西芹净化畜禽养殖废水效果研究

胡清泉，杨仁灿，沙茜，常雅洁，张斌，刘韶娜，赵智勇

(云南省畜牧兽医科学院 畜禽养殖环境控制研究所，云南 昆明 650224)

畜禽养殖污水最大的特点就是含氮磷浓度高，氮磷的去除一直是养殖废水处理的瓶颈。目前已报道的多数工艺要么氮磷去除率差，要么投资过大，运行成本高，限制了这些模式的推广应用，同时这些处理工艺主要是能量间的转换，对于畜禽废水中的有机物质没有达到真正意义上的去除，其资源化利用程度较低。鉴于目前处理模式的局限性，寻找或设计一种投资少、能耗低、资源化利用高的生态经济工艺替代模式迫在眉睫。水生生态修复技术为解决这个问题提供了一个可能的途径，也是当前国内外研究的热点。刘士哲等[1]研究了猪场污水漂浮栽培植物修复系统的组成及净化效果,发现美人蕉、香根草、雍菜、细叶尊距花等在污水处理系统中生长良好，并具有很好的水质净化效果和广泛的应用前景。桑连海等[2-4]开展了水培芹菜的栽培试验，结果表明，水芹对富营养化水体、沼液均具有良好的净化效果。

西芹，伞形科植物，产量高，单株重量可高达2kg以上。其营养价值极高，具有防癌降压、退热解毒、宣肺利湿、清热利尿的功效，可治疗痄腮和便血等症，对泌尿系统感染亦有很好的辅助治疗作用，是一种优良的食疗保健蔬菜。西芹喜凉、喜湿，是一浅根性蔬菜，根系吸收能力弱，在西芹生长的旺期，能否及时供给足够的水分将直接影响西芹的产量和品质。本研究采用西芹作为水培植物，利用畜禽养殖污水作为水培营养液，研究西芹在畜禽养殖污水中的生长情况及其对畜禽养殖污水的净化效率，为利用养殖污水开展西芹水培提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料与育苗

本试验养殖污水来自于云南省畜牧兽医科学院畜禽养殖环境控制研究所内，供试西芹苗来自昆明本地蔬菜种植基地。选择生长良好，长势整齐、旺盛的西芹植株，洗去根部基质，移栽于65cm×35cm的漂盘中，驯化1周备用。

1.2 试验设计

试验在云南省畜牧兽医科学院畜禽养殖环境控制研究所试验大棚内进行，设7个处理浓度(10倍稀释液、20倍稀释液、30倍稀释液、40倍稀释液、50倍稀释液、100倍稀释液、200倍稀释液)，其主要生化指标见表1。每个处理3个重复，采用泡沫漂盘栽培，每株西芹重量为(11.31±0.5)g，每个漂盘种植西芹15株，株距为12cm，行距15cm，定植于45cm×16cm×70cm的塑料培养箱中，培养箱总注入不同浓度的养殖污水35L，每天进行补水以保证试验过程中污水浓度不变。

表1 不同浓度污水主要生化指标 单位：mg/L

1.3 测定指标及方法

取不同稀释浓度养殖污水500mL检测其COD、NH4-N、TP等生化指标。方法如下: CODCr采用重铬酸钾法， NH4-N 采用纳氏试剂光度法，总磷采用钼酸铵分光光度法[5]。

试验期间，观察记录西芹的生长状况。采集不同浓度养殖污水检测其COD、NH4-N、TP等生化指标。同时，收获西芹，记录鲜重，计算相对生长率。

1.4 数据统计

采用EXCEL和 SPSS 17.0统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度畜禽养殖污水对西芹生长的影响

