人工湿地在我国电镀废水处理中的应用

人工湿地是模拟自然湿地的一个综合人工生态系统,其根据水流情况不同分为表面流湿地、潜流湿地和立式流湿地。目前人工湿地在城市污水处理、生活污水处理、自来水厂进水水质处理、乳制品废水处理、铁矿酸性排放水处理、炸药车间排放水处理、养殖厂废水处理、酒店污水处理、造纸废水处理、煤矿污水处理、污水深度处理、含重金属污水处理等方面都得到了较广泛的应用[1-12]。近年,利用人工湿地处理电镀废水逐渐引起了一些学者的注意[13-16],并在一些电镀车间的废水处理中得到应用[17]。

以经化学沉淀法处理后的电镀废水为研究对象,通过潜流人工湿地系统,对其处理电镀废水的效果和去除途径进行研究。结果表明:潜流人工湿地对电镀废水的处理效果是显著的, Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除率达到65 %~80 %左右,其中Cu2+的去除率最高。比较3个潜流人工湿地的处理效率,有植物系统>无植物系统>灭菌系统。在实验初期, 3个系统对Cr(Ⅵ), Zn2+,Mn2+,Cu2+均具有很高的去除效率,可见人工湿地对重金属的去除机理主要是通过基质吸附、植物吸收及重金属本身沉降等综合作用的结果,且基质吸附的作用最大。孙和和同时对人工湿地处理电镀废水的主要影响因素进行了考察,发现水力负荷、进水的质量浓度及回流对潜流人工湿地处理电镀废水有一定的影响。随着水力负荷的降低,Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除率呈现先升高后下降的趋势,当水力负荷为0.27 m3/(m2·h)时,去除率达到最大。电镀废水进水的质量浓度越低,潜流人工湿地对Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的处理能力越强,但相对于进水的质量浓度的剧烈变化,Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除率的变化不大。通过回流措施能够有效提高潜流人工湿地对电镀废水的去除效率。

采用人工配置电镀废水模拟实验,在实验测定的基础上对人工湿地去除电镀废水中Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的动力学模型进行探讨。结果表明:一级动力学模型可以较好地模拟潜流人工湿地对Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除规律。孙和和采用垂直流-水平潜流复合人工湿地对金华清湖电镀厂排放的电镀废水进行深度处理。结果表明:复合人工湿地对电镀废水的净化效果非常显著,处理后Zn2+,Cu2+,Mn2+,Cr(Ⅵ)的去除率达到70 %~88 %之间,COD的去除率为60 %左右。

其中,Cu2+,Mn2+和COD出水均符合《污水综合排放标准》的一级标准,而Zn2+,Cr(Ⅵ)并未达到标准。复合人工湿地对电镀废水中重金属的去除效率存在一个最适宜的处理时间,过短或过长都不利于污染物的去除。水力负荷对COD的去除效果的影响较大,对Zn2+,Cu2+,Mn2+,Cr(Ⅵ)的影响较小。