水平潛流人工濕地在處理工業(yè)廢水中應(yīng)用

1、報(bào)告人：報(bào)告人： 李如偉李如偉 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：20121308120028指導(dǎo)老師：張敏指導(dǎo)老師：張敏 副教授副教授1、人工濕地在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用、人工濕地在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用2、水平潛流人工濕地概述水平潛流人工濕地概述3、水平潛流人工濕地凈化污水的機(jī)理、水平潛流人工濕地凈化污水的機(jī)理4、水平潛流人工濕地在處理工業(yè)廢水中的應(yīng)用水平潛流人工濕地在處理工業(yè)廢水中的應(yīng)用5、問(wèn)題和展望、問(wèn)題和展望 早期的人工濕地主要用于處理城市早期的人工濕地主要用于處理城市生活污水或二級(jí)污水處理廠出水，目前已與其生活污水或二級(jí)污水處理廠出水，目前已與其他系統(tǒng)進(jìn)行組合后用于農(nóng)業(yè)面源污染、城市或他系統(tǒng)進(jìn)行組合后用于農(nóng)

2、業(yè)面源污染、城市或公路徑流等非點(diǎn)源污染的治理。公路徑流等非點(diǎn)源污染的治理。 在工業(yè)上的應(yīng)用主要集中在應(yīng)用人在工業(yè)上的應(yīng)用主要集中在應(yīng)用人工濕地處理礦山酸性廢水、淀粉工業(yè)廢水、制工濕地處理礦山酸性廢水、淀粉工業(yè)廢水、制糖工業(yè)廢水、褐煤熱解廢水、煉油廢水、油砂糖工業(yè)廢水、褐煤熱解廢水、煉油廢水、油砂廢水、油田采出水、造紙廢水、食品加工和奶廢水、油田采出水、造紙廢水、食品加工和奶制品加工廢水。而且最近，最近發(fā)達(dá)國(guó)家已將制品加工廢水。而且最近，最近發(fā)達(dá)國(guó)家已將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到應(yīng)用人工濕地處理特殊工業(yè)廢水。重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到應(yīng)用人工濕地處理特殊工業(yè)廢水。 工業(yè)工業(yè)廢水的特征污染物主要是金屬離廢水的特征污染物主要是金屬

3、離子、子、BODBOD、CODCOD和油。國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究表明，和油。國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究表明，人工濕地可以很好地去除礦山酸性廢水中的金人工濕地可以很好地去除礦山酸性廢水中的金屬離子屬離子AlAl，可由進(jìn)水的，可由進(jìn)水的83mg83mgL L減少到出水的減少到出水的56mg 56mg L L ，去除率大于，去除率大于30%30%。對(duì)氨氮和大分子有。對(duì)氨氮和大分子有機(jī)物的去除能力非常顯著。機(jī)物的去除能力非常顯著。BOD ： Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量，在有氧條件下，好氧微生物氧化分解單位體積水中有機(jī)物所消耗的游離氧的數(shù)量，表示單位為氧的毫克/升(O2,mg/l）。

4、BOD5：5日生化需氧量。COD：化學(xué)需氧量，是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。TN：總氮，就是所有形態(tài)的氮化物，包括有機(jī)氮、無(wú)機(jī)氮等，氨氮就是指氨氮。TKN：總凱氏氮，用凱氏定氮法做出的水中總氮含量。SS：固體懸浮物 （suspend solid），是水質(zhì)的重要指標(biāo)。TSS： total suspended solid，總懸浮固體。 根據(jù)污水在人工濕地系統(tǒng)中流動(dòng)的方式，根據(jù)污水在人工濕地系統(tǒng)中流動(dòng)的方式，人工濕地污水處理工藝一般可分為表面流、人工濕地污水處理工藝一般可分為表面流、垂直流和水平潛流。其中水平潛流在工業(yè)廢垂直流

5、和水平潛流。其中水平潛流在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用較為廣泛。水處理中應(yīng)用較為廣泛。 水平潛流人工濕地污水處理技術(shù)最早開(kāi)水平潛流人工濕地污水處理技術(shù)最早開(kāi)始于始于2020世紀(jì)世紀(jì)60607070年代德國(guó)的年代德國(guó)的SeidelSeidel博士和博士和KichuthKichuth博士進(jìn)行的研究，我國(guó)在博士進(jìn)行的研究，我國(guó)在“七五七五”期期間才開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研究。間才開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研究。 為地下水流濕地。廢水通過(guò)布水管道以水平滲透或垂為地下水流濕地。廢水通過(guò)布水管道以水平滲透或垂直滲透形式通過(guò)填料，在水床最低位運(yùn)行，床體表面種植直滲透形式通過(guò)填料，在水床最低位運(yùn)行，床體表面種植處理性能好、成活率高的水生植物處

6、理性能好、成活率高的水生植物( (蘆葦蘆葦) )，凈化后的水體，凈化后的水體經(jīng)集水管道收集排放。床底鋪防滲膜，可防止污染地下水。經(jīng)集水管道收集排放。床底鋪防滲膜，可防止污染地下水。 BOD BOD、CODCOD等有機(jī)物和重金屬的去除率高，整個(gè)過(guò)程當(dāng)?shù)扔袡C(jī)物和重金屬的去除率高，整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，污水流經(jīng)好氧區(qū)，缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)中，污水流經(jīng)好氧區(qū)，缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)從而達(dá)到去除污染物的目的。從而達(dá)到去除污染物的目的。 陽(yáng)澄湖蓮花島旅游區(qū)農(nóng)家樂(lè)和旅游中陽(yáng)澄湖蓮花島旅游區(qū)農(nóng)家樂(lè)和旅游中心生活污水處理項(xiàng)目采用了德國(guó)生態(tài)工程協(xié)心生活污水處理項(xiàng)目采用了德國(guó)生態(tài)工程協(xié)會(huì)的人工濕地技術(shù)，經(jīng)

7、消化會(huì)的人工濕地技術(shù)，經(jīng)消化 吸收后進(jìn)行了吸收后進(jìn)行了改進(jìn)，采用水平潛流型復(fù)合人工濕地和生態(tài)改進(jìn)，采用水平潛流型復(fù)合人工濕地和生態(tài)景觀相結(jié)合的方式處理生活污水，現(xiàn)已進(jìn)入景觀相結(jié)合的方式處理生活污水，現(xiàn)已進(jìn)入正常運(yùn)營(yíng)階段。正常運(yùn)營(yíng)階段。 煉油廠的污水煉油廠的污水BOD5質(zhì)量濃度通常是質(zhì)量濃度通常是101 000 mg/L，COD 質(zhì)量濃度通常是質(zhì)量濃度通常是504 000 mg/L。處理石化工業(yè)污染水（來(lái)自油。處理石化工業(yè)污染水（來(lái)自油田，石油污染水域和煉油廢水等的工藝水）田，石油污染水域和煉油廢水等的工藝水）針對(duì)的是不同類型的碳?xì)浠衔锏娜コ?，包針?duì)的是不同類型的碳?xì)浠衔锏娜コú裼皖愑?/p>

8、機(jī)物（一般為括柴油類有機(jī)物（一般為C10-C40）和苯系）和苯系物（苯，甲苯，乙烯和二甲苯）。物（苯，甲苯，乙烯和二甲苯）。 英國(guó)柏林漢姆化工生產(chǎn)基地水平潛流人英國(guó)柏林漢姆化工生產(chǎn)基地水平潛流人工濕地栽種蘆葦，第一級(jí)濕地選用青石填料工濕地栽種蘆葦，第一級(jí)濕地選用青石填料，二級(jí)濕地選用砂、泥炭、小顆粒石子按，二級(jí)濕地選用砂、泥炭、小顆粒石子按3 4 3（體積比）混合填料，夏季階段人（體積比）混合填料，夏季階段人工濕地對(duì)石油類、工濕地對(duì)石油類、COD、BOD5、TN、SS 的的去除率分別為去除率分別為79.22 %，81.20 %，89.67 %，87.61 %和和89.47 %；冬季階段達(dá)到；冬

9、季階段達(dá)到77.57 %，78.98 %，79.05 %，71.35 %，89.88 %。 食品加工廢水通常包含高質(zhì)量濃度易降食品加工廢水通常包含高質(zhì)量濃度易降解的有機(jī)物，有機(jī)物解的有機(jī)物，有機(jī)物BOD5的質(zhì)量濃度最大能的質(zhì)量濃度最大能達(dá)到達(dá)到80000 mg/L，COD 達(dá)到達(dá)到200000 mg/L。 水平潛流人工濕地可以處理不同類型的水平潛流人工濕地可以處理不同類型的食品加工廢水，包括橄欖油生產(chǎn)、食品加工、食品加工廢水，包括橄欖油生產(chǎn)、食品加工、奶酪生產(chǎn)等。奶酪生產(chǎn)等。 意大利北部一座意大利北部一座540 m高的山區(qū)里水平高的山區(qū)里水平潛流人工濕地應(yīng)用于一個(gè)中型的奶酪加工廠潛流人工濕地應(yīng)

10、用于一個(gè)中型的奶酪加工廠的廢水處理。濕地長(zhǎng)的廢水處理。濕地長(zhǎng)100m，寬，寬2m，深，深1m；濕地斜坡有一定自然的尺寸配置，濕地分為濕地斜坡有一定自然的尺寸配置，濕地分為5段，分別裝有礫石，地面陶瓷廢料，磁鐵段，分別裝有礫石，地面陶瓷廢料，磁鐵礦，沸石，盛有堆肥和大理石沙的地方土壤礦，沸石，盛有堆肥和大理石沙的地方土壤補(bǔ)充物。補(bǔ)充物。 斯洛文尼亞一個(gè)市區(qū)斯洛文尼亞一個(gè)市區(qū)156 m2 的水平潛流的水平潛流人工濕地處理食品加工廠高負(fù)荷污水的應(yīng)用人工濕地處理食品加工廠高負(fù)荷污水的應(yīng)用。這套系統(tǒng)去除有機(jī)物的能力很強(qiáng)，進(jìn)水。這套系統(tǒng)去除有機(jī)物的能力很強(qiáng)，進(jìn)水COD 為為3674 mg/L，去除率，去除

11、率92 %；進(jìn)水；進(jìn)水BOD5為為962 mg/L，去除率，去除率89 %。進(jìn)水正磷。進(jìn)水正磷酸鹽的濃度達(dá)到最大值酸鹽的濃度達(dá)到最大值4.6 mg/L，去除率在，去除率在92 %到到99 %之間變化；進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度之間變化；進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度變化在變化在2.1 mg/L到到16.3 mg/L 之間，氨氮的平之間，氨氮的平均去除效率為均去除效率為86 %。 釀酒廠污水最大的特點(diǎn)是含有高質(zhì)量濃釀酒廠污水最大的特點(diǎn)是含有高質(zhì)量濃度的有機(jī)物（達(dá)到度的有機(jī)物（達(dá)到45000 mg/L 的的BOD5），），固體，強(qiáng)酸和大量季節(jié)性的液體生成物以及固體，強(qiáng)酸和大量季節(jié)性的液體生成物以及低氮碳比和低磷碳比，醇類

12、和糖類（果糖和低氮碳比和低磷碳比，醇類和糖類（果糖和葡萄糖）占有機(jī)物成分的葡萄糖）占有機(jī)物成分的90 %以上。以上。 廢水中還含有少量的（大約占總廢水中還含有少量的（大約占總COD 的的0.1 5 %）硬組分（茶多酚和木質(zhì)素）。）硬組分（茶多酚和木質(zhì)素）。這些硬組分由于他們的結(jié)構(gòu)和高分子量而難這些硬組分由于他們的結(jié)構(gòu)和高分子量而難以降解。以降解。 水平潛流人工濕地有利于應(yīng)用來(lái)自私人水平潛流人工濕地有利于應(yīng)用來(lái)自私人釀酒廠的二級(jí)處理釀酒廢水。在傳統(tǒng)的二級(jí)釀酒廠的二級(jí)處理釀酒廢水。在傳統(tǒng)的二級(jí)處理之后，酒廠污水的處理之后，酒廠污水的BOD5和和COD 質(zhì)量濃質(zhì)量濃度分別達(dá)到度分別達(dá)到2540 mg

13、/L 和和138666 mg/L，因此，因此有必要進(jìn)行其他處理。這個(gè)系統(tǒng)中有必要進(jìn)行其他處理。這個(gè)系統(tǒng)中COD，BOD5，TKN，TP 分別能降解分別能降解64 %，84 %，59 %，79 %。研究表明，水平潛流人工濕地。研究表明，水平潛流人工濕地可以成為適合的三級(jí)處理方法?？梢猿蔀檫m合的三級(jí)處理方法。 紙漿廠污水是大量紙漿纖維，一些無(wú)機(jī)紙漿廠污水是大量紙漿纖維，一些無(wú)機(jī)離子和化合物的復(fù)雜混合體。在未處理的水離子和化合物的復(fù)雜混合體。在未處理的水中，中，BOD5質(zhì)量濃度很高，通常是質(zhì)量濃度很高，通常是200800 mg/L。 制革廢水中制革廢水中BOD5、COD 和和TSS 的質(zhì)量的質(zhì)量濃度

14、變化范圍在濃度變化范圍在10002000 mg/L，20004000 mg/L，15003000 mg/L 之間。之間。 山東省沾化齊明紙業(yè)有限公司利用造紙山東省沾化齊明紙業(yè)有限公司利用造紙廢水澆灌鹽堿地廢水澆灌鹽堿地,創(chuàng)造濕地環(huán)境種植蘆葦創(chuàng)造濕地環(huán)境種植蘆葦,利利用蘆葦濕地對(duì)廢水自然降解處理用蘆葦濕地對(duì)廢水自然降解處理,處理后的處理后的廢水回流利用廢水回流利用,實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水零排放。濕地實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水零排放。濕地生產(chǎn)的蘆葦用作造紙?jiān)仙a(chǎn)的蘆葦用作造紙?jiān)?鹽堿地經(jīng)過(guò)鹽堿地經(jīng)過(guò)34年年的改良的改良,可開(kāi)墾為耕地種植農(nóng)作物可開(kāi)墾為耕地種植農(nóng)作物,從而實(shí)現(xiàn)從而實(shí)現(xiàn)造紙廢水資源化利用和造紙廢水的零排放

15、。造紙廢水資源化利用和造紙廢水的零排放。 制藥工業(yè)的有機(jī)污水組成復(fù)雜，有機(jī)污制藥工業(yè)的有機(jī)污水組成復(fù)雜，有機(jī)污染物種類多，染物種類多， COD 和和BOD5的質(zhì)量濃度高且的質(zhì)量濃度高且波動(dòng)大，氨氮濃度高，色度深，毒性大，波動(dòng)大，氨氮濃度高，色度深，毒性大，SS 質(zhì)量濃度也很高。質(zhì)量濃度也很高。 利用水平潛流人工濕地處理皂素生產(chǎn)過(guò)利用水平潛流人工濕地處理皂素生產(chǎn)過(guò)程中工業(yè)廢水，程中工業(yè)廢水，COD 平均去除率為平均去除率為47.79 %，氨氮平均去除率為氨氮平均去除率為75.64 %，總磷平均去除率，總磷平均去除率為為88.82 %。 鋼鐵廢水水量較大，含有較多的溶解性總鋼鐵廢水水量較大，含有較

16、多的溶解性總固體、鐵和錳，且電導(dǎo)率較高。固體、鐵和錳，且電導(dǎo)率較高。 徐竟成等試了一塊水平潛流人工濕地，濕徐竟成等試了一塊水平潛流人工濕地，濕地對(duì)濁度、地對(duì)濁度、COD、氨氮的去除效果良好，去除、氨氮的去除效果良好，去除率分別為率分別為93.16%、77.98%、89.60%，濕地中，濕地中的錳砂填料通過(guò)生物固錳除錳作用，能將鐵、的錳砂填料通過(guò)生物固錳除錳作用，能將鐵、錳從錳從1.59、0.53 mg/L 左右分別降低到左右分別降低到0.03mg/L 及及0.06 mg/L 左右。較之礫石填料，錳砂填料對(duì)左右。較之礫石填料，錳砂填料對(duì)鐵錳的去除效果更好，達(dá)到鐵錳的去除效果更好，達(dá)到90%以上。

