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规模化养猪废水是一种高浓度有机废水,含有大量的氮磷物质,其无节制排放易引起水体富营养化,严重危害供水安全。现有处理技术仅做到了养猪废水的无害化处理,并没有实现废水的资源化利用。本文以华中农业大学种猪场养猪废水和水生植物粉绿狐尾藻为研究材料,采用水培试验设置不同浓度(25%浓度、50%浓度、75%浓度、100%浓度)和不同磷水平(3.70mg/L、4.45mg/L、5.93mg/L、10.65mg/L、12.77mg/L、17.03mg/L)养猪废水,研究粉绿狐尾藻对养猪废水的净化及其除磷作用。为构建规模化养猪废水工业化处理与粉绿狐尾藻联合使用的生态化处理技术提供理论依据。主要研究结果如下: 1.研究了不同浓度以及不同磷水平养猪废水对粉绿狐尾藻生长特性的影响。结果表明:粉绿狐尾藻对养猪废水的耐受性强,在不同浓度废水及磷水平处理下均有较高的生物量积累。但其生物量和株高的增长倍数均随废水浓度的增加而降低,并且磷水平对同一废水浓度粉绿狐尾藻的生物量无显著影响,影响粉绿狐尾藻生物量的主要因素是养猪废水浓度。 2.研究了粉绿狐尾藻对不同浓度养猪废水的净化效果。结果表明:粉绿狐尾藻净化养猪废水潜力巨大,能显著提高水体透明度,调节水体pH至偏中性(7.50-8.00之间),从而减少恶臭气体NH3的挥发,且在其生长过程中能与微生物相互作用高效去除水体污染物。35d时不同浓度废水中TP、TN、NH3-N、COD的去除率分别达87.03%、86.00%、95.29%、64.90%。除100%浓度处理外,水体中N、P污染物的去除率整体与废水浓度呈正相关的关系。此外,粉绿狐尾藻能使水体DO在夏季仍保持较高水平(7.00mg/L左右),从而提高水体自净能力。 3.研究了粉绿狐尾藻对不同磷水平养猪废水的净化效果。结果表明:粉绿狐尾藻对不同磷水平废水净化效果均显著,35 d时不同磷水平废水TP、TN、NH3-N、COD的去除率分别达88.58%、75.06%、94.75%、78.45%;水体TP去除率与磷水平呈负相关关系,与植物生物量呈正相关关系。但不同磷水平对同一废水浓度水体TN去除效率无显著影响。表明粉绿狐尾藻对水体磷水平耐受范围较广,磷水平对粉绿狐尾藻的净水效果影响不大。 4.研究了不同浓度废水处理下磷在水—粉绿狐尾藻—底泥三相之间的迁移规律。结果表明:粉绿狐尾藻是该三相系统的重要功能部分,35d时除100%浓度处理,其它三组处理底泥均处于释磷状态,表明100%浓度废水的TP浓度(11.57mg/L)可能是本试验底泥磷释放的临界浓度。部分底泥释放的磷和水体的磷由植物吸收去除,本研究中粉绿狐尾藻吸收对系统磷去除的贡献率表现为75%浓度>50%浓度>25%浓度>100%浓度。即在植物正常生长的废水浓度范围内,废水浓度越高,粉绿狐尾藻除磷贡献率越高。本次试验75%浓度处理粉绿狐尾藻吸收对磷去除的贡献率在各处理中最高,最高达47.23%,最低为15.24%;另一部分磷则经由植物根系吸附以及与微生物共同作用等进入下一轮循环。 5.研究了不同磷水平处理下磷在水-粉绿狐尾藻-底泥三相之间的迁移规律。结果表明:本试验水体TP浓度降低至0.35-4.8 mg/L之间时,底泥开始出现磷释放现象,并且水体磷水平对底泥的磷富集率无显著影响。但是在同一废水浓度,粉绿狐尾藻的磷富集量及其对系统磷去除的贡献率随着水体磷水平的升高而升高。本试验水体TP浓度为5.93mg/L时粉绿狐尾藻长势最好,磷吸收量较大(39.16mg),除磷贡献率最高(10.80%)。