浮萍净化与资源化利用沼液初步研究

[目的]初步研究浮萍净化和资源化利用沼液的可行性。[方法]以紫背浮萍和青萍为研究对象,在不同稀释倍数的沼液中培养,研究浮萍对沼液中氮、磷和COD的净化去除能力和沼液浓度对其生长的影响。[结果]紫背浮萍在稀释10倍的沼液中、青萍在稀释15倍的沼液中生长及对氮、磷的净化效果最好。紫背浮萍在稀释20倍的沼液中、青萍在稀释15倍的沼液中生长及对COD的净化效果最好。此外,浮萍能够有效抑制藻类的生长。[结论]该研究为浮萍净化沼液同时生产鱼类饵料等实现资源化利用提供科学依据。     

基于水培技术的沼液净化及生菜品质提升

以沼液处理后用作农田灌溉用水及低成本生产高品质生菜为目标,采用水培生菜对沼液进行深度净化处理,并以水培前后沼液主要水质参数及生菜品质特性为指标,研究了水培生菜对沼液的净化性能和沼液水培对生菜品质的提升效果,并筛选出了合适的沼液稀释倍数。研究中,先对沼液进行脱氨预处理,然后进行5~30倍稀释后用于水培生菜,并与化学营养液水培效果进行对比。结果表明,采用脱氨沼液水培生菜处理35 d后,氨氮、COD和总磷含量分别下降98.25%~99.34%、83.68%~96.04%和65.94%~80.00%,脱氨沼液的水质指标优于农田灌溉用水标准,且稀释5~15倍的脱氨沼液水培后可在沼液净化效果和节约用水等方面获得综合最优。另外,脱氨沼液可替代营养液用于水培生菜,且生菜的品质更佳,尤其是5~10倍稀释处理。此时,与营养液水培相比,其生菜相对生长量提高60%以上,叶幅变宽4~5 cm,叶片数平均增加2片;类胡萝卜素含量最高提高20.40%,硝态氮含量仅为化学营养液组的2.11%~4.02%,差异显著;还原糖含量提高约7.79%~10.39%,而维生素C含量仅低3.60%~15.40%,差异并不明显。研究表明,沼液脱氨并适当稀释后可以代替化学营养液用于水培生菜,且水培处理后的沼液可以用于灌溉农田。     

水培空心菜净化和资源化利用鸡粪沼液研究

[目的]研究水培空心菜净化和资源化利用畜禽养殖粪便沼液的可行性,为畜禽养殖沼气工程的沼液净化处理和资源化利用提供科学依据.[方法]在不同稀释倍数的鸡粪沼液中栽培空心菜,研究其对沼液中氨氮(NHrN)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的削减能力及沼液浓度对水培空心菜生长的影响;并通过在鸡粪沼液中添加华南农大叶菜A配方各营养元素,探讨鸡粪沼液作为水培营养液的限制因子.[结果]不同稀释倍数的鸡粪沼液经空心菜生长吸收后,各项污染物浓度均有不同程度的消减,定植21d后,各处理NH3-N均达GB 18596-2001的排放浓度要求,以稀释6倍的去除率最高(81.61%);COD、TP和TN均以稀释9倍的去除率最高,分别为78.16%、87.00%和87.96%.稀释12倍鸡粪沼液水培的空心菜植株全重最重(4.83 g/株);不同稀释倍数沼液水培的空心菜还原糖含量均高于华南农大叶菜A配方处理,但沼液水培空心菜易引起Pb、Hg、Cr等重金属在植株体内的过量积累.鸡粪沼液中添加KH2PO4和KNO3,水培的空心菜植株高度、地上部分重和植株全重等指标均表现较优,K可能为空心菜生长的限制因子.[结论]水培空心菜可有效降低沼液中污染物浓度;沼液可作为水培蔬菜的营养液资源化利用,但实际生产中仍需进行必要的养分调控使植物更好生长,并根据植物不同生长阶段对K的需求作进一步调整.     

