廢水處理人工濕地的應(yīng)用前景

　　隨著時間的發(fā)展，人工濕地處理技術(shù)日臻完善與成熟，效率高、成本低的巨大優(yōu)勢讓人工濕地的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，最初，人工濕地主要應(yīng)用于生活污水的深度處理，現(xiàn)在，在各類工業(yè)廢水的處理中也有廣泛的應(yīng)用。自然濕地局限性明顯，難以長期超負(fù)荷運(yùn)行處理高濃度廢水，人工濕地通過人為設(shè)計(jì)、人工控制，具有強(qiáng)大的生態(tài)修復(fù)能力，在處理降解污染物方面優(yōu)勢明顯。

　　工業(yè)廢水體量大、差異性大，所以處理不同類型工業(yè)廢水，就需要考慮不同廢水的特性。雖然人工濕地可以在基質(zhì)選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，但對于一些特定污染物去除機(jī)理的研究并不夠透徹。這些限制條件也影響了其在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

　　1、工業(yè)廢水的來源及特征

　　隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)多樣化，工業(yè)廢水呈現(xiàn)出多樣化，主要來源有化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、金屬冶煉行業(yè)、皮革工業(yè)、紡織及石油工業(yè)等領(lǐng)域，各行各業(yè)排出的廢水成分各異，因此，工業(yè)廢水的處理在技術(shù)上沒有千篇一律的簡單途徑。廢水中所含的細(xì)菌、重金屬及其他難降解有機(jī)物給廢水處理帶來不少困擾。具體見表1：

　　由表1可知，每個行業(yè)產(chǎn)生的廢水具有不同的特點(diǎn)，后期處理過程需要妥善安排，有些可以混合處理，有些則必須單獨(dú)進(jìn)行處理。污水處理難度隨污水性質(zhì)不同而不盡相同。

　　2、人工濕地對不同工業(yè)廢水的處理效果

　　隨著國內(nèi)外研究人員對人工濕地處理工業(yè)廢水的機(jī)理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷研究改進(jìn)，通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和自然環(huán)境下中試及大型工程實(shí)例等研究人工濕地對不同工業(yè)廢水的處理成效。

　　2.1 造紙印刷業(yè)廢水

　　在造紙印刷行業(yè)，其廢水產(chǎn)量大，COD、BOD含量高，懸浮物濃度高，除此之外，經(jīng)常伴有甲醇等揮發(fā)性有機(jī)物。KadlecRH等研究發(fā)現(xiàn)，人工濕地對揮發(fā)性物質(zhì)有較好的去除效果，其BOD5去除率接近80%，氨氮去除率高達(dá)95%。

　　2.2 化工行業(yè)廢水

　　化工行業(yè)排出的廢水成分極其復(fù)雜，符合一定條件的廢水可利用人工濕地進(jìn)行降解處理。HaberlR等研究發(fā)現(xiàn)，對于難降解有機(jī)物濃度不高的廢水，人工濕地的出力效果極佳。控制水力停留時間2.4cm/d時，對苯胺和三硝基苯的去除率高達(dá)99%，硝基苯去除率也達(dá)到98%，去除效果明顯。

　　2.3 紡織業(yè)廢水

　　色度高，是紡織業(yè)廢水的一大特性，同時，pH波動大，最低可達(dá)2左右，最高可達(dá)12。并且染料種類多樣，化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，具有一定的毒性。KNIGHT,R.L等發(fā)現(xiàn)人工濕地對懸浮物(SS)的去除率高達(dá)88%，色度去除率高達(dá)90%，經(jīng)過人工濕地處理，水質(zhì)中BOD5、COD等指標(biāo)明顯下降，水質(zhì)提升較快。

　　2.4 糖類、酒精、飲料制造業(yè)廢水

　　生活中酒因釀造工藝不同分為白酒、啤酒、葡萄酒三大類、因工藝的不同，產(chǎn)生的廢水具有不同的性質(zhì)，總體而言，有機(jī)物含量高，發(fā)酵過程導(dǎo)致pH較低。國外在相關(guān)廢水的處理中有廣泛研究。BilloreSK等研究發(fā)現(xiàn)，控制水力停留時間在3h左右，人工濕地對糖類、酒精、飲料制造業(yè)廢水中氨氮的去除率可達(dá)到90%以上，對廢水中BOD5的去除率也高達(dá)95%以上。

