生物沸石人工濕地處理分散養豬沖洗水性能,畜禽養殖廢水主要由尿液、殘余的糞便、飼料殘渣和沖洗水等組成,具有COD、SS、NH4+-N含量高、可生化性好、水質水量變化大、含有致病菌并有惡臭等特點。由于畜禽糞尿的淋溶性很強,糞尿中的N、P及水溶性有機物等淋溶量很大,這些污染物如不進行適當處理就排放于環境或直接農用,將會造成當地生態環境和農田的嚴重污染。限于經濟技術條件,分散養豬廢水僅僅只是進入沼氣池,厭氧發酵之后直接排出,仍是面源污染的重要來源。

分散養豬沖洗水經厭氧折流板反應器(ABR)處理后仍含有高濃度有機物、N和P。為強化人工濕地對其的處理性能,在前期研究的基礎上,根據生物沸石的硝化速率,基于生物沸石快速吸附-再生動態平衡技術,構建了三級生物沸石人工濕地,考察其啟動階段性能、出水時污染物隨時間變化、啟動后性能以及生物沸石層ORP分布,以期為其實際推廣應用提供技術支持。

基于生物沸石的三級人工濕地可實現分散養豬廢水厭氧出水(ABR處理)的高效處理。水力負荷為0.047m3·(m2·d)-1時,可將分散養豬廢水厭氧出水的平均COD由477.69mg·L-1降至45.81mg·L-1。COD和NH4+-N主要在濕地一區去除,COD去除機制包括在沸石層的好氧降解及在磚渣層的反硝化,NH4+-N由155.29mg·L-1降至69.44mg·L-1,其首先在沸石層被吸附及轉化為NO3--N,隨后NO-3-N在磚渣層被還原為N2。

三級人工濕地采用潮汐流的方式運行,復氧效果良好,ORP基本在400mV以上。啟動后,濕地二區和三區可將沸石在啟動階段過量吸附的NH+4-N轉化為NO3--N,出水質量濃度分別為94.1mg·L-1和176.1mg·L-1。三級生物沸石人工濕地在進水NH4+-N負荷較高或環境條件不利情況下,可先將NH4+-N吸附,隨后再緩慢再生,釋放對NH4+-N的吸附位點,即對沖擊負荷等不利條件的適應能力較強。