水葫芦净化沼液效果的研究

用相同生物量的水葫芦净化不同浓度的沼液,结果发现水葫芦对初始COD为760 mg/L的沼液净化效果最好,COD、BOD5、NH4 -N去除率分别为75.21%~85.79%、91.10%、76.66%~98.83%,当沼液初始COD为860 mg/L时,沼液各理化指标的去除率均有所下降。水葫芦净化5 d即可达到预期净化效果,NH4 -N和COD去除率为75%~85%,延长时间去除效果增加不明显。     

利用人工湿地栽种水生作物对沼液进行无害化消解

以茭白、莲藕和水稻等水生作物全生育期对沼液进行消解净化处理,试验表明,1 hm2莲藕池塘在1个全生育期可消纳净化沼液2 475 t,所得莲藕符合NY5238-2005无公害食品水生蔬菜的要求;不同水生作物净化沼液试验表明,按495 t·hm-2的灌溉量,茭白和莲藕只需7 d时间消解净化就可符合国家GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》要求,水稻需要14 d,而无作物的空白处理则需21 d。     

水培蔬菜净化凡纳滨对虾养殖塘水质效果研究

采用3种浮植方式水培水蕹菜、羽衣甘蓝、生菜,进行蔬菜种类、浮植方式筛选,并以最佳品种与浮植方式浮植规模化养虾塘,进行水生菜生长状况与净化虾塘水质效果试验.结果表明,水蕹菜为生长良好、可有效净化养虾水质的蔬菜品种,以绳结式浮植方式培植水蕹菜可获得最佳的生长效果;据此将水蕹菜以绳结式浮植于规模化养虾塘.对虾生态养殖试验探讨了水蕹菜对虾塘水质的净化效果及对虾生长状况的影响,结果表明,种植水蕹菜虾塘和对照塘中对虾输出的TN、TP分别为36.21％、21.01％和32.03％、17.98％.种植塘收获水蕹菜重量为初始种植重量的32.5倍,具有一定经济价值,特别是能有效去除塘水中TN、TP,去除率分别为5.86％和3.73％.试验期间,种植塘的TAN、TN、TP、PO43--p及CODMn含量均低于对照塘.种植塘对虾终末体长、体重、饵料系数均优于对照塘,对虾产量(4768.75±111.69 kg/hm2)也高于对照塘(4 120.46±90.00 kg/hm2).这种生态养殖模式不仅可有效净化水质,减少养殖废水对环境的污染,还能提高对虾养殖的经济效益.     

水生绿肥净化污水研究

水生绿肥净化城市污水试验结果表明,水生绿肥对污水具有明显的净化效果,放养水萌芦的污水中ＢＯＤ５、ＣＯＤｃｒ、Ｃｒ总、Ｔ分别比对照降低１２．０３、８３．００、０．００３、５．３４８ｍｇ／Ｌ;放养水蕹菜的污水中上述各指标分别比对照降低２０．９５、９７．００、０．００３、３．６９６ｍｇ／Ｌ。     

沼液浇灌对双季茭白(秋茭)生长、产量及安全性的影响

通过田间试验方法研究了不同沼液浇灌量对茭白的生长、产量及安全性的影响。试验结果表明,沼液替代化肥,能够提供茭白植株生长所需的养分,浇灌沼液氮量为常规施肥处理的1.5倍时茭白产量最高;当沼液量达到3倍时,茭白生长明显受到抑制,产量较低,肉茭外形偏小,商品性不佳。而当沼液量在1倍时,经济性状最佳,肉茭大小均匀,口感最好。沼液在试验最大施用量条件下,各项重金属含量均符合GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量标准》,不会对茭白的安全性产生影响。     

木炭和活性炭对沼液中氨态氮、总磷和化学需氧量的吸附效果

为木炭运用于沼液吸附处理及循环利用提供理论依据,在沼液中加入木炭与活性炭进行静态吸附试验,分析木炭对沼液中氨态氮(NH4+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的吸附效果。结果表明:木炭对沼液中高浓度的NH4+-N、TP和COD均有一定的吸附作用,其吸附容量分别为2.19mg/g、0.5mg/g和18mg/g;活性炭对NH4+-N的吸附效果比木炭好,其饱和吸附容量是木炭的1.73倍;木炭与活性炭对沼液中TP和COD的吸附效果相差不大;木炭可以作为吸附材料处理沼液中的NH4+-N、TP及COD。     

