人工濕地不同工藝對重金屬的去除研究.pdf

1、重金屬污染具有很嚴重的潛在危害，且重金屬污染一旦發(fā)生很難消除，重金屬在環(huán)境中通過食物鏈傳遞進行富集以致對食物鏈終極消費者人類的健康產生威脅。人工濕地作為污水處理的新型工藝，人工濕地有很強的抗沖擊負荷能力，較好的凈化水質能力并且其基建運行費用低廉的優(yōu)點。人工濕地可以通過基質、植物、微生物對水中的重金屬進行去除。人工濕地常見工藝有垂直潛流、水平潛流、表面流等形式。目前被廣泛運用的人工濕地基質填料種類繁多。因此工程中針對不同污染物選用何種工藝

2、、何種基質的研究很有必要。本文選用皂河人工濕地示范工程系列1~系列5五種復合人工濕地系統(tǒng)為研究對象，其中系列1為垂直潛流+水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)、系列2為水平潛流+表面流復合人工濕地系統(tǒng)、系列3為垂直潛流+水平潛流+表面流復合人工濕地系統(tǒng)、系列4為水平潛流+表面流復合人工濕地系統(tǒng)、系列5為表面流+表面流復合人工濕系統(tǒng)。研究不同工藝、不同基質條件下人工濕地系統(tǒng)對水中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn5中重金屬的去除效果。探討不同工藝下不同基質

3、中重金屬的沿程分布特征。分析系列5中（沙子+鋁泥）基質對重金屬的累積量與其理化性質的相關性。主要研究結果如下：
　　1.人工濕地去除重金屬機理
　?。?）人工濕地系統(tǒng)中重金屬與基質之間通過物理過程、化學過程、生物過程共同作用達到固定重金屬的目的，且基質對重金屬去除起主要作用。
　　（2）人工濕地系統(tǒng)中重金屬通過植物過濾、植物鈍化、植物提取、植物揮發(fā)等方式實現(xiàn)重金屬的去除，但植物對重金屬的去除貢獻不大。
　　2.系

4、列1~系列5復合人工濕地系統(tǒng)對重金屬的去除效果
　?。?）系列1系統(tǒng)~系列4系統(tǒng)復合型人工濕地對Cd、Cr、Cu、Pb、Zn5中重金屬都有一定的去除效果。系列5除對Cu和Zn有顯著釋放現(xiàn)象外對Cd、Cr、Pb三種重金屬也有一定的去除效果。各系列對Cd的去除率在75.00％~87.88％之間；對Cr的去除率在59.10％~73.10％之間；對 Cu的去除率在24.14％~52.49％之間；對 Pb去除率在57.79％~73.20％之

5、間；對Zn去除率在27.86％~54.14％之間。
　　（2）垂直潛流人工濕地對Cd、Cr、Pb的去除效果好于水平潛流和表面流人工濕地；多級復合型人工濕地對Cd、Cr、Pb的去除效果好于單級人工濕地；在表面流人工濕地中增加水力停留時間可提高對Cd、Cr、Pb的去除效果；垂直潛流和水平潛流人工濕地對Cu的去除差異不大。垂直潛流人工濕地對Zn的去除效果優(yōu)于水平潛流人工濕地；垂直潛流+水平潛流復合型人工濕地對Cu和Zn的去除效果優(yōu)于單種

6、工藝的人工濕地。
　?。?）表面流人工濕地對Cu和Zn均有釋放現(xiàn)象，其可能原因為；Zn的可還原態(tài)高于除殘渣態(tài)以外的其他形態(tài)，Cu的弱酸可溶態(tài)高于除殘渣態(tài)以外的其他形態(tài)。由于人工濕地運行時間已久，水環(huán)境偏酸性，溶解氧較低使得Cu和Zn釋放到水相中形成二次污染。
　　3.人工濕地基質中重金屬的沿程分布特征
　?。?）重金屬在各人工濕地基質中的平均含量大小依次為Zn>Cr>Pb>Cu>Cd。各種基質對 Zn的累積含量在247

7、.76mg/kg~438.18mg/kg之間；對 Cr的累積含量在114.89mg/kg~127.30mg/kg；對Pb的累積含量在73.75mg/kg~77.62mg/kg；對Cu的累積含量在39.42mg/kg~68.43mg/kg；對Cd的累積含量在1.46mg/kg~10.15mg/kg。
　?。?）垂直潛流工藝（豆石+碎石空心磚）基質、水平潛流工藝（沙子+爐渣+碎石空心磚）基質對Zn的累積效果較好；垂直潛流工藝（豆石+礫

8、石）基質對Pb的累積效果較好；各工藝不同基質對Cu、Cr的累積效果差異不明顯；水平潛流處理單元（沙子+爐渣+礫石）基質對Cd的累積效果好于（沙子+爐渣+碎石空心磚）基質，表面流處理單元（沙子+粉煤灰）基質對Cd的累積效果明顯好于（沙子+煤渣）基質。
　　（3）垂直潛流工藝（豆石+礫石）基質中Cd、Cr、Pb、Zn的含量與沿程距離相關性顯著，（豆石+碎石空心磚）基質中Cd、Pb、Zn的含量與沿程距離相關性顯著；水平潛流工藝（沙子+爐

9、渣+礫石）基質中Cd、Cr、Zn的含量與沿程距離相關性顯著，（沙子+爐渣+碎石空心磚）基質、（豆石+爐渣）基質中Cr、Cu、Pb、Zn的含量與沿程距離相關性顯著，（沙子+礫石）基質中Pb、Zn的含量與沿程距離相關性顯著；表面流工藝（沙子+粉煤灰）基質中Cr、Pb、Zn的含量與沿程距離相關性顯著，（沙子+煤渣）基質中Cd、Cu、Pb、Zn的含量與沿程距離相關性顯著。
　　4.系列5人工濕地（沙子+鋁泥）基質中重金屬含量與其理化性質的