退役養(yǎng)豬企業(yè)污水處理系統(tǒng)及周邊河流底泥氮磷吸附-解吸特征研究

陳弘 林韻

摘要：為了掌握退役養(yǎng)豬企業(yè)對水環(huán)境造成遺留環(huán)境問題的狀況，本次選擇永泰縣富泉鄉(xiāng)桃園養(yǎng)殖場退役場址開展底泥營養(yǎng)鹽釋放規(guī)律研究。退役項目的氧化塘等各級處理設(shè)施存留的底泥總磷和氨氮釋放強(qiáng)度和其處于處理系統(tǒng)中的級別有關(guān)，第一級氧化塘的釋放強(qiáng)度最大。建議各地政府應(yīng)針對大型已退役養(yǎng)殖場開展環(huán)境影響后評價，重點(diǎn)關(guān)注遺留污水處理設(shè)施（氧化塘等）的水體和底泥環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評估，在此基礎(chǔ)上應(yīng)采取適用的技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境功能恢復(fù)。

關(guān)鍵詞：退役;養(yǎng)豬企業(yè);底泥氮磷吸附-解吸

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.068

Abstract： In order to grasp the situation of environmental problems in water environment caused by the decommissioned pig raising enterprises（DPRE）， the decommissioned site of Taoyuan pig raising enterprise in Fuquan Township， Yongtai County was selected to study the release law of nutrient salts in sediments. The release intensity of total phosphorus and ammonia nitrogen in the sediments of treatment facilities such as oxidation ponds of DPRE is related to its level in the treatment system， and the release intensity of the first-stage oxidation pond sediments is the largest. It is recommended that local governments should conduct post-evaluation of environmental impacts on large-scale DPRE， focusing on the environmental quality of water bodies and sediments of legacy sewage treatment facilities （oxidation ponds， etc.）， and conduct ecological risk assessment. On this basis， appropriate technologies should be adopted for future water environment function recovery.

Key words：Decommissioning; Pig raising enterprise;Sediment nitrogen and phosphorus adsorption-desorption

隨著福建省生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)建設(shè)工作的推進(jìn)和省“水十條”的出臺，福建省強(qiáng)化了規(guī)?；B(yǎng)豬場污染治理和禁養(yǎng)區(qū)或不達(dá)標(biāo)排放的生豬養(yǎng)殖場的清理工作。

根據(jù)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生豬養(yǎng)殖面源污染防治工作的六條措施》，“六江兩溪”流域（干流兩岸1km、支流沿江兩岸500m）等禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)生豬養(yǎng)殖場和存欄250頭以下的生豬養(yǎng)殖場達(dá)不到排放要求的，均要在 2016 年底前全面關(guān)閉和拆除。生豬養(yǎng)殖廢水具有高濃度、富含氮、磷、鉀等營養(yǎng)成份和重金屬元素的特點(diǎn)[2-5]，此類污染物的長期不達(dá)標(biāo)排放勢必對水環(huán)境造成累積性影響。生豬養(yǎng)殖場關(guān)閉、拆除后，雖然停止污染物的排放，但長期的累積性影響可能造成受納水體底泥沉積物、養(yǎng)殖場周邊土壤的污染，水環(huán)境質(zhì)量在一定時間內(nèi)仍難以達(dá)到功能區(qū)要求[6-8]。為了掌握小流域生豬養(yǎng)殖場關(guān)停后遺留的環(huán)境問題，特開展本研究工作，通過開展底泥營養(yǎng)鹽內(nèi)源釋放規(guī)律等研究，掌握畜禽養(yǎng)殖污染對環(huán)境造成的遺留問題，提出加快提高流域水環(huán)境質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)功能區(qū)要求的生態(tài)恢復(fù)措施，為政府部門開展流域環(huán)境綜合整治工作提供堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

1 退役養(yǎng)殖企業(yè)概況

為了更好地了解養(yǎng)殖場對環(huán)境的影響，本次研究篩選出永泰縣富泉桃園養(yǎng)殖場（以下簡稱桃園養(yǎng)殖場）的退役場址開展工作。桃園養(yǎng)殖場退役場址在富泉鄉(xiāng)水廠水源保護(hù)區(qū)的二級保護(hù)區(qū)內(nèi)（禁養(yǎng)區(qū)），由于涉及水源保護(hù)而進(jìn)行了搬遷，搬遷后現(xiàn)址在可養(yǎng)區(qū)內(nèi)。桃園養(yǎng)殖場原場年存欄量1200頭生豬，年出欄量2000頭。該址位于富泉溪小流域內(nèi)坡地，附近土地利用主要為水稻田，采用水沖糞工藝，糞污經(jīng)過60m3沼氣池處理后進(jìn)入四級氧化塘系統(tǒng)（約600m2）作進(jìn)一步處理，處理后尾水排入溝渠，其中部分尾水直接用于灌溉農(nóng)田;養(yǎng)殖廢棄物資源化利用方式是用于附近李果、油茶等經(jīng)濟(jì)林（約70畝）的施用有機(jī)肥。