沼液叶面肥对脱水油白菜产量及品质的影响

[目的]研制以沼液为主要成分的叶面肥,为农业生产服务。[方法]通过田间小区试验研究不同配方沼液叶面肥对脱水油白菜产量和品质的影响。[结果]处理沼液2倍清水稀释＋化肥和处理沼液3倍清水稀释＋化肥的产量增幅最大,分别比对照增产15.77%和12.71%;其次是处理沼液4倍清水稀释＋化肥和处理沼液2倍清水稀释＋尿素,分别比对照增产5.68%和1.73%;处理沼液2倍清水稀释比对照增产0.96%。处理沼液2倍清水稀释＋化肥的油白菜叶片叶绿素含量增加最多。各处理的脱水油白菜维生素C含量都有所增加,处理沼液2倍清水稀释＋化肥的维生素C含量增加显著。[结论]不同浓度的沼液均能在一定程度上提高脱水油白菜的产量和品质。     

基于全混合厌氧反应器厌氧发酵猪粪产生沼液的环境影响分析

为了探究基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪产生沼液的主要成分和沼液还田的环境影响,通过采集3个规模化养殖场的猪粪、经厌氧发酵产生的沼液及沼液灌溉后的土壤样品,分别检测分析了样品中化学需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、重金属含量和营养元素等物质含量。结果表明：基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪后,沼液中COD和氨氮的去除率分别为63%~82%和37%~75%;沼液重金属中锌、铜含量相对较高,分别为2.1×104 μg/L和3.8×103 μg/L;沼液和饲料中重金属含量的相关系数达0.93~0.95;施用沼液后土壤中营养元素增加幅度为0.3~14倍,重金属含量基本能够达到Ⅰ级土壤标准要求。合理的施用沼液可增加土壤中有益成分的含量,不会对土壤造成明显的重金属污染,其种植作物可食用部分的重金属含量满足食品安全的要求。     

3种常见水生植物对养殖废水中化学需氧量的去除效果

【目的】研究水生植物对养殖废水中化学需氧量(CODcr)的去除能力,为人工湿地系统处理养殖废水提供理论依据。【方法】将芦苇、水葫芦、蕹菜3种单一水生植物及芦苇—水葫芦组合、芦苇—蕹菜组合分别置于人工模拟的不同浓度养殖废水中培养,以不种植水生植物的不同浓度养殖废水为对照,对比分析芦苇、水葫芦、蕹菜对养殖废水中CODcr的去除与净化效果。【结果】供试水生植物对养殖废水中CODcr的去除和净化能力排序为:芦苇—水葫芦组合>芦苇—蕹菜组合>水葫芦>蕹菜>芦苇。培养15 d后,3种水生植物对养殖废水中CODcr的净化效率为43.8%~87.3%,而对照组为28.9%~66.4%。【结论】芦苇、水葫芦及蕹菜3种水生植物对低浓度养殖废水中CODcr的去除效果较明显,对高浓度养殖废水中CODcr的处理效果一般,在构建人工湿地植物系统时结合实际情况组建合适的植物组合,可提高净化CODcr效率。     

炉渣颗粒吸附剂对沼液吸附效果研究

以不同配比的炉渣和钢渣为原料,经混合、成球、焙烧制成炉渣颗粒吸附剂。通过静态吸附试验和动态吸附试验,考察了该吸附剂对沼液中NH+4 N、TN、TP和COD的吸附性能。结果表明,沼液的pH、吸附时间、沼液的浓度等因素对不同配比的炉渣颗粒吸附剂吸附沼液中TP均有显著影响。在适当条件下,不同配比的炉渣颗粒对沼液中的TP去除率均在90%以上。炉渣颗粒吸附剂对废水中TP的等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述。动态吸附试验中废水中NH+4 N、TN、TP、COD去除率均在90%左右,其中以炉渣和钢渣质量比为4∶1(①号)的混合渣去除效果最好,平均去除率分别为99.24%、9675%、99.94%、89.71%,可达标排放。炉渣颗粒可以作为吸附材料处理沼液中的NH+4 N、TN、TP和COD。     

