人工湿地在畜禽养殖废水处理中的应用研究
❶ 人工湿地在废水处理方面的应用 检索词有可以选择哪些呢
湿地，污水
❷ 畜禽养殖污水处理有哪些主要模式
（1）能源环保型畜禽养殖场“能源环保型”污水净化工程，指的是畜禽场的畜禽污水经处理后直接排入自然环境或以回用为最终目的的工程。该工程要求最终出水达到国家或地方规定的排放标准。此类型污水净化工程一般用于畜禽养殖场周边环境无法消纳厌氧消化液，必须将其进行处理达标后排放。
模式适用范围及条件：本模式适用于存栏大于3000头猪单位的规模化养殖场，污水处理量每天大于50米；项目建设点周边排水水质要求高，沼渣沼液无充足农田利用，出水必须达标排放。本模式建设需要配备一定面积的人工湿地和植物氧化塘。
“能源环保型”工艺主要特点：在前处理时尽可能通过物理方法去除污水中固形物，降低厌氧池工作负荷；畜禽舍内清出的粪便以及固液分离的粪渣可制作有机肥或直接外卖；沼气产量小；污水达标排放，有效防止二次污染；主体工程投资大、运行费用高；操作与管理水平要求高。
（2）能源生态型“能源生态型”污水净化工程是指畜禽场污水经厌氧消化处理后消化液不直接排入自然环境，而是作为农作物的有机液体肥料的工程，这类污水净化工程适用于畜禽场周边有足够的农田、鱼塘、植物塘等，能够完全消纳经厌氧（沼气）发酵后的沼渣、沼液。目前，“能源生态型”污水净化工程已经成为比较成熟适用、以综合利用为主的畜禽场污水净化工艺。
本处理模式适用于存栏大于300头猪单位的规模化养殖场，项目建设点周边环境容量大，排水要求不高。该模式必须配备足够的农田能完全消纳和利用厌氧消化后的沼渣、沼液。
“能源生态型”工艺主要特点为畜禽场污水、粪便可全部进人厌氧池；沼气产量大，沼液产量相对较少；运行费用低；操作简单、管理方便。
（3）生态种养型“生态种养型”主要是以生态学原理为基础，利用无害化处理后的畜禽粪尿中的物质作为植物生长所需的营养物质；以沼气为纽带的种植和养殖有机结合，就是将经沼气发酵过的沼液、沼渣用作果、菜、稻、渔和林等生产肥料，实现消纳养殖污水、促进农、林、果、渔生产发展双赢目标的生态种养结合模式。我国目前推广的“猪一沼一果（菜、稻、渔、林、草）”生态农业模式即属于此类型。
本模式适用于存栏30~300头猪单位的畜禽养殖户和养殖场，粪便污水产生量小，周围环境要求不严，且有足够农田和土地面积消纳小型沼气发酵池发酵后的沼渣沼液。
❸ 湿地处理废水的研究现状
煤矿山排出的废水和煤矸石渗出液，含硫量较高。根据大峪沟矿区的实际情况，即使采用综合一体化处理方法，出水的除硫效果并不明显，水中SO2－4仍高达1994.21～2144.06mg/L。虽然现有的《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426—2006)对SO2－4的排放浓度没有明确限制，但高硫酸盐水对大峪沟的地下水和凉水泉水库的水质仍有严重影响。
目前，去除水中SO2－4的方法主要有中和法、反渗透膜法、生物化学处理法和湿地法。前几种运行费用高，效果不一，有的还存在二次污染或技术不够完善等问题，更多地采用廉价、清洁的处理方法，即利用湿地除硫。
一般而言，煤矿开采尤其是井工开采都需疏排地下水，在地表形成小溪或小河进入洼地，形成湿地。湿地具有显著的生态功能，能够起到净化水质，调节空气湿度、温度，繁衍各种湿生-水生植物，改善人居环境的作用。据调研，目前煤矿山湿地生态功能常常被忽视，要么弃置不用要么受损严重。本次研究的目的是试图利用矿区排水形成的湿地解决终端外排水的去硫问题，使之资源化，可以说是前述综合一体化处理方案的最终一个环节，同时也是解决煤矿山湿地生态修复和湿地生态利用的专门性课题。
利用人工湿地去除水中硫酸根的研究仍处于探索阶段，人工湿地属于人工构筑物的范畴，通常的做法是建几个处理池，池内铺盖底泥并种植植物，依靠植物、底泥等要素的作用达到去硫效果;煤矿山湿地显然不属于上述的人工湿地，有关煤矿山湿地的生态功能、除污能力的研究，目前还比较少见。据国内外的相关文献，人工湿地脱硫效果相差较大，有的可以达91.9%，有的为53%，甚至有的去除率几乎为零。究其原因，主要是湿地规模、水质、气候、底泥和水生植被的差异。所以在对煤矿山湿地进行研究时，必须查明生态地质的基本条件。