西芹除在10倍畜禽养殖污水中出现烂根、叶片泛黄的情况外，其他浓度养殖污水中的西芹生长状况均表现良好，其生物量见表2。由表2可以看出，西芹在10倍养殖污水中不能存活，出现了生物量倒减的现象，由此可见西芹不能耐受较高浓度的畜禽养殖污水，这主要是由于较高浓度养殖污水中含有较高的有机物质、高磷、高氮，胁迫植物根系对营养物质的吸收，造成了烂根现象。20倍、30倍、40倍、50倍、100倍、200倍养殖污水中，西芹生长良好，以30倍污水中的西芹生物量最大为31.50g，其相对生长率为1.77%。40倍、50倍、20倍生长较好，生物量分别为29.88g、25.71g和20.85g，相对生长率为1.63%、1.27%和0.84%,与30倍污水中相比生物量分别低1.62g、5.79g、10.65g。由于100倍、200倍养殖污水浓度较低，西芹在试验的前期很

表2 不同浓度污水对西芹生物量的影响

容易适应，生长良好，但生长第10天出现了叶子泛黄、生长速度变慢现象，这主要是随着西芹的生长，其对营养物质的需求越来越多，而污水中各营养物质浓度较低，不能满足西芹的生长需求，导致植株生长速度变缓。综合以上结果，表明西芹适宜在30倍畜禽污水中生长，其COD含量为510.42mg/L，氨氮含量为52.24mg/L，总磷含量为26.18mg/L。

2.2 西芹对不同浓度畜禽养殖污水的去除效率

西芹的生长状态是评价西芹去除畜禽养殖污水效率最为直观的评判标准， 西芹生长越好，其去除效率就越高。由表3可知，西芹对畜禽养殖污水COD的去除效果由高到低依次为30倍、50倍、100倍、40倍、200倍、20倍、10倍，降解效率最高的是稀释30倍的养殖污水，降解效率为80.54%，与50倍、100倍、40倍、200倍污水中的降解效率差距不大，分别高0.36、0.45、2.26、5.1个百分点，与稀释20倍、10倍的相差较大，分别高21.17、72.99个百分点。由于西芹在10倍畜禽养殖污水中不能生长，导致其对COD的降解效率最低为7.55%。

氨氮降解效率方面，除在10倍、20倍养殖污水中，氨氮去除效果均较高，西芹在30倍、40倍、50倍、100倍、200倍畜禽养殖污水中的去除效率分别为85.39%、85.15%、88.75%、90.24%、90.88%,200倍污水中的氨氮降解效率最高，由此可见低浓度养殖污水中栽培西芹对氨氮去除效率更高，这与叶美锋[3]等人的研究结果一致。

总磷降解效率方面，总体来看与COD、氨氮降解趋势一致，40倍养殖污水中磷的降解效率最高为81.61%，30倍、50倍、100倍养殖污水中的降解效率差距不大，分别为78.33%、78.42%、79.61%。由于10倍污水中COD、氨氮、总磷浓度较高，西芹不能生长，磷的降解效率最低仅为0.43%，这可能是养殖污水中的微生物对磷的降解吸收所致。西芹虽然能在20倍养殖污水中生长，但不是西芹生长的适宜浓度，其对磷的降解效率较低为53.06%。

综合西芹对养殖污水COD、氨氮、总磷的降解效率，西芹在30～200倍养殖污水中生长，其对养殖污水的降解效率最好，COD降解效率最高为80.54%，氨氮为90.88%，总磷为81.61%。

表3 西芹对不同养殖浓度污水降解的效率 单位：%

3 小结

从西芹在不同浓度养殖污水中的生长状况及其对养殖污水的净化效率，可得出西芹对养殖污水具有较高的耐受性，COD的耐受度为700～800mg/L，氨氮约为80mg/L，总磷约为40mg/L。稀释30倍、40倍养殖污水中的西芹的生物量最高为31.50g、29.88g，相对生长率为1.77%、1.63%，且对COD、氨氮、总磷的降解效率较高，可作为西芹处理畜禽养殖污水的最适宜浓度。利用西芹处理养殖污水是一条能带来良好经济效益的确实可行路径，既达到了资源化利用的目的，又实现了减量化处理理念。