污染物的去除率随季节变化显著,从3月到6月,去除率增加。在高温期间从7月到8月,随着用水量的增加,人工湿地的污水停留很短的时间,和人工湿地不充分将污染物,导致去除率的下降趋势,但由人工湿地去除污染物的总量很大。从9月到10月,去除率增加与温度的降低,但降低了植物在冬天的缓慢增长。冬天虽然去除率低,废水的总量小于在夏天,和污染物去除单位面积高于夏季。

鳕鱼的平均去除率,在北半球₃- n和TP分别为39.83%,42.03%,27.54%,70.95%,32.16%,和38.35%,分别。两人工湿地影响浓度的差异很大,但由人工湿地COD和TP的去除效果并不显著,这表明水芹菜有广泛的适应性,水污染物的净化效果。水芹菜对氨氮的净化效果明显波动,从高浓度到一般情况;即使在低浓度时,它可以发挥更好的作用。

细胞凋亡和腐烂的植物在冬季导致减少人工湿地的净化效果,甚至水体的二次污染。人工湿地中植物的选择不仅要考虑净化效果,经济价值和景观植物的性能,但也要考虑植物的过冬的性能。植物的过冬的性能很大程度上决定了人工湿地的可持续发展。

许多种类的植物都被用于水净化的研究,主要是美人蕉和香alternifolius L。(22]。植物有良好的净化效果,有一定的经济价值在适当的季节,但在冬天,他们基本上是处于萎缩状态,所以对水质净化效果大大降低。部的水芹菜在这项研究中的应用是一个嗜冷和temperature-tolerant植物,一年四季常绿,冬天常绿。它还可以生存在5°C和过冬能力强。在0°C,有新的白色的根生长缓慢的根源。虽然冬天茎增长缓慢,根仍然充满活力,控制污染的作用。在冬天,有密集root-like海绵毯子、纵向高度超过0.5米,和一根0.8米的长度。植物根系释放氧气到根际环境,为微生物提供一个大型附件区域(23]。根也为微生物提供一个良好的生活环境,使人工湿地净化污染物在冬天。水芹菜并不死在冬天,可以不断成长,不需要重新种植,减少了人工湿地的运行和维护成本。与此同时,随着温度上升,根系开始蓬勃发展,从而支持迅速变绿的茎和叶12]。

3.3。比较分析的操作项目的两个阶段的影响

影响浓度,废水(再生水)浓度,和相应的COD去除率,NH₃- n和TP的两个项目在图所示6。标准中规定的“城市回收水水质量标准的重用城市杂用水”,NH的浓度₃- n不得超过10 mg / L为清洁和车辆清洗和COD和TP不得要求。在项目的第一阶段,影响COD浓度是307 - 621 mg / L,平均值为473.67 mg / L,再生水的平均浓度为89.08 mg / L,平均去除率为80.28%。再生水的浓度达到二级标准为城市污水处理厂污染物排放污染物。NH的入渗浓度₃- n是25.33 - -40.32 mg / L,平均值为30.78 mg / L,以及再生水的平均浓度为15.39 mg / L,平均去除率为49.13%。再生水的浓度高于“重用城市回收水水质量标准为城市杂用水”在一个更高的水平,导致水回收期间体味。TP进气浓度8.36 - -15.91 mg / L,平均值为11.69 mg / L,和再生水浓度的平均值是2.44 mg / L, TP整体达到二级标准,平均去除率为78.87%。第一阶段的项目去除COD、NH₃- n、TP去除率是不稳定和不稳定。的去除率明显影响浓度的影响,低温电阻是弱。在冬天,污染物的去除率大大降低。第一阶段的项目遇到了污水处理的需求,而不是再生回用水的要求。

