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不同基质人工湿地去除猪场沼液中氨氮性能

刘国1’2 刘国1 胡凤妹1 汤景鹏1 何佼1
(1.成都理工大学环境与土木工程学院,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610031;2.南京大学环境学院,江苏南京210008)

摘要:以猪场沼液为研究对象,通过等温吸附实验研究沸石、铁粉、硅藻土、煤渣、石英砂5种基质对氨氮的等温吸附特征,并采用一级和准二级动力学方程分析吸附动力学过程。根据实验结果选取沸石和石英砂基质构建4种不同类型的人工湿地单元对比研究猪场沼液中氨氮的处理效果。结果表明,5种基质对氨氮的吸附适合用Langmuir等温吸附方程描述,沸石对氨氮的吸附能力最强,其最大吸附量达1.049 8 mg/g。从相关系数(R2)分析,准二级动力学方程能更好描述各种基质对氨氮的吸附动力学过程。沸石的平衡吸附量最大,为1.719 0 rng/g。沸石一垂直潜流人工湿地单元在构建的4种人工湿地单元中对猪场沼液氨氨处理效果最好,且对高浓度沼液的抗冲击能力最强。
    关键词:人工湿地、基质、猪场、沼液、氨氮

Artificial wetlands f'flled wi恤different packing materials to i'emove ammonia nitrogen from biogas slurry of pig farm L儿,G“01”,LJUGu01,HUFengmeil,TANGJingpen91,HEJia01.(1.State Key Laboratory of Geohazard Preventionand Geoenvironment Protection,College of Environment&Civil Engineering,Chengdu University of Technology,ChengduSichuan 610031;2.School ofEnvironment,NanjingUniversity,NanjingJiangsu 210008)Abstract: Artificial wetlands filled with different packing materials were constructed for treatment of biogas slurry of pig farm.Isothermal adsorption characteristic of NH+一N on 5 packing matrix(zeolite,iron powder,diatomte,cinder and quartz sand)was researched through static adsorption experiments.The dynamic adsorption process was fitted by first—level and second-level dynamics models respectively.Results showed that the isothermal adsorption characteristic of NH4+一N could be well fitted by Langmuir equation;among the 5 packing matrix。zeolite had the maximum NH+一N adsorption capacity with the maximum saturated absorption quantity of NH{一N was 1.049 8 mg/g.From the analysis of correlation coefficient R2,second—level kinetics equation was better than first-level kinetics equation when describing the dynamic NH+一N adsorption process,and zeolite achieved the highest equilibrated adsorption capacity of 1.719 0 mg/g.Base on the experiment results,zeolite and quartz sand were selected as packing materials to
construct 4 different wetlands.and zeolite-vertical flow artificial wetlands presented the best NH+一N removal efficiency from biogas slurry of pig farm as well as the strongest resistance to high concentrate NH,一N impact.
    Keywords:artificial wetland;matrix;biogas slurry of pig farm;NH4+一N

国内对猪场废水主要采用沼气工程进行处理[1],而沼气工程产生的大量沼液仍是高浓度有机废水,具有氨氮含量高、碳氮比低的特点[2]。目前,沼液的处理方法主要是直接还田或采用好氧法进行处理后排放。前者可能超出土壤的自身承载能力,造成“土壤富营养化”。后者需要大量资金投入、运行管理不便[3]。因此,在对沼液进一步处理中,迫切需要开发投资少、运行费用低、处理效果好的技术。人工湿地是模拟自然湿地的人工生态单元,其特点是出水水质好、具有较强的氨氮处理能力、运行维护方便、管理简单、投资及运行费用低[4],在我国小城镇和广大农村地区的污水处理中,充分显示了其优越性[5]。但有关多种基质的对比研究,特别是关于基质对氨氮的等温吸附和动力学过程的研究还不足。通过铁炭预处理改变猪场沼液的基本性质,但仍含有大量的氨氮;再通过构建不同形式人工湿地研究猪场沼液中氨氮的处理效果。本研究旨在丰富和发展人工湿地系统污水处理工艺、实现猪场沼液的达标排放。

不同基质人工湿地去除猪场沼液中氨氮性能

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