专利名称：：一种猪场废水净化方法
技术领域：
：本发明涉及一种猪场废水净化方法，属于废水净化领域。
背景技术：
：水体污染是我国及世界面临十分严重的环境问题，有越来越严重的趋势。"资源性和水质性缺水"成为制约经济和社会发展的重要因素之一。蓄牧业如猪场废水即便经过"固液分离一厌氧一好氧"等典型的处理方法处理废水，排出的废水依然含有高氮、磷及有机质等污染物，会导致水体的富营养化。利用水生漂浮植物如水葫芦在猪场氧化塘种植，净化水质，广泛用于猪场废水的末端处理，但水葫芦由于含水量高达97%，收获利用非常困难，自生自灭容易导致二次污染，猪场废水的末端净化处理，即如何以便捷、低运行成本以及综合利用技术处理，加快氧化塘水的净化，成为猪场废水净化的关键。利用水生漂浮植物及漂浮载体、浮床等种植植物，广泛应用于富营养化水体的净化与治理，例如美国专利5820759、5811007，中国专禾UCN13155144、CN13155145、CN1425616、CN1426966、CN1552641、CN1580415、CN1683258、CN1769215、CN1800054、CN1836495、CN1926960、CN101003408、CN101023733等，这些都是在氮、磷及有机质相对较低的富营养化水体中应用，针对高氮、磷及有机质，水体中溶解氧含量较低的猪场氧化塘，缺少有效的净化技术。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种猪场废水净化方法。本发明所述的猪场废水净化方法，包括以下步骤(1)选取植物并将植物定植在漂浮载体上，植物根部从漂浮载体底部伸出以进入废水；(2)对接纳废水的场所进行分隔，以增加废水的水流距离和滞留时间；(3)将有定植植物的漂浮载体分布于废水水面；(4)对定植植物根系附件水体增氧曝气。4步骤(1)中所述选取的植物可以是观赏植物类风车草、美人蕉、香根草、合果芋、金叶木等；牧草类杂交狼尾草、青饲玉米、黑麦草等;蔬菜类蕹菜、莴苣、芹菜等。步骤(1)中所述漂浮载体是聚丙乙烯泡沫板；所述的聚丙乙烯泡沬板分为种植大株型植物的聚丙乙烯泡沫板和种植小株型植物的聚丙乙烯泡沬板所述种植大株型植物的聚丙乙烯泡沬板厚度为5cm,每1.5MS板上设有20个孔，孔径llcm，用于种植狼尾草、美人蕉、风车草或其他大株型的植物；所述种植小株型植物的聚丙乙烯泡沬板厚度为5cm，每1.5M2板上设有54个孔，孔径5cm，用于种植蕹菜、莴苣、芹菜或其他小株型的植物。步骤(2)中所述对接纳废水的场所进行分隔是将接纳废水的场所分隔设置为之字型槽、S型槽或者其他能增加废水的水流距离和滞留时间的槽；所述的分隔可用砖墙分隔。步骤(3)中所述漂浮载体分布在废水水面是将定植有适应性最高的植物的漂浮载体置于入水口附近，以植物的适应性梯度依次放置直至出水口；漂浮载体的水面覆盖率为40~70%。所述适应性是指植物能够在一定氮、磷及有机质浓度范围内正常生长并完成其生命周期，有比较高的生物产量及对污染物的去除效果。步骤(4)中所述增氧曝气是利用空气压縮泵，以胶管或其他适宜水下供气的管道向植物根系附近水体通气产生气泡供氧，或者利用机械曝气方法，提高水中溶解氧含量；可用气阀或曝气时间控制曝气强度；所述增氧曝气，入水口增氧曝气强度高于出水口增氧曝气强度，且水体的溶解氧浓度保持在饱和溶解氧的40。％以上。本发明提供的技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果(1)本发明的提供的猪场废水净化方法使废水在氧化塘中从入水口到出水口的水流距离和滞留处理时间增长，氮、磷、有机质等污染物的随着距离的增加，污染物浓度梯度增大，提高氧化塘废水的净化效果；(2)不同适应性植物漂浮栽培的分区域放置，使不同种类的植物处于不同的污染物浓度的环境中，提高净化效果；(3)漂浮载体可通过设置不同的孔径和密度，来种植不同大小株型的植物，容易制造，成本低，且该漂浮载体可承受40kg/MS载荷，可在工体使用寿命3—5年，使用后可与植物收获物混合粉碎，配制成植物生长基质；(4)增氧曝气的操作简单易实现，既加快了废水中有机质的氧化降解、铵离子氧化成硝酸根离子，同时又提高了根区水的溶解氧，有利于保持植物根系的代谢功能、植物的生长和根区微生物的活性，这又进一步促进植物对氮、磷等养分的吸收，转化与降解；(5)本发明提供的猪场废水净化方法具有投资及运行成本低，建造及维持更新方便，在净化废水的同时，可收获植物产品，在猪场废水的末端处理中具有良好的应用前景。