纳米复合抗污膜深度处理畜禽废水回用于生菜栽培的研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingshao2009
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近年来,随着我国畜禽养殖业集约化、规模化的迅猛发展,在带动农村经济发展的同时,加剧了化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)、总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)及重金属污染物的排放,所带来的环境污染问题日益严重。本研究研制了高性能改性超滤膜,利用无土栽培循环系统深度处理废水回用于灌溉,分析测试了新型超滤膜对畜禽废水中化学需氧量、总氮、总磷、重金属的截留效果,研究了畜禽废水(wastewater,WW)、自来水(tap water,TW)、新型超滤膜再生水(improved water,IW)对灌溉生菜所产生的不同影响。评估了三种水样对生菜的重金属含量、生长特性、品质产量等影响,研究结果表明:(1)制备的新型超滤膜性能最为优越,在4bar压力下,膜通量为71.278Lh-1m-1,对畜禽污水中的TP、TN去除率依次为99.5%、85.2%;对COD、BOD、TOC的去除率依次为99.4%、86.2%、91.3%。和自来水灌溉组相比,新型超滤膜灌溉组中的TP、COD、BOD5、TOC较低,占自来水灌改组中的4.3%、20.5%、32.4%、22.8%。(2)金属离子浓度的不同直接影响到灌溉生菜的生长发育,同时畜禽废水灌溉蔬菜有着潜在的重金属污染危害。本研究表明,新型超滤膜能有效截留水中的金属离子,使金属浓度维持在健康水质范围内。在长时间灌溉后,生菜植株中重金属的含量有不同的体现:WW灌溉组中叶片重金属含量排序为Cu2+>Zn2+>Fe2+>Mn2+;根系重金属含量排序为Zn2+>Fe2+>Mn2+>Cu2+;TW灌溉组中叶片重金属含量排序为Fe2+>Zn2+>Mn2+>Cu2+;根系重金属含量排序为Fe2+>Zn2+>Mn2+>Cu2+。生菜中整体重金属迁移系数<1,这表明叶中的重金属浓度均小于根系中重金属,重金属浓度在植株中富集的总趋势是根大于叶。同时,在不同类型再生水灌溉条件下,生菜的金属吸收系数均>1,这说明使用水培系统栽培期间生菜对金属离子呈现较强的吸收能力。在重金属每日摄入量分析中,所有重金属指标均<1,都呈现安全水平。这表明无论成人或儿童都不会在短时间内出现重金属摄入浓度过高的风险。(3)与自来水灌溉组相比,畜禽废水灌溉组降低了48.3%叶鲜重,而新型超滤膜再生水灌改组增加了29.1%叶鲜重,可溶性糖与可溶性蛋白均有提高。同时,在其他研究指标中表明,植物根系的长势得到了提高。研究表明新型超滤膜再生水能有效促进根系和叶片的发育,提高生菜的品质和产量。新型超滤膜对处理畜禽废水有着显著的优势。其性能优越,在水通量及耐污、抗结垢能力上有着显著地提升。利用新型超滤膜深度处理的畜禽废水,能够达到回用于农业灌溉要求,对生菜的品质的提升有着积极作用。采用水培系统,农业水土环境的污染不仅能够得到有效的控制,同时能够促进农业水资源再生利用,具有十分广阔的前景。
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