pH 及蒙脱石投加量对其吸附沼液中碳氮磷和重金属的影响

以蒙脱石为吸附材料,研究了蒙脱石投加量、pH对其吸附沼液中COD、TN、TP、NH_4~+-N、Zn、Cu、Cr、As、Mn、Ni的影响,并阐述了吸附过程中沼液理化性质与重金属之间的关系。结果表明:蒙脱石投加量为0～50g/L时,COD、TN、NH_4~+-N、TP、Zn、Cu的吸附量随投加量增加逐渐降低,去除率先增加后趋于平衡,投加量为30g/L时吸附效果较好,为适宜投加量。pH为6.5～9.5时,蒙脱石对沼液中TP、Zn、Cu吸附作用较显著,最大去除率可达84.3%、86.8%、94.5%,但对TN、NH_4~+-N、Cr的吸附作用较差,综合吸附量和去除率,7.5～8.5是蒙脱石吸附沼液的适宜pH。Zata电位与电导率、COD、TP、TN、NH_4~+-N、Zn、Cu、Ni之间呈显著负相关,Zn与Cu和Cr与pH呈显著正相关,Cr与TP呈显著负相关,Cr与As不相关。     

沼液在稻田的精确施用及其环境效应研究

为探究沼液在稻田中的适宜用量,通过田间试验,研究不同氮素水平的沼液(0、90、157.5、225、292.5、562.5 kg·hm~(-2))对水稻产量、氮素利用率、田面水无机氮动态变化、土壤残留无机氮以及稻田氨挥发的影响。结果表明,水稻籽粒产量随沼液氮素施用量的变化符合线性加平台模型,沼液在水稻种植中的最佳氮素施用量为213.9 kg·hm~(-2);施用沼液显著增加了田面水铵态氮浓度,施用沼液3 d后,田面水铵态氮浓度迅速降低,而田面水硝态氮初始浓度无明显变化;稻田氨挥发总量随沼液氮素施用量的增加而显著增加,且主要集中在沼液施用后的一周内,氨挥发所引起的氮素损失占沼液氮素量的14.52%~17.64%;等氮量施用的沼液和化肥相比,水稻产量、氮素利用率、氮素农学生产率和土壤残留无机氮均无显著差异,而单位稻谷产量的氨挥发量显著降低22.6%。由此可见,稻田合理施用沼液具有较好的经济效益和环境效益。     

不同植物对富营养化水体净化效果的研究

[目的]研究水生植物净化富营养化水体的效果。[方法]通过室外盆栽试验,研究4种水生植物对富营养化水体中污染物的去除能力。[结果]菖蒲、美人蕉、黄花鸢尾、水葱对水体中TN的去除率分别为83.23%、80.21%、79.68%、89.45%,TP的去除率分别为80.17%、88.00%、78.95%、83.33%,COD的去除率分别为80.23%、82.71%、88.04%、69.33%。[结论]4种水生植物在富营养化水体中生长良好并对水体COD、TN、TP有明显的去除效果。     

藻菌共培养体系优势菌株筛选及沼液处理

本研究从小球藻处理沼液废水的体系中分离细菌,探究小球藻与细菌之间相互作用关系及藻菌体系对废水处理的效果。经多次平板划线从体系中共分离出5种菌株经16S rDNA基因测序,5种菌株分别与细菌Pseudomonas alcaliphila、Exiguobacterium、Bacillus amyloliquefaciens、Bacillus subtilis和Bacillus tequilensis高度相似。通过测定小球藻的叶绿素a的变化发现5种细菌均可促进小球藻生长,其中细菌Exiguobacterium对小球藻的促生效果最为明显。将几株单菌株分别和小球藻共同培养,考察共培养体系对沼液的净化效果,结果发现细菌Pseudomonas alcaliphila与小球藻共培养体系中沼液总磷（TP）下降到0.391 mg·L^-1,去除率最高,达85%;细菌Exiguobacterium与小球藻共培养体系中沼液总氮（TN）和化学需氧量（COD）去除率分别为64.4%和72.3%,效果最优;小球藻纯培养体系和细菌纯培养体系对沼液中COD、TN、TP的去除率,均远低于细菌Pseudomonas alcaliphila和Exiguobacterium与小球藻构建的藻菌共培养体系。综合比较,藻菌共培养体系对污水处理效果优于各自的纯培养体系,在污水处理中具有很好的应用前景。