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        不同濃度養(yǎng)殖廢水中水芹菜凈化效果研究

        2018-10-14 10:11:04楊翔高繡紡
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年1期
        關(guān)鍵詞:水芹去除率

        楊翔 高繡紡

        【摘要】通過研究水芹菜在不同濃度養(yǎng)殖廢水中的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)和凈污效果,探索水芹菜在不同的污染濃度范圍內(nèi)生長(zhǎng)狀態(tài)及其吸收效果。本文根據(jù)在不同養(yǎng)殖水體及實(shí)驗(yàn)室水芹菜種植試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),根莖生長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)果有較大的差異。水芹在高濃度的污水中仍然保持著較強(qiáng)的去除效果,由于水芹菜具有凈化污水的作用并且附帶一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,從而能達(dá)到資源再利用化的作用。

        【關(guān)鍵詞】水芹;養(yǎng)殖廢水;去除率;資源再利用

        近年來,為提高工作效率,降低勞動(dòng)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。在化肥產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展形式下,農(nóng)民逐漸用化肥取代了禽畜糞肥。從而只能將禽畜養(yǎng)殖所產(chǎn)生的糞肥以廢液的形式排放到河湖當(dāng)中[1]。這些富含大量有機(jī)物和N、P元素的污水會(huì)循著水流匯入到區(qū)域流域當(dāng)中,直接導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化加劇,已經(jīng)成為現(xiàn)今治理水體污染的主要方式之一[2]。由于水芹有較強(qiáng)的耐寒能力,在冬季也能持續(xù)的凈化水體,且具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。遂本文的研究對(duì)象為水芹。

        1、材料與方法

        1.1 實(shí)驗(yàn)材料

        實(shí)驗(yàn)植物水芹采自安徽省安慶市。皆是生長(zhǎng)健壯,長(zhǎng)度大小基本一致的幼苗。將水芹在魚塘水中養(yǎng)殖3天,進(jìn)行適應(yīng)性培養(yǎng)。供試水體采自于長(zhǎng)江大學(xué)武漢校區(qū)5公里處一座小型養(yǎng)豬場(chǎng)養(yǎng)殖階段中排出的廢液。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2016年9月30日至2016年10月20日,實(shí)驗(yàn)時(shí)間白天氣溫為(16-25)℃。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        設(shè)置8個(gè)呈階梯狀遞增的污水實(shí)驗(yàn)。COD濃度依次設(shè)定為100、200、300、400、500、600、700、1000mg/L,不通濃度的污水皆為養(yǎng)豬場(chǎng)排除的廢液稀釋而成。測(cè)定不同濃度污水中的COD、TP、TN三種常見的污染物。每7天對(duì)污水中的COD、TN、TP的濃度測(cè)定一次,觀察水芹菜在不同污水濃度的情況對(duì)養(yǎng)殖廢水中污染物的去除率,由于實(shí)際廢液稀釋存在一定的誤差,遂根據(jù)初始實(shí)驗(yàn)所得到的初始測(cè)值為實(shí)際廢液濃度標(biāo)準(zhǔn)。

        實(shí)驗(yàn)在長(zhǎng)江大學(xué)武漢校區(qū)附近某養(yǎng)豬場(chǎng)開展,將水芹分別無土栽培在8個(gè)形狀、體積相同的容量為130L塑料箱中。每個(gè)箱內(nèi)污水的體積相同(90L),箱中有人工自制的小型浮床以保證水芹浮在水面上,每組試驗(yàn)桶中的水芹植株量控制在10-15株之間。為避免總水量的不同對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響,陰雨天氣會(huì)將塑料箱蓋蓋上。測(cè)定取樣時(shí)充分?jǐn)噭?dòng)后取樣。

        同時(shí)在豬場(chǎng)旁邊的魚塘和長(zhǎng)江大學(xué)后觀湖進(jìn)行小規(guī)模的應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。

        1.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法

        COD測(cè)定用重鉻酸鉀氧化法,測(cè)定步驟參考GB11914-89;TN測(cè)定用過硫酸鉀消解紫外分光光度法,測(cè)定步驟參考GB11894-89;TP測(cè)定用鉬酸銨分光光度法,測(cè)定步驟參考GB11893-89。

        2、 結(jié)果與討論

        2.1 植物的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)