鳕鱼的浓度,在北半球₃- n和TP在第二阶段项目的影响水387 - 712.63 mg / L, 24.63 - -46.01 mg / L, -14.89和8.69 mg / L,分别;重用的水的浓度的平均值是48.47 mg / L, 3.59 mg / L和0.72 mg / L,分别和三个指标的平均去除率90.37%,88.91%,和93.76%,分别。COD和TP重用的水的浓度达到b级标准,NH的浓度₃- n达到a级标准,远低于城市杂用水水质标准。的质量和去除率重用水二期与一期项目相比大大提高,和污染物的去除率比阶段更稳定后即物化+ A / O预处理和人工湿地深度处理,再生水没有异味,和水质满足生产的需要的水站。再生水回收实现零排放的污染物和水资源的再利用。

3.4。项目效益分析

第二阶段项目的综合废水处理和资源利用率。预处理后废水浓度大大降低。废水的深度处理水和肥料综合资源利用与四季水芹菜人工湿地。纯化和恢复废水资源满足水质要求的平台,实现废水的循环利用资源,和伴随高质量的有机蔬菜,同时实现零污染物排放废水。水处理的理想目标是符合当前国家环境保护和资源利用的战略需求。废水在鸡的平均日产量转运站大约是100吨。年节水约32000吨治疗后现有的操作的扣除项目和植物吸收和人工湿地的自然蒸发。根据操作的计算2.6元每吨水西安西安区,咸宁城市,一年一度的水成本可以节省约83000元;水芹菜/μ的年产量(667米²)是13000 - 150000公斤,水面面积第一阶段和第二阶段的人工湿地是2100米²。豆瓣菜的有效种植面积约2亩,豆瓣菜的年度生物质可达26000 - 30000公斤,蔬菜,食用豆瓣菜可以达到10000公斤。据豆瓣菜的年平均批发价格3元/公斤,并扣除种植、维护、豆瓣菜和劳动力成本,豆瓣菜蔬菜的年度纯经济效益约10000元。通过人工湿地废水资源的重用,直接经济效益每年约93000元。

当前操作的项目将利用废水资源附近,以避免环境的二次污染。控制污染物的排放源的压力大大减少当地河流和湖泊治理和减少水生态系统修复的成本。水资源回收有利于保护水资源的总量在中国。提高水资源的利用率,有效地减少了每10000元国内生产总值用水量,节约能源,降低消耗。利用水增长农业种植蔬菜所需产品节省了土地资源的经济价值,也减少了施肥数量相同的蔬菜产量和降低了农业非点源污染。中使用的功能性植物人工湿地、水芹菜,是部生物物种,这带来了良好的景观效果,同时挥发和控制污染,并符合国家生态文明建设的要求。它可以作为环保材料在中国black-odorous的河道生态修复的。这种模式符合资源节约、环境友好型社会发展的需要,大大提高了废水生态处理技术模式和资源利用从鸡育种转运站在中国,探索一种新的治疗和中国水产养殖废水的资源利用率。

4所示。结论

基于预处理的技术路线+人工湿地深度处理废水生态处理和资源利用模式和优化研究的废水在咸宁合盛鸡肉转运站。通过分析去除效果的主要结构的两个污水处理项目废水污染物,得到了以下结论:(我)物理化学的项目+ A / O +水芹菜人工湿地取得有机废水处理和资源利用率的集合,它可以实现零排放的污染物鸡转运站和废水的回收资源(2)物化+ A / O预处理比³/ O预处理。物化+ A / O预处理过程的平均去除率是理想的鳕鱼,NH₃- n和TP,适合鸡转运站的废水处理(3)部水芹菜有广泛的适应性,污染物,环境适应性强,并能熬过这个冬天。污染物的净化效果是显著的,它能产生显著的经济、环境和景观效益。它是一个理想的功能性植物物种鸡转运站的废水处理(iv)的污水处理模式物化+ a / O +水芹菜人工湿地是一种优化治疗模式根据废水的特点在鸡转运站。运行结果表明,其综合效益是显著的,它有一个高的推广和应用价值的废水处理鸡转运站

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者声明没有潜在的利益冲突的研究,本文的作者,和/或出版。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金资助(41371464),长江大学的留学基金和研究生态工程研究基金和农业利用湿地,教育部。