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(yán)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(jìn)行富集以致對食物鏈終極消費者人類的健康產(chǎn)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(fù)荷能力，較好的凈化水質(zhì)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(zhì)、植物、微生物對水中的重金屬進(jìn)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(zhì)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(zhì)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(fù)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(fù)合人工濕地系統(tǒng)、系列2為水平潛流+表面流復(fù)合人工濕地系統(tǒng)、系列3為垂直潛流+水平潛流+表面流復(fù)合人工濕地系統(tǒng)、系列4為水平潛流+表面流復(fù)合人工濕地系統(tǒng)、系列5為表面流+表面流復(fù)合人工濕系統(tǒng)。研究不同工藝、不同基質(zhì)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(zhì)

3、中重金屬的沿程分布特征。分析系列5中（沙子+鋁泥）基質(zhì)對重金屬的累積量與其理化性質(zhì)的相關(guān)性。主要研究結(jié)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(zhì)之間通過物理過程、化學(xué)過程、生物過程共同作用達(dá)到固定重金屬的目的，且基質(zhì)對重金屬去除起主要作用。
　?。?）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(xiàn)不大。
　　2.系

4、列1~系列5復(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(zhì)中重金屬的沿程分布特征
　　（1）重金屬在各人工濕地基質(zhì)中的平均含量大小依次為Zn>Cr>Pb>Cu>Cd。各種基質(zhì)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(zhì)、水平潛流工藝（沙子+爐渣+碎石空心磚）基質(