人工湿地是人对自然湿地系统的模拟，利用生态的方法来去除污染物，以达到净化污水的目的，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物三者的协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化(彭超英等，2000)。实践表明，与其他处理污水的方法相比，人工湿地系统具有高效率、低投资、低运行费、低维护技术、基本不耗电即“一高三低一不”的特点(丁疆华等，2000)。自1974年第一个用于污水处理的人工湿地系统在西德建成以来，因其优越的性能，使它获得较快的发展(刘自莲等，2005)。20世纪80年代从欧洲到美洲、澳洲等地区和国家都广泛开展了这方面的研究工作。目前，在美国有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水;在丹麦、德国、英国等国至少有200处人工湿地(主要为地下潜流湿地)系统在运行，新西兰也有80多处人工湿地系统投入使用(李丽等，2007)。而且大量的监测表明，湿地净化污水的效果是显而易见的。例如，Knight(2000)等对1300多条已报道的数据进行分析，人工湿地对饲养家畜排放水的净化效率平均为:BOD5，65%;TSS，53%;NH4—N，48%;TN，42%和TP，42%。来自美国环保机构的数据库资料显示出了更高的处理效率，BOD5，TSS，TN，NH4—N，NO3—N和TP分别高达95%、88%、67%、61%、72%和76%(Braskerud等，2002)。
我国的湿地研究起步较晚。从“七五”时期开始试验，取得了人工湿地工艺特征、技术要点和工程参数等研究成果(胡康萍等，1991)。20世纪90年代以来，我国对人工湿地的研究发现灯心草、香蒲等植物在人工湿地中净化污水能达到国家二、三级地面水标准，人工湿地可以广泛应用于工业废水处理、农业水处理、雨水处理等。在研究利用人工湿地生态系统去除水体中藻类方面，说明人工湿地系统在污水深度处理或减少水体富营养化、抑制藻类生长等方面也具有特色。全国数十个城市开展人工湿地研究，很多已投入生产;已有不少城市建立了芦苇人工湿地污水处理系统。这些系统运行以来，产生了良好的经济和社会效益，为我国环境保护做出了贡献。广东韶关市铅锌矿废水治理，在人工湿地中种植香蒲的研究表明(阳承胜等，2000)，利用香蒲净化含铅、锌工业废水的效果非常好，COD、SS、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分别为92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%，水质得到明显改善，主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均达到排放标准。此外，人工湿地在处理铁矿酸性废水的试验结果表明(唐述虞，1996)，酸水pH值由2.6升高到6.1;铜离子、铁离子和锰离子去除率分别为99.7%、99.8%、70.9%。在利用湿地去除废水中常见的硫酸根离子方面，通过查阅国内外文献发现，前人的研究尚不充分，而且在不多的文献报道中，脱硫效果相差很大。研究资料表明，经生化预处理的纺织废水在经过湿地前后SO2－4由1235mg/L变为1244mg/L，去除率几乎为零(尹军等，2004);美国佛罗里达州的Hidden River雨水湿地处理系统的SO2－4去除率达到53%(王世和等，2007);另有研究表明，畜禽舍污水经过湿地后，硫化物的降解率可达88.3%(汪植三等，1995);在对湿地净化养猪场猪粪水的研究时发现，SO2－4去除率达到91.9%(刘开容等，1997);国外学者研究认为，人工湿地对生活污水中无机硫的去除率可达95%(Buisma 等，1990)。
在湿地设计方面，国外学者通过示踪剂实验发现，在同样的湿地面积下，填料深度为0.45m的湿地系统的BOD去除效果比深度为0.3m的湿地系统去除效果稍好(George，2000)。美国环保局在关于构建湿地处理市政废水的手册中认为，潜流湿地进水区域水深一般为0.4m，基质深度应比水深深0.1m，即系统总体深度为0.5m(USEPA，2000)。国内有学者研究了20cm、40cm、60cm三个水深条件下COD的去除率，发现水深为60cm时，即使运行的水力负荷较高(433.3cm/d)，COD的去除率仍然可达84.9%(王世和等，2003)。另有研究发现，进水负荷的增大引起水力停留时间和出水速率的下降，不利于污水的净化处理。但另一方面，进水负荷太小又不能充分发挥湿地的净化潜力，因此湿地系统都存在一个较佳的进水负荷(吴振斌等，2001)。研究表明，低流速和高水力停留时间(HRT)对有机物和TSS(总悬浮固体)有较好的去除作用，过高的HRT会增加人工湿地水分的蒸腾作用。