图1是实施例1中所述小株型定植杯示意图。图2是实施例1中接纳猪场废水氧化塘的隔槽分区及水流走向示意图。图3是实施例1中增氧曝气示意图。具体实施方式实施例l以某猪场废水为试验水体。(1)选取植物并将植物定植在漂浮载体上，植物根部从漂浮载体底部伸出以进入废水选取狼尾草、美人蕉、风车草等定植在漂浮载体上，漂浮载体是用5cm厚的聚丙乙烯泡沫板，在1.5Nf板上设置20个孔，孔距为25，孑L径llcm，采用的定植杯定植，定植杯规格为上口径13cm，下口径9cm，高llcm，周年均可进行，但最宜在舂秋季进行；在1.5M2板上设置54个孔，孔径5cm，孔距15cm，采用的定植杯规格为上口径5cm，下口径3.5cm，高7cm，用于种植蕹菜、莴苣、芹菜等小株型的植物，蕹菜种植时间在5—10月份、莴苣、芹菜种植时间在10月至第二年的3月份。该漂浮载体可承受40kg/]Vp载荷，载体使用寿命3—5年，使用后可与植物收获物混合粉碎，配制成植物生长基质。(2)对接纳废水的氧化塘进行分隔，以增加废水在氧化塘中的水流距离和滞留时间氧化塘用砖墙分隔设置为之字型的槽，见图2，厚36cm砖砌，高与塘岸等高(约1.5M)，用l:2水泥砂批荡，水泥膏抹光。分隔后可长久使用，砖墙可行人，墙与墙之间分隔开的槽的宽度为300cm，长6约50M，氧化塘划分约9条槽，通过分隔，水流的距离加大9倍，滞留的时间也延长约5倍，同时，通过调节出水口水的流出速度，进一步调整水的流速和滞留时间，延长净化时间，这样进水口和出水口的氮、磷及有机质等污染物的浓度梯度扩大，净化效果提高，同时方便对漂浮栽培植物进行分区域放置和对系统的运行管理。(3)将有定植植物的漂浮载体分布于废水水面种植美人蕉、风车草、香根草等大株型植物及蕹菜等小株型植物，漂浮于氧化塘水面。在整个氧化塘的9条槽中，美人蕉种植在第l、7、8和9条槽，种植500块板，风车草种植在第2、3和4条槽中，香根草在第5条槽中，蕹菜在第6条槽中，共种植1500块板，槽中定植板在水面的覆盖率约为70%。(4)对定植植物根系附件水体增氧曝气利用空气压縮泵，将空气通过主管在分配到各个支管，通过支管胶管连接瓷头伸入水体根系附近，以产生微小气泡曝气增氧，各个支管设气阀以调节曝气强度，通过监测水体溶解氧含量变化，根据水中溶解氧在曝气间歇之间的变化情况对曝气时间进行控制，采用定时器对24小时为周期的曝气时间和曝气的间隔进行设定，以使水中的溶解氧含量达到要求，接纳废水的入水口附件氮磷有机质浓度高的区域增氧曝气强度需增大，而出水口的附件的增氧强度可降低，使水体的溶解氧保持在饱和溶解氧的40。％以上，以满足植物维持根系正常生长的需要和促进有机质的降解。冲圈后的猪场粪便污水经隔渣、厌氧发酵和曝气处理后，排入上述氧化塘，其流入水体主要性状见表l:表l供试水体主要性状<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注COD^表示化学耗氧量，NH4+-N表示铵态氮，TN表示总氮，TP表示总磷，SP表示可溶性磷。水质每14天测定1次，植株75天测定增质量，试验共72天。试验结果显示，通过种植植物处理污水可去除污水中的氮约90%，可把入水口的总氮从18.63-759.20mg.L-1，降到出水口的1.45-51.85mg*!/1,入水口的铵态氮从13.49-724.99mg*!/1,降到出水口的0.14-27.14mg'!/1,入水口的硝态氮从0.78-24.11mg'U1，降到出水口的0.008-1.32mg*L",说明在这种漂浮植物修复系统中净化污水中氮的效果很显著，其中以生长旺期l-2个月效果最显著。这是由于种植在猪场污水中的植物生长速度快、生长量大，从而把污水中的氮吸收移出水体，同时也通过根系和水体中的一些酶类对于含氮化合物的进行分解去除。而且美人蕉、风车草、香根草和蕹菜这几种植物的生长良好，生长增质量分别达到每1.5M"票浮板31、27、24、32kg。与氮的去除效果相近，通过种植植物处理的污水中无论是总磷(TP)还是可溶性磷(SP)的去除率均在90%左右，不同时期效果有差别。可把入水口的可溶性磷从3.76-50.84mg'L"，降到出水口的0.04-5.35mg'L";入水口的总磷从5.24-54.14mg'L—1，降到出水口的0.05-5.69mg'L—1。