2 實(shí)驗(yàn)方法

對退役養(yǎng)殖場氧化塘等處理設(shè)施和受納河流的底泥進(jìn)行物理、化學(xué)指標(biāo)分析，查明底泥理化性質(zhì)。物理指標(biāo)包括：底泥常規(guī)的物理力學(xué)性質(zhì);化學(xué)指標(biāo)包括：營養(yǎng)鹽、重金屬及有機(jī)類污染物的含量。在現(xiàn)場踏勘的基礎(chǔ)上，結(jié)合退役場址的實(shí)際情況，對桃園養(yǎng)殖場（退役）進(jìn)行水質(zhì)和沉積物檢測方案的制定。其中沉積物采樣點(diǎn)為氧化塘1（1#）、氧化塘2（2#）、氧化塘3（3#）、氧化塘4（4#）、排水渠2（5#）、排水渠2下游干流（6#）、干流上游（7#）、支流上游（8#，排水渠2上游）。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)氧化塘底泥中總氮和總磷的含量隨著氧化塘等級增加而逐級減少，總氮含量介于1.14×104～2.46×104mg/kg之間，總磷含量介于1.13×103～3.01×103 mg/kg之間，其余周邊河流底泥中總氮和總磷的含量低于各氧化塘氮磷含量一個數(shù)量級。

對采集的底泥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室底泥氮磷吸附-解吸實(shí)驗(yàn)，參考《湖泊河流環(huán)保疏浚工程技術(shù)指南》的實(shí)驗(yàn)方法[1]。底泥氮磷吸附-解吸實(shí)驗(yàn)步驟和方法具體為：首先研究現(xiàn)有情況下受納水體中氮、磷污染現(xiàn)狀。用磷酸二氫鉀配制磷的系列濃度：0mg/L，0.01mg/L，0.02mg/L，0.025mg/L，0.05mg/L，0.1mg/L，0.2mg/L，0.4mg/L。按水土比 100：1加入底泥和不同濃度的含磷溶液。在25℃下恒溫振蕩48h，離心（10000rpm，10min），取上清液過0.45?m纖維濾膜后用鉬銻抗分光光度法測定總磷濃度。湖泊河流環(huán)保疏浚工程技術(shù)指南中推薦測定可溶性無機(jī)磷，考慮到總磷更能反映對水環(huán)境的整體影響并易于和地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較，故改為檢測總磷。以上處理設(shè)3個平行，相對誤差小于5%。用氯化銨分別配置氮的系列濃度：0mg/L，0.15mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L，1mg/L，1.5mg/L，2mg/L，4mg/L。按水土比 100：1加入底泥和不同濃度的含氮溶液。在25℃下恒溫振蕩2h，離心（10000rpm，10min），取上清液過0.45?m纖維濾膜后用納氏試劑法測定氨氮濃度。以上處理設(shè)3個平行，相對誤差小于5%。通過吸附-解吸實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)求出底泥的吸附-解吸平衡點(diǎn)，在數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到要求的情況下建立各樣點(diǎn)底泥混合液營養(yǎng)鹽含量與外界不同氮磷濃度水平水質(zhì)之間的回歸方程。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了更好了解底泥對河流水質(zhì)的影響，按照前述實(shí)驗(yàn)方法對各樣點(diǎn)進(jìn)行底泥吸附-解吸實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)經(jīng)整理得到圖3和圖4（縱坐標(biāo)單位均為mg/L）。從圖中趨勢發(fā)現(xiàn)從總磷釋放強(qiáng)度來看，依次為氧化塘1、氧化塘2、氧化塘3和氧化塘4，其余總磷釋放能力均較弱。從氨氮釋放強(qiáng)度來看，其順序和總磷釋放規(guī)律基本一致，依次為氧化塘1、氧化塘2、氧化塘3和氧化塘4，其余釋放能力相對較弱。

為了更好地量化底泥磷吸附-解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以最終總磷濃度測值（Y）和磷系列濃度值（X）建立各種擬合曲線對其進(jìn)行擬合，從各種趨勢線擬合情況來看，大部分?jǐn)?shù)據(jù)符合多項式（2次或5次）的趨勢，僅有一個點(diǎn)位符合冪函數(shù)趨勢。

為了更好地量化底泥氮吸附-解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以最終氨氮濃度測值（Y）和氮系列濃度值（X）建立各種擬合曲線對其進(jìn)行擬合，從各種趨勢線擬合情況來看，大部分?jǐn)?shù)據(jù)符合2次多項式的趨勢，有一個點(diǎn)位（氧化塘1）符合對數(shù)趨勢，有一個點(diǎn)位（支流上游）符合冪函數(shù)趨勢。

4 結(jié)論

結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，可以確認(rèn)在退役項目影響范圍內(nèi)水體中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)均較高，氧化塘等處理設(shè)施內(nèi)營養(yǎng)鹽濃度明顯高于其他水體，超過地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)III類標(biāo)準(zhǔn);底泥吸附-解吸實(shí)驗(yàn)表明，退役項目的氧化塘等各級處理設(shè)施存留的底泥總磷、氨氮釋放強(qiáng)度和其處于系統(tǒng)中的級別有關(guān)，第一級氧化塘的釋放強(qiáng)度最大。

建議各地政府應(yīng)針對大型已退役養(yǎng)殖場開展環(huán)境影響后評價，重點(diǎn)關(guān)注遺留污水處理設(shè)施（氧化塘等）的水體和底泥環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評估，在此基礎(chǔ)上采取適用的技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境功能恢復(fù)[9]。

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收稿日期：2019-01-13

作者簡介：陳弘（1971-），女，漢族，本科學(xué)歷，高級工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境管理方面。