生物滞留池处理乡村散养家禽径流污染的试验研究

【摘要】：乡村散养家禽径流污染是农村面源污染的重要组成部分,因其分散不易控制,对水环境的影响日益凸显,摸清该类径流的污染特征并开展简单高效的径流净化技术研究具有重要的现实意义。生物滞留池作为传统的低影响开发(Low Impact Development,LID)技术,具有结构简单、处理有效、便于分散布置的特点,是处理散养家禽径流污染的可行方法之一。本文调查分析散养家禽径流污染的特点,并开展生物滞留池的实验室和现场试验。主要工作及结论如下:(1)自建散养鸡舍,通过人工降雨试验对散养家禽径流进行采样检测,研究了散养家禽径流中主要污染物的出流规律,并对降雨特征的影响做了初步分析。结果表明,径流中污染物的事件平均浓度(Event Mean Concentration,EMC)较高,CODMn、TN、TP、NH3-N的EMC均值分别超出地表水V类标准限值1.75,12.45,7.5和3.35倍,TSS超出污水综合排放三级标准限值11.46倍,总氮和总磷是主要污染物。径流污染物存在弱初始冲刷效应,初始冲刷比值FF20约为1.0～1.5。降雨总量和降雨强度对径流污染物特征的影响较为显著,与污染物浓度呈显著负相关,与初期冲刷比值呈显著正相关。前期晴天数越长,径流中TP浓度越高,其它污染物浓度和前期晴天数的相关性不明显。(2)根据乡村散养家禽径流污染的特点,于室内构建生物滞留柱,进行鸡舍径流处理的模拟试验。结果表明:系统在运行30d后处理效果基本稳定,CODMn、TN、TP、NH3-N去除率分别达到60%、65%、50%、70%左右。水力负荷从0.5 m3/(m2·d)增加到2.5 m3/(m2·d)时,污染物去除率随水力负荷而波动,总体呈下降趋势。在水力负荷为1.5 m3/(m2·d)时,其径流处理量和污染物去除率均较高。综合考虑处理能力和处理效果,确定生物滞留池的水力负荷为1.5 m3/(m2·d)。(3)于室外散养鸡舍旁构建了一套收集、处理系统,验证生物滞留池在实际工程应用中的有效性。实测结果表明:生物滞留池对实际径流中的常规污染物具有较好的去除效果,对CODMn、TN、TP、NH3-N、TSS、BOD5的场次平均去除率分别为66.3%、71.2%、87.7%、40%、93.6%和 65.7%。室内外试验的 CODMn、TN 和 BOD5 去除率比较接近,但TP和NH3-N去除率差异较大,其中室内试验TP平均去除率只有32.7%,远低于室外试验的87.7%;而室内试验NH3-N平均去除率为68.2%,高于室外试验的40%,造成这种现象的主要原因是室内外试验进水水质、水力负荷的差异较大。不同降雨事件引起的场次平均浓度越高,CODMn平均去除率越大,而NH3-N平均去除率越小。在一场降雨过程中,各污染物的去除率与进水浓度的变化趋势基本一致。室内外试验的研究结果表明,生物滞留池是一种有效的乡村散养家禽径流处理措施。