        試驗(yàn)初期水芹株高3-4cm,初期溫度較高,生長(zhǎng)相對(duì)緩慢,隨著時(shí)間的推移和氣溫的降低,當(dāng)溫度來到19-21℃的時(shí)候,植株生長(zhǎng)加快。試驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn),不同濃度中生長(zhǎng)的水芹的根部,莖部長(zhǎng)度不同。其中5、6、7、8號(hào)試驗(yàn)組由于供試水體污染度較高,水芹長(zhǎng)勢(shì)較好,莖部較長(zhǎng),6號(hào)尤為突出,最高莖長(zhǎng)長(zhǎng)達(dá)44cm。主要是因?yàn)?、6、7、8號(hào)試驗(yàn)組中供試水體的營養(yǎng)元素較為豐富,使得水芹菜能有更好的長(zhǎng)勢(shì)。其中1、2、3、4號(hào)試驗(yàn)組由于供試水體污染度較低,水芹的莖部較短,但根部較長(zhǎng)。

        2.2 對(duì)COD的凈化效果

        進(jìn)水COD濃度較低的情況下,COD的濃度變化較小。進(jìn)水濃度較高的情況下,COD的濃度變化較大。對(duì)COD的去除率隨進(jìn)水濃度的增加而變高,在26%-68%之間變化,這是由于溫度和植物的生長(zhǎng)狀況引起的。同時(shí),進(jìn)水的COD濃度也有較大影響,因?yàn)楣┰囁w源于養(yǎng)豬場(chǎng)直接排出未經(jīng)處理的廢液,其中含有糞便含量較高,有機(jī)物濃度偏高。促使水芹的生長(zhǎng)也較為茂盛,水芹發(fā)達(dá)的根系為微生物進(jìn)行新陳代謝和生長(zhǎng)繁殖提供了載體,提高了試驗(yàn)組內(nèi)的微生物濃度,加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)組內(nèi)的對(duì)有機(jī)物的降解作用。同時(shí),COD的濃度也出現(xiàn)了先降后升的現(xiàn)象。其中具體原因仍需進(jìn)一步的研究。因此,在高濃度的污染水體中,水芹仍然對(duì)有機(jī)物保持著教好的凈化效果。

        2.3 對(duì)TP的去除效果

        水芹對(duì)養(yǎng)殖廢水中的TP的去除率趨于穩(wěn)定,在一期測(cè)試中,TP的去除率范圍在13%-24%之間波動(dòng),總體趨勢(shì)是隨著試驗(yàn)組污水濃度的變高而變高。在二期測(cè)試中,可以看出二期測(cè)試中,TP的去除率明顯高于一期測(cè)試,范圍在18%-34%之間波動(dòng)。原由于二期階段溫度降低,水芹進(jìn)入快速生長(zhǎng)的時(shí)期,因而對(duì)水中P的吸收也隨之而增加。同時(shí),從二期測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出,5、6、7、8組中TP的值在下降到一定的值后,在0.9mg·L-1便沒有下降。造成其現(xiàn)象的初步猜測(cè)因?yàn)榕渲迷囼?yàn)組的供試水體是直接來源于未經(jīng)處理的養(yǎng)豬場(chǎng)的糞便沖刷而成。

        2.4 關(guān)于水芹菜的資源再利用

        水芹菜對(duì)污水有較好的凈化效果,且在高濃度的污水中長(zhǎng)勢(shì)較好。同時(shí),水芹菜具備降血壓,降血脂,保肝,抗心律失常,及較高的食用價(jià)值的特征。在沒有重金屬污染的情況下,水芹菜具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。是一種新型的資源化再利用模式。這既復(fù)合我國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,也復(fù)合生態(tài)中國的發(fā)展方式。

        3 、結(jié)論

        (1)水芹在COD濃度達(dá)到500mg/L的養(yǎng)殖廢水中可以保持較強(qiáng)的生命力,其莖部生長(zhǎng)發(fā)育良好可達(dá)到44cm,水芹菜在COD濃度達(dá)到200-300mg/L的養(yǎng)殖廢水中其根部發(fā)育最好,最長(zhǎng)可達(dá)到39cm

        (2)水芹對(duì)COD的去除效果很好,特別是在COD濃度200-700mg/L的情況下的去除率較高,最高可達(dá)到68%,對(duì)COD的去除率隨進(jìn)水濃度的增加而變高。水芹對(duì)TP的去除也有一定的效果,去除率在30%-58%之間,其去除率隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增加。

        (3)水芹菜在凈化污水的同時(shí)也具備較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是資源再利用模型中的一種新選擇。

        參考文獻(xiàn):

        [1]馬彥濤,薛金鳳. 養(yǎng)豬廢水處理技術(shù)進(jìn)展[J]. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2009,05:29-32.

        [2]齊巨龍,譚洪新,孫大川,羅國芝,吳嘉敏,車軒. 低溫條件下水芹對(duì)水體氮、磷的靜態(tài)凈化研究[J]. 漁業(yè)現(xiàn)代化,2008,03:6-10.

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