【摘 要】
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本文利用低压超滤-反渗透(UF-RO)双膜系统深度处理畜禽废水二级出水(WW)并回用灌溉,通过单因素方差分析和HSD多重比较,分析测试了不同压力下双膜系统的出水水质及其灌溉对圣女果重金属(Cr、Mn、Cu和Fe)富集和果实品质的影响。(1)低压UF-RO双膜系统比UF系统对污染物表现出更好的截留效率。低压UF-RO双膜系统的出水通量随着运行压力增大而增大,在4 bar压力下,膜通量可达17.6 L
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本文利用低压超滤-反渗透(UF-RO)双膜系统深度处理畜禽废水二级出水(WW)并回用灌溉,通过单因素方差分析和HSD多重比较,分析测试了不同压力下双膜系统的出水水质及其灌溉对圣女果重金属(Cr、Mn、Cu和Fe)富集和果实品质的影响。(1)低压UF-RO双膜系统比UF系统对污染物表现出更好的截留效率。低压UF-RO双膜系统的出水通量随着运行压力增大而增大,在4 bar压力下,膜通量可达17.6 L/h·m2,盐截留率可达91.9%;国标法测得4 bar压力下双膜系统对NH4+-N、TN、TP的去除率依次为86.0%、83.2%、95.3%,约为UF处理的10~23倍;对COD和色度的去除率依次为83.4%、90.2%,约是UF处理的2.7和4.8倍。(2)重金属由火焰原子吸收法测得,三种类型再生水中金属浓度呈现下列规律:WW>UF>UF-RO,UF-RO和UF均能有效截留水中的重金属。土壤总重金属浓度在各灌溉组间无显著性差异,WW灌溉组土壤中Cr、Mn和Fe的DTPA可提取量比自来水(TW)灌溉组分别高64.1%,28.2%和34.8%,UF-RO组与WW组相比,这三种元素的DTPA可提取量分别减少了约35.9%、21.4%和15.9%。UF-RO处理后的再生水灌溉可减少土壤中DTPA-Cr、DTPA-Mn和DTPA-Fe的浓度。(3)圣女果植株中重金属含量表现为:Fe>Mn>Cu>Cr。四种重金属在植株不同器官内的比重呈现以下趋势:根(或叶)>茎>果实。WW灌溉组根部重金属的动态生物积累因子(BAFdyn)均大于UF和UF-RO灌溉组,WW灌溉可能会导致更多的重金属吸附在根系中。不同类型再生水灌溉条件下,土壤总重金属含量在圣女果果实中的富集系数BAFt均小于1,其中UF-RO灌溉组的BAFt最低,说明在短期灌溉内,再生水灌溉不会引起重金属在植物可食用部分富集,且UF-RO系统处理后的再生水可降低植物重金属富集风险。(4)UF和UF-RO灌溉组的果实品质最佳,与TW灌溉组相比,UF和UF-RO中可溶性糖含量约提高了一倍。WW灌溉仅对可溶性蛋白和可溶性糖有显著性增加,其果实鲜重、单果直径和含水率与TW灌溉组间无显著性差异。低压UF-RO双膜系统再生水灌溉不会在土壤和作物中产生重金属富集,且对果实品质具有积极影响。利用该系统对畜禽废水二级出水进行深度处理后回用,既可从源头上控制农业废水对水土环境污染,防止重金属在土壤和作物中的富集,又能缓解农业水资源短缺的压力。低压UF-RO双膜系统在农业污水处理中实现了农业水资源再利用化,具有广泛的应用前景。
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