　　2.5 鋼鐵工業(yè)廢水

　　鋼鐵工業(yè)，其行業(yè)的特殊性導(dǎo)致產(chǎn)生的廢水含有重金屬，一般先采用物理化學(xué)方法進(jìn)行一級處理，再利用人工濕地深度處理達(dá)到降低重金屬濃度的目的。而且較低濃度的進(jìn)水可以有效避免整個系統(tǒng)受到破壞。HuangXF等在利用人工濕地去除鐵錳的研究中發(fā)現(xiàn)，水力負(fù)荷取1.8cm/d、濕地面積為91m2時，人工濕地對Fe的去除率高達(dá)94%，Mn的去除率達(dá)到了81%，氨氮和COD的去除率也達(dá)到了77%。人工濕地可以有效去除廢水中的重金屬離子。

　　2.6 馬鈴薯生產(chǎn)廢水

　　馬鈴薯汁水是利用馬鈴薯生產(chǎn)淀粉階段的副產(chǎn)物，其中大約30%的成分屬于蛋白質(zhì)，中國西部地區(qū)是馬鈴薯生產(chǎn)重要地區(qū)。國外對馬鈴薯廢水的回收一般采用絮凝法，但其產(chǎn)物外觀顏色深沉，口感不好，最終用作飼料的制備。利用人工濕地系統(tǒng)處理馬鈴薯廢水這種有機(jī)物含量高的廢水，廢水中有機(jī)物經(jīng)過生物吸收和微生物降解去除，研究發(fā)現(xiàn)，人工濕地對馬鈴薯廢水中有機(jī)物的去除效率可達(dá)85%以上。

　　3、人工濕地處理廢水的發(fā)展趨勢

　　人工濕地特點(diǎn)鮮明，在處理廢水方面具有極大優(yōu)勢，結(jié)合自身的特點(diǎn)，該技術(shù)發(fā)展趨勢可以概括為以下幾方面。

　　3.1 濕地植物和填料的優(yōu)化與篩選

　　填料基質(zhì)的選擇，直接決定了人工濕地在處理廢水能力的大小，特別對一些含有高濃度金屬離子和高含鹽量的廢水處理，篩選具有高金屬富集性能、強(qiáng)度高、比表面積適宜的填料尤為重要，不但強(qiáng)化了反應(yīng)強(qiáng)度和生物富集量，對污染物的吸附和降解效果也更為有效。

　　3.2 符合復(fù)合濕地的研發(fā)應(yīng)用

　　所謂復(fù)合，主要體現(xiàn)在發(fā)揮人工濕地對污染物凈化功能的同時實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)處理工藝的結(jié)合。將已經(jīng)發(fā)展成熟的人工濕地形式進(jìn)行不同形式的組合，在最大化處理廢水的同時，還可以展現(xiàn)濕地景觀美化環(huán)境。與傳統(tǒng)生化處理的結(jié)合，可以優(yōu)化進(jìn)水復(fù)合，減小占地面積，增加處理量，讓人工濕地在工業(yè)廢水處理上發(fā)揮更好的作用。

　　3.3 強(qiáng)化濕地生物技術(shù)研究

　　廢水來源廣泛，所包含物質(zhì)多樣，針對某些難降解的物質(zhì)，開發(fā)出專一性的生物群體，引入人工濕地降解系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理，可以大大提高人工濕地在廢水處理中的應(yīng)用范圍。

　　3.4 完善濕地理論機(jī)制

　　人工濕地雖然已經(jīng)有了長足發(fā)展，但有些有毒有害物質(zhì)的去除機(jī)理依然不夠完善，導(dǎo)致部分廢水處理效率低下。因此，濕地系統(tǒng)理論機(jī)理的完善和相應(yīng)數(shù)學(xué)模型的建立，是人工濕地進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵，只有完善相關(guān)的理論研究，才能為人工濕地處理廢水提供科學(xué)的依據(jù)。

　　3.5 運(yùn)行維護(hù)方面的改善

　　濕地對廢水的處理能力因規(guī)模不同具而不同，且濕地的凈化能力和其發(fā)育息息相關(guān)，同時自身產(chǎn)生的廢棄物若沒有相應(yīng)的處理，會大大降低濕地的處理能力和效率。因此，建立一套完善的運(yùn)行維護(hù)制度對于人工濕地可持續(xù)運(yùn)行至關(guān)重要。不但可以增加濕地處理效率，還可以節(jié)省部分經(jīng)濟(jì)投入。

　　4、結(jié)論

　　利用人工濕地進(jìn)行廢水處理，是目前廢水處理方向研究的重點(diǎn)。結(jié)合人工濕地本身的優(yōu)點(diǎn)，通過科學(xué)合理的方式改善處理效果和優(yōu)化布局，將環(huán)境治理與污水處理有機(jī)結(jié)合。人工濕地今后一定會有廣闊的發(fā)展空間。(來源：昆明市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院)