通过漂浮种植植物处理后污水中COD&，可把入水口的COD&，从106.01-6000.00mg"L"，降到出水口的0.00-44.35mgL—、降低百分数均在90%左右，说明利用此系统来处理污水的效果较显著。实施例2采用本发明提供的方法，对某猪场冲圈后的猪场粪便污水经隔渣、厌氧发酵后的沼液，经沼液兑水1:3稀释后，按本发明提供的方法在40L面包箱内进行小型的漂浮栽培狼尾草及增氧增效试验。设不种植、种植、不种植加增氧、种植加增氧等4个实验组，增氧处理为每2个小时曝气15分钟，3次重复，每面包箱1个重复，每箱盛沼液30L，种植2棵狼尾草，试验时间为28天，试验结果见表2、表3:表2供试沼液水质状况(mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>供试沼液含较高的氮、磷及有机质。在每2小时曝气15分钟的增氧处理中，可以使水中溶解氧从4.87Mg/L，增至7.28mg/L。表3各处理狼尾草的增质量及水质净化率(Q^)实验组NH4+-NN(V-NTNTPSPCOD狼尾草增质量(g/箱)不种植52.93-103.4630.3512.5041.0853.61/不种植加增氧75.72-167.5051.6017.0123.9066.81/种植82.2340.4148.7432.4051.7525.60203.60种植加增氧86.3549.5264.6140.3261.0471.87256.78从表3可以看出，增氧处理有利于有机质的分解和铵转化成硝，及有机态磷转化成水溶性磷，促进狼尾草对氮磷的吸收和生长，达到了高效净化猪场废水的效果。9权利要求1.一种猪场废水净化方法，其特征在于包括以下步骤(1)选取植物并将植物定植在漂浮载体上，植物根部从漂浮载体底部伸出以进入废水；(2)对接纳废水的场所进行分隔，以增加废水的水流距离和滞留时间；(3)将有定植植物的漂浮载体分布于废水水面；(4)对定植植物根系附件水体增氧曝气。2.如权利要求1所述的猪场废水净化方法，其特征在于步骤(1)中所述选取的植物可以是狼尾草、风车草、美人蕉、蕹菜、莴苣或芹菜。3.如权利要求1所述的猪场废水净化方法，其特征在于步骤(1)中所述漂浮载体是聚丙乙烯泡沬板。4.如权利要求3所述的猪场废水净化方法，其特征在于所述的聚丙乙烯泡沫板分为种植大株型植物的聚丙乙烯泡沫板和种植小株型植物的聚丙乙烯泡沫板；所述种植大株型植物的聚丙乙烯泡沫板厚度为5cm，每1.5平方米板上设有20个孔，孔径llcm，用于种植狼尾草、美人蕉、风车草或其他大株型的植物；所述种植小株型植物的聚丙乙烯泡沬板厚度为5cm，每1.5平方米板上设有54个孔，孔径5cm，用于种植蕹菜、莴苣、芹菜或其他小株型的植物。5.如权利要求1所述的猪场废水净化方法，其特征在于步骤(2)中所述对接纳废水的场所进行分隔是将接纳废水的场所分隔设置为之字型槽、S型槽或者其他能增加废水的水流距离和滞留时间的槽。6.如权利要求1所述的猪场废水净化方法，其特征在于步骤(3)中所述漂浮载体分布在废水水面是将定植有植物的漂浮载体置于入水口附近，以植物的适应性梯度依次放置直至出水口。7.如权利要求1或6所述的猪场废水净化方法，其特征在于漂浮载体的水面覆盖率为40~70%。8.如权利要求1所述的猪场废水净化方法，其特征在于步骤(4)中所述增氧曝气是利用空气压縮泵，以胶管或其他适宜水下供气的管道向植物根系附近水体通气产生气泡供氧或者是机械曝气方法。9.如权利要求1所述的猪场废水净化方法，其特征在于步骤(4)中所述增氧曝气可用气阀或曝气时间控制曝气强度；入水口增氧曝气强度高于出水口增氧曝气强度。10.如权利要求1或8或9所述的猪场废水净化方法，其特征在于增氧曝气使水体的溶解氧浓度保持在饱和溶解氧的40%以上。全文摘要本发明公开了一种猪场废水净化方法，包括以下步骤选取植物并将植物定植在漂浮载体上，植物根部从漂浮载体底部伸出以进入水体；对接纳废水的场所进行分隔，以增加废水的水流距离和滞留时间；将有定植植物的漂浮载体分布于废水水面；对定植植物根系附近水体增氧曝气。本发明提供的猪场废水净化方法具有投资及运行成本低，建造及维持更新方便，在净化废水的同时，可收获植物产品，在猪场废水的末端处理中具有良好的应用前景。文档编号C02F103/20GK101503250SQ20091003661公开日2009年8月12日申请日期2009年1月13日优先权日2009年1月13日发明者廖新俤,林东教申请人:华南农业大学