人工濕地及其在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究

胡金勇

（廣州市振達(dá)環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著工業(yè)越來越快地發(fā)展，工業(yè)殘留物及廢水排放問題的越發(fā)嚴(yán)重，工業(yè)廢水已然成為水污染的重要來源，因此做好工業(yè)廢水處理的工作刻不容緩。現(xiàn)代工業(yè)廢水的處理，需要應(yīng)用更多新型高效的廢水處理技術(shù)，人工濕地就是其中之一。發(fā)揮人工濕地的應(yīng)用優(yōu)勢，可顯著提高工業(yè)廢水的凈化水平。

1 人工濕地的基本類別和應(yīng)用特征

濕地是水、水生物等共同構(gòu)成的生態(tài)體系，本身的活性、生產(chǎn)水平相對(duì)理想。人工濕地是人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面。國內(nèi)外對(duì)濕地分類的方法并不統(tǒng)一，但人工濕地往往被細(xì)分為垂直潛流人工濕地、水平潛流人工濕地和自由表面流人工濕地。濕地的類別不同，對(duì)污染物的去除成效也不同[1]。

濕地的應(yīng)用特征表現(xiàn)為對(duì)重金屬等污染物的去除效果相對(duì)較佳，同時(shí)對(duì)蚊蠅等也有理想的防治作用，因此受到西方發(fā)達(dá)國家的廣泛推崇。例如：自由表面流人工濕地是由專業(yè)技術(shù)人員監(jiān)督、管理的濕地體系，因此其對(duì)污染物的去除成效比自然濕地更理想，同時(shí)自由表面流人工濕地?zé)o需太多的成本投入，操作起來也簡單許多，但是占地大，去除效果也不是特別理想，再加上氣候因素的影響，在炎炎夏季容易招惹蚊蟲[2]。

2 人工濕地在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用原理

2.1 去除COD、BOD等的原理

人工濕地對(duì)于COD、BOD等有良好的去除效果，運(yùn)用植物根系內(nèi)的生物膜吸收、代謝等作用，使可溶性有機(jī)物被有效分解。此類物質(zhì)以有機(jī)物為主，通過水生植物、微生物吸收的環(huán)節(jié)完成此類物質(zhì)的氧化、固定等操作，可將物質(zhì)直接從廢水中去除，從而轉(zhuǎn)入到人工濕地的生態(tài)循環(huán)體系中。

2.2 去除氮元素的原理

工業(yè)廢水中存在很多有機(jī)廢物，其中的氮元素往往超標(biāo)，主要以硝態(tài)氮、氨氮等形式存在。人工濕地去除氮元素的效果相對(duì)理想，借助根莖結(jié)構(gòu)完成同廢水的離子交換，發(fā)揮微生物硝化反應(yīng)的作用，有效吸附氮元素，然后反硝化階段將氮元素去除。水生植物可以向根系輸送氧氣，持續(xù)改變根系附近的有氧環(huán)境，使硝化和反硝化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，有效去除廢水中的氮元素。

2.3 去除磷元素的原理

建設(shè)人工濕地的過程中，會(huì)使用到大量的基礎(chǔ)填料，這些填料本身對(duì)化學(xué)離子有吸附作用，可與廢水中的磷元素發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到去除磷元素的目的。

2.4 去除重金屬的原理

人工濕地對(duì)于重金屬的去除也有明顯效果，重金屬元素在水體內(nèi)富集、沉淀，可應(yīng)用人工濕地技術(shù)完成對(duì)重金屬的處理。植物能夠有效吸收重金屬，濕地生態(tài)體系中的微生物完成重金屬的富集，濕地基質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)重金屬元素進(jìn)行吸附，從而完成對(duì)重金屬的有效處理。發(fā)揮人工濕地技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)污染物質(zhì)處理與分離操作[3]。

3 人工濕地在工業(yè)廢水處理中的具體應(yīng)用

3.1 植物、微生物和基質(zhì)對(duì)體系的影響

基質(zhì)是人工濕地填充料，包括粗砂、細(xì)沙、土壤等。微生物在生長過程中，基質(zhì)發(fā)揮著載體的作用，借助沉淀、過濾、吸附等流程完成去污目標(biāo)。篩選基質(zhì)的時(shí)候，應(yīng)考慮水流在濕地內(nèi)的停留時(shí)長、出水水質(zhì)情況、濕地占地面積等因素，盡量用粗砂、細(xì)沙、土壤等[4]。濕地植物是在濕地中生長的植物，例如浮水植物、沉水植物、挺水植物等等，其中尤以挺水植物應(yīng)用廣泛，在該類植物的作用下，床體表面固定工作順利完成，使污染物的去除基礎(chǔ)牢固，同時(shí)還可以規(guī)避淤泥堵塞濕地的情況。微生物在人工濕地凈化工作中也發(fā)揮著不可替代的功效，在微生物的促進(jìn)下，有機(jī)物質(zhì)向能量及營養(yǎng)物質(zhì)的方向轉(zhuǎn)變。在正式開展廢水處理前，人工濕地中的微生物同自然濕地有很大的共性，污水在人工濕地內(nèi)不斷富集，微生物的類別和數(shù)量也相應(yīng)增多，慢慢達(dá)到高峰之后趨于穩(wěn)定狀態(tài)。例如蘆葦濕地床中的氧，可以進(jìn)一步細(xì)分為好氧、厭氧、兼氧，其中好氧微生物占據(jù)主體，數(shù)量相當(dāng)大，其應(yīng)用優(yōu)勢也更加明顯。好氧微生物和兼氧微生物共生于蘆葦根系位置，即便到了寒冬臘月，蘆葦?shù)那o死亡，葉也大部分脫落，但是絲毫不影響微生物的正常生存。

3.2 人工濕地處理工業(yè)廢水

工業(yè)廢水中有大量污染物存在，例如有機(jī)物、氮、磷、氨氮、硝態(tài)氮、氟化物、重金屬、油性物質(zhì)等。人工濕地在處理這些污染物方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，能完成污染源部分離子的吸附和沉淀操作，從而有效凈化廢水。目前，人工濕地在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用廣度和深度都有所提高。越來越多的國家開始將人工濕地應(yīng)用于特殊工業(yè)廢水處理。2006年，美國相關(guān)企業(yè)對(duì)人工濕地在石油廢水處理方面的效果展開了專門研究，英國一些部門對(duì)于人工濕地在工業(yè)廢水中的應(yīng)用研究也日漸深入[5]。

4 人工濕地在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用前景

人工濕地以投資少、處理效果理想、容易操作等優(yōu)勢受到污水處理界的一致認(rèn)可。雖然自身的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，但是應(yīng)用實(shí)例并不多，所以人工濕地在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的研究工作開展起來舉步維艱[6]。

5 結(jié)論

綜上所述，人工濕地在工業(yè)廢水處理工作中發(fā)揮著重要的作用，但是實(shí)際處理案例并不多，所以在強(qiáng)化理論研究的同時(shí)，需要提升實(shí)踐應(yīng)用水平，促進(jìn)相關(guān)問題的高效解決。