河南养殖污水处理设备加工定制

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随着我国畜禽养殖业的迅猛发展, 在带动农村经济发展的同时, 也带来了严重的环境污染问题.养殖废水净化的瓶颈即为大量高浓度NH4+-N的去除, 因高浓度NH4+-N会对植物产生毒害作用.目前, 去除猪场废水NH4+-N的方法有很多, 其中选择水生植物构建人工湿地是修复和净化污染水体的一种重要手段, 因其具有高效、低成本、低耗能, 可循环等优点, 同时可以增加水体的生态服务效益和经济效益而备受青睐.

　　绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum), 别称绿羽毛草, 为挺水或沉水植物, 原产于南美洲, 属于小二仙草科狐尾藻属, 作为景观植物引入我国已有200多年, 主要生长在稻田、溪流、池塘区. Best等对受美国衣阿华大陆制药厂爆炸物所污染的地表水进行水生和湿地植物修复的筛选与应用中发现, 绿狐尾藻的处理效果很好.绿狐尾藻沉水的部分含有40%~89%的总氮(TN), 具有储存N的能力, 而且叶片含有更多的N, 其对NH4+-N有很强的偏好性和耐受力. Souza等利用绿狐尾藻作为生物调节器处理污染水体的研究表明, 30 d后, 污染物最大的去除率表现为：BOD 75.4%, COD 67.4%, NH4+-N 98.6%, TN 88.3%, 总磷(TP)93.6%.近5年, 中国科学院亚热带所利用绿狐尾藻构建的人工湿地系统, 研究表明其对不同浓度的TN和NH4+-N的平均去除率分别可达到90%和84%以上; 绿狐尾藻作为生物调节器改变了水体中微生物的生长环境, 影响硝化与反硝化微生物丰度、多样性与群落分布, 加速了NH4+-N和TN的去除.

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　　绿狐尾藻在养殖废水处理中表现出对NH4+-N的高吸收特点, 但其对高浓度NH4+-N耐受的生理特征及养分吸收累积的特点研究尚显不足.因此, 本研究分析不同高浓度NH4+-N处理对绿狐尾藻生理特性及N、P养分吸收的影响, 以初步探究绿狐尾藻对养殖废水N消纳和去除的作用机制, 以便更好利用绿狐尾藻进行环境治理提供有价值的资料, 以期为实现绿狐尾藻人工湿地系统对污染物的减量化、无害化和资源化利用提供理论和实践指导.

水生植物不仅自身可以同化吸收大量的N、P等物质, 而且可以为微生物提供氧气和栖息场所, 促进微生物对水质的去除, 所以水生植物的生长状况与其湿地系统污染物的去除效率密切相关.众所周知, NH4+-N是植物可利用的N源, 但其对植物有高毒性, 在很低的浓度, 比如外部质量浓度高于2 mg·L-1就有可能产生毒害, 影响植物的生长发育.植物体内叶绿素、碳水化合物含量以及MAD的累积量可以反映植物受胁迫和程度.本研究中, MAD的含量随NH4+-N浓度的增加而显著增加, 表明绿狐尾藻受NH4+-N的胁迫程度亦在逐渐增大.但在70~210 mg·L-1高水平NH4+-N处理下, 绿狐尾藻茎高和净生物量都随时间的延长在直线增加, 叶绿素和可溶性糖含量较高, 说明其光合能力也较强; 而当NH4+-N水平达到420 mg·L-1时, 光合能力下降, 叶绿素和可溶性糖含量均降低, 植物生长受阻甚至死亡.已有研究报道, 水生植物在NH4+-N质量浓度1.5~28 mg·L-1中生长4~8 d, 可以检测到NH4+-N的毒性.耐NH4+-N的水生植物大藨草(Actinoscirpus grossus)在35 mg·L-1的高NH4+-N处理下生长好, 当NH4+-N水平提高到140~210 mg·L-1时, 亦会受到NH4+-N的胁迫, 根系生长不良, 光合效率下降.本研究表明, 绿狐尾藻在210 mg·L-1的高NH4+-N水平, 受到一定胁迫, 但仍可以正常生长, 而且光合能力也很强, 说明绿狐尾藻在高NH4+-N条件下仍有很高的生产力, 很可能是一种氨超耐受植物.

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　　绿狐尾藻对N, P的高效吸收能力是绿狐尾藻湿地系统对污染物净化能力的重要指标之一.鲁静等的研究表明, 洱海流域44种湿地植物的TN和TP含量平均为15.7 mg·g-1和3.3 mg·g-1; 金树权等比较研究10种水生植物, 发现它们N、P含量的变化范围分别是13.67~26.38 mg·g-1和1.16~3.50 mg·g-1.本研究中, 在不同高浓度NH4+-N处理下, 绿狐尾藻N和P的含量变化范围为30.7~53.4 mg·g-1和3.8~7.7 mg·g-1, 比已有报道的水生植物N、P含量均高.已有的研究中N的处理浓度相对比较低, 可能主要因为其在超过28 mg·L-1的高NH4+-N介质中, 会受到氨毒害而无法正常生长, 从而影响N、P的吸收.绿狐尾藻不仅能在超高NH4+-N的条件下正常生长, 而且可以吸收大量的N和P, 表明其在高NH4+-N的废水中对N、P去除作将会有极大的贡献.从图 8可以看出，当NH4+水平高达210 mg·L-1和420 mg·L-1时，在绿狐尾藻干物质的量在直线下降的情况下，其对N、P的累积量虽也显著下降，但比生物量下降的速度慢.因此, 绿狐尾藻生态湿地系统高效净化高NH4+-N的废水时, 其质量浓度的适应范围应在420 mg·L-1以下.