鉴于湿地植物在处理废水中有机物和重金属的重要作用，目前国外对人工湿地的植物选择研究不断深入，总的来看一般有三种植物较为常用，为风车草、芦苇和香蒲(Ciria等，2005; Karathanasis 等，2003)。国外有学者研究了人工湿地处理系统中八种植物对污染物的去除效果，发现香蒲的去除能力最强(Klomjek，2005)。国内人工湿地系统植物的应用情况和国外基本相同，在研究香蒲、美人蕉、灯心草、芦苇、营蒲、茭白和黄花莺尾这七种武汉地区常见湿地植物对生活污水的处理效果时，发现其中香蒲、美人蕉、黄花莺尾、茭白和营蒲的处理效果相对较好(鲁敏等，2004)。风车草、香根草、香蒲、芦苇和灯心草是国内人工湿地应用比较多的植物(靖元孝等，2002;廖新梯，2002;成水平等，1997;王全金等，2004)。
通过以上总结，可以发现，目前针对湿地处理废水的研究和应用在国内外均是一个热点问题，取得了一定的理论和实践成果，但是，由于湿地作为一个特殊的生态系统有其自身的复杂性，加之废水类型的复杂多样，具体的情况千差万别，所以，在利用湿地净化废水特别是煤矿山废水方面，还有着诸多问题亟待解决，可以说还在“摸着石头过河”。目前国内外对于湿地净化污染物能力的评估，多是根据溶质平衡的原理，将湿地进水口与出水口的溶质量相减，认为其结果就是湿地的净化能力。这种评价方法有许多弊端，一是必须依赖于长期、大量的监测数据作为基础，二是不能给出较为准确的单位面积的净化效率数据，三是只能在湿地建成后进行评估，而想要更科学地进行湿地设计，在建设之前就必须对湿地净化能力进行合理的预测。目前，国内外的湿地设计往往多着眼于水力学参数和化学指标，对于影响净化效果的关键因素例如植物、底泥等涉及较少，特别是缺少对湿地各要素研究成果的综合分析，现有的很多研究，实际上，或是将湿地看做是常有植物，铺有底泥的“反应釜”，或是仅从植物、化学等单一学科角度出发来研究湿地净化这种多学科问题。
另外，国内外的研究虽已证明了湿地处理废水的有效性和实用性，然而多数研究都注重于湿地对废水中氮、磷、pH值和金属离子去除的研究，很少有针对酸性废水中含量相当高的硫酸根离子去除情况的研究。高硫废水是工业生产特别是煤矿开采中大量产生的一类污染，在利用湿地来去除水中的硫酸根离子方面，国内外研究不多，并且所得的结论也是差异较大。造成这一现象的原因是，前人所研究的各个湿地的环境，包括气候、底泥、面积、植物种类、数量等，以及所排放废水的性质包括水量、pH值、硫酸根浓度、COD、BOD5等都差异较大。因此，在对具体某处湿地进行研究时，应该实地展开调查取样，来评价该处湿地对SO2－4的去除作用。从根本上说，正是由于对湿地生态系统结构的生态地质学研究不够，才导致了湿地净化废水研究方面的欠缺，使其功能没有得到充分发挥。
❹ 畜禽养殖污水应该怎么处理才好
畜禽养殖污水处理方法
1、还田模式
畜禽粪便污水还田作肥料为传统而经济有效的处置方法，可使畜禽粪便不排往外界环境，达到污水零排放。既可有效处置污染物，又能将其中有用的营养成分循环于土壤-植物生态系统中，家庭分散户养畜禽粪便污水处理均采用该法。该模式适用于远离城市、土地宽广且有足够农田消纳粪便污水的经济落后地区，特别是种植常年需施肥作物地区，要求养殖规模较小。
优点：一是污染物零排放，最大限度实现资源化，可减少化肥施用量，提高肥力；二是投资省，不耗能，毋需专人管理，运转费用低等。
其存在问题：一是需要大量土地利用粪便污水，每万头猪至少需7hm2土地消纳粪便污水，故其受条件所限为适应性弱；二是雨季及非用肥季节必须考虑粪便污水或沼液的出路；三是存在和传播禽畜疾病和人畜共患病的危险；四是不合理的施用方式或连续过量施用会导致NO3-、P及重金属沉积，成为地表水和地下水污染源之一；五是恶臭以及降解过程所产生的氨、硫化氢等有害气体释放对大气环境构成威胁。
2、自然处理模式
自然处理模式主要采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等自然处理系统对养殖场粪便污水进行处理，适用于距城市较远、气温较高且土地宽广有滩涂、荒地、林地或低洼地可作污水自然处理系统、经济欠发达的地区，要求养殖场规模中等。
优点：一是投资较省，能耗少，运行管理费用低；二是污泥量少，不需要复杂的污泥处理系统；三是地下式厌氧处理系统厌氧部分建于地下，基本无臭味；四是便于管理，对周围环境影响小且无噪音；五是可回收能源CH4地。
缺点：一是土地占用量较大；二是处理效果易受季节温度变化的影响；三是建于地下的厌氧系统出泥困难，且维修不便；四是有污染地下水的可能。
3、工业化处理模式
工业化处理模式包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧一好氧处理等处理组合系统。对那些地处经济发达的大城市近郊、土地紧张且无足够农田消纳粪便污水或进行自然处理的规模较大养殖场，采用工业化理模式净化处理畜禽粪便污水为宜。
优点：一是占地少；二是适应性广，不受地理位置限制；三是季节温度变化的影响较小。
其主要缺点：一是投资大，每万头猪场粪便污水处理投资约120万～150万元；二是能耗高，每处理1m3污水约耗电2～4kW•h三是运转费用高，每处理1m3污水需运转费2.0元左右；四是机械设备多，维护管理量大；五是需专门技术人员管理。
畜禽养殖废水污染现状
畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分,畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题日益严重,根据2010年2月发布的《第一次全国污染源普查公报》中对农业源、生活源和工业源主要污染物的排放量进行了分析汇总。在农业源中,畜禽养殖业的COD和氨氮排放量分别为1268.26万吨和71.73万吨,占农业源COD和氨氮排放量的95.8%和78.1%,占全国COD和氨氮排放量的41.9%和41.5%。
目前全国规模化养殖场每天排放的畜禽养殖废水量大、集中,并且废水中含有大量污染物,如CODcr、氨氮、重金属、残留的兽药和大量的病原体等,如不经过处理直接排放,将会造成严重污染,其主要的危害如下：
对水体的危害，对大气环境的危害，对农田及作物的危害
❺ 人工湿地和污水处理 告诉你两者结合会有什么化学反应
人工湿地作为一种低投资、低能耗、低处理成本和具有较好氮磷去除功能的废水生态处理技术已逐渐被世界各国所接受.它的原理主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用，通过一系列物理的、化学的以及生物的途径净化污水.近年来，国内外学者对人工湿地在污水处理方面的工程应用和净化机理等作了大量的研究; 在湿地系统的构造、配水及组合类型方面也做了深入的探索.由于其具有良好的污染物去除效果和广泛的适用性，已经引起世界各国研究者的重视.
微生物作为人工湿地除污的主体和核心，在物质的矿化、硝化、反硝化等过程中起到关键作用.低温微生物是极端微生物之一，它们有着独特的生理功能适应环境，所以研究这类微生物不仅具有重要的理论意义，还在实际推广应用中产生了日益明显的经济效益和环境效益.关于低温菌，目前国内科学家的研究主要是集中在低温菌的分离、筛选和鉴定，对其在水处理方面的应用也局限于实验室温控条件下对模拟废水的处理研究，针对低温微生物在人工湿地中的污水处理方面研究极少.本实验研究了低温菌Pseudomonas flava WD-3在不同接种量和水力停留时间时对冬季人工湿地的污水净化效果，并采用Monod 模型对处理效果进行模拟，对扩展微生物技术在环境保护领域的应用以及强化处理低温废水提供新的方法.
❻ 人工湿地污水处理系统适合在小型建筑中应用吗
人工湿地污来水处理系统适合源在小型建筑中应用的。
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
❼ 为什么人工湿地在水产养殖排放水处理方面有很大的应用前景
水产养殖废水处理后可以成为中水，作为人工湿地的水源。
这种方式有很多优点，缺点是占地面积大。
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水处理微生物
公钟号。
❽ 畜禽废水胁迫下对湿地芦苇生理指标的影响
低浓度有供养作用，有利于湿地芦苇生长，CO2吸收量成倍增长。
高浓度形成水体缺氧，影响根系呼吸，严重时会造成死亡。
可以到万方数据库检索一下“湿地芦苇生长”
❾ 畜禽污水好氧处理技术条件和工艺参数是什么
目前在国内畜禽养殖污水处理中应用最多的好氧处理技术有序批式活性污泥内法、活性污泥法、生容物滤池和人工湿地等，其处理技术适用条件和工艺参数见下表。
序批式好氧技术 氧化沟 生物滤池 人工湿地 污泥浓度（活性污泥）（毫克/升） 4000～60002000～60005000～8000— HRT（小时） 20～30 20～40 20～30 30以上 有机负荷（BOD5）[千克/（米3?天）] 0.3～0.5 0.05～0.15 0.3～0.5 0.05～0.10 适用范围 大中型养殖场污水处理 大中型养殖场污水处理 大中型养殖场污水处理 中小型畜禽场污水处理