17、以上。 已經(jīng)在法國(guó)使用中試規(guī)模的水平潛流人工已經(jīng)在法國(guó)使用中試規(guī)模的水平潛流人工濕地處理焦化廠的污水，他們認(rèn)為水平潛流人濕地處理焦化廠的污水，他們認(rèn)為水平潛流人工濕地能有效地大大減少氮的濃度并保留一定工濕地能有效地大大減少氮的濃度并保留一定含量的金屬和多環(huán)芳烴。含量的金屬和多環(huán)芳烴。 應(yīng)用混合魚(yú)類和野生生物的水平潛流人工應(yīng)用混合魚(yú)類和野生生物的水平潛流人工濕地（總計(jì)面積有濕地（總計(jì)面積有1400 m2）處理德國(guó)一處鈾礦）處理德國(guó)一處鈾礦開(kāi)采地的滲漏水，他們指出砷的去除需要好氧開(kāi)采地的滲漏水，他們指出砷的去除需要好氧條件，而鈾的去除需要厭氧的條件條件，而鈾的去除需要厭氧的條件。占地面積問(wèn)題占地面

18、積問(wèn)題 人工濕地凈化的機(jī)理與特點(diǎn)使其與傳統(tǒng)的人工濕地凈化的機(jī)理與特點(diǎn)使其與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比較需要較大的占地面積，一污水處理工藝相比較需要較大的占地面積，一般認(rèn)為大約是傳統(tǒng)污水處理工藝的般認(rèn)為大約是傳統(tǒng)污水處理工藝的23倍左右。倍左右。而當(dāng)今而當(dāng)今，土地資源對(duì)于很多城市來(lái)說(shuō)是非常寶，土地資源對(duì)于很多城市來(lái)說(shuō)是非常寶貴的，這就為應(yīng)用該技術(shù)帶來(lái)了很大的障礙。貴的，這就為應(yīng)用該技術(shù)帶來(lái)了很大的障礙。由于自身處理過(guò)程的特殊性，人工濕地技術(shù)在占地由于自身處理過(guò)程的特殊性，人工濕地技術(shù)在占地上的問(wèn)題很難完全解決，但可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┮詼p少上的問(wèn)題很難完全解決，但可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┮詼p少占用有效的土地資

19、源。占用有效的土地資源。選址時(shí)要考慮到環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益綜合最優(yōu)化和規(guī)模選址時(shí)要考慮到環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益綜合最優(yōu)化和規(guī)?；囊蛩鼗囊蛩?，為了不占用寶貴的市區(qū)土地資源，可將工程，為了不占用寶貴的市區(qū)土地資源，可將工程選址在市郊區(qū)域，這樣做還能減輕風(fēng)沙等對(duì)市區(qū)的影響選址在市郊區(qū)域，這樣做還能減輕風(fēng)沙等對(duì)市區(qū)的影響和破壞。和破壞?？刹捎媒M合工藝可采用組合工藝，以提高效率，減少占地面積。，以提高效率，減少占地面積。出水污染物濃度回升問(wèn)題出水污染物濃度回升問(wèn)題水生植物生長(zhǎng)周期較短和補(bǔ)給水源水質(zhì)等環(huán)境的變水生植物生長(zhǎng)周期較短和補(bǔ)給水源水質(zhì)等環(huán)境的變化會(huì)引起植株的衰竭和腐爛，腐爛的莖、葉容易消耗水化會(huì)引起植株的衰竭和腐爛，腐爛的莖、葉容易消耗水體中的溶解氧使河床上升、底泥增多，其中釋放出的有體中的溶解氧使河床上升、底泥增多，其中釋放出的有機(jī)物、氨氮等導(dǎo)致水體污染物回升，容易造成水體的二機(jī)物、氨氮等導(dǎo)致水體污染物回升，容易造成水體的二次污染。次污染。解決辦法：及時(shí)收割調(diào)控，并將莖和葉移出水體，解決辦法：及時(shí)收割調(diào)控，并將莖和葉移出水體，以便有效削減氮、磷并培育維護(hù)良好生態(tài)系統(tǒng)和促進(jìn)健以便有效削減氮、磷并培育維護(hù)良好生態(tài)系統(tǒng)和促進(jìn)健康水體的形成?？邓w的形成。堵塞問(wèn)題堵塞問(wèn)題隨著時(shí)間推移隨著時(shí)間推移，