人工濕地及其在工業廢水處理中的應用研究

胡金勇

（廣州市振達環保產業股份有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著工業越來越快地發展，工業殘留物及廢水排放問題的越發嚴重，工業廢水已然成為水污染的重要來源，因此做好工業廢水處理的工作刻不容緩。現代工業廢水的處理，需要應用更多新型高效的廢水處理技術，人工濕地就是其中之一。發揮人工濕地的應用優勢，可顯著提高工業廢水的凈化水平。

1 人工濕地的基本類別和應用特征

濕地是水、水生物等共同構成的生態體系，本身的活性、生產水平相對理想。人工濕地是人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面。國內外對濕地分類的方法并不統一，但人工濕地往往被細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，對污染物的去除成效也不同[1]。

濕地的應用特征表現為對重金屬等污染物的去除效果相對較佳，同時對蚊蠅等也有理想的防治作用，因此受到西方發達國家的廣泛推崇。例如：自由表面流人工濕地是由專業技術人員監督、管理的濕地體系，因此其對污染物的去除成效比自然濕地更理想，同時自由表面流人工濕地無需太多的成本投入，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 人工濕地在工業廢水處理中的應用原理

2.1 去除COD、BOD等的原理

人工濕地對于COD、BOD等有良好的去除效果，運用植物根系內的生物膜吸收、代謝等作用，使可溶性有機物被有效分解。此類物質以有機物為主，通過水生植物、微生物吸收的環節完成此類物質的氧化、固定等操作，可將物質直接從廢水中去除，從而轉入到人工濕地的生態循環體系中。

2.2 去除氮元素的原理

工業廢水中存在很多有機廢物，其中的氮元素往往超標，主要以硝態氮、氨氮等形式存在。人工濕地去除氮元素的效果相對理想，借助根莖結構完成同廢水的離子交換，發揮微生物硝化反應的作用，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，持續改變根系附近的有氧環境，使硝化和反硝化反應連續進行，有效去除廢水中的氮元素。

2.3 去除磷元素的原理

建設人工濕地的過程中，會使用到大量的基礎填料，這些填料本身對化學離子有吸附作用，可與廢水中的磷元素發生反應，從而達到去除磷元素的目的。

2.4 去除重金屬的原理

人工濕地對于重金屬的去除也有明顯效果，重金屬元素在水體內富集、沉淀，可應用人工濕地技術完成對重金屬的處理。植物能夠有效吸收重金屬，濕地生態體系中的微生物完成重金屬的富集，濕地基質結構對重金屬元素進行吸附，從而完成對重金屬的有效處理。發揮人工濕地技術的應用價值，實現污染物質處理與分離操作[3]。

3 人工濕地在工業廢水處理中的具體應用

3.1 植物、微生物和基質對體系的影響

基質是人工濕地填充料，包括粗砂、細沙、土壤等。微生物在生長過程中，基質發揮著載體的作用，借助沉淀、過濾、吸附等流程完成去污目標。篩選基質的時候，應考慮水流在濕地內的停留時長、出水水質情況、濕地占地面積等因素，盡量用粗砂、細沙、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牢固，同時還可以規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揮著不可替代的功效，在微生物的促進下，有機物質向能量及營養物質的方向轉變。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，污水在人工濕地內不斷富集，微生物的類別和數量也相應增多，慢慢達到高峰之后趨于穩定狀態。例如蘆葦濕地床中的氧，可以進一步細分為好氧、厭氧、兼氧，其中好氧微生物占據主體，數量相當大，其應用優勢也更加明顯。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，蘆葦的莖死亡，葉也大部分脫落，但是絲毫不影響微生物的正常生存。

3.2 人工濕地處理工業廢水

工業廢水中有大量污染物存在，例如有機物、氮、磷、氨氮、硝態氮、氟化物、重金屬、油性物質等。人工濕地在處理這些污染物方面具有獨特的優勢，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，人工濕地在工業廢水處理中的應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用于特殊工業廢水處理。2006年，美國相關企業對人工濕地在石油廢水處理方面的效果展開了專門研究，英國一些部門對于人工濕地在工業廢水中的應用研究也日漸深入[5]。

4 人工濕地在工業廢水處理領域的應用前景

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

5 結論

綜上所述，人工濕地在工業廢水處理工作中發揮著重要的作用，但是實際處理案例并不多，所以在強化理論研究的同時，需要提升實踐應用水平，促進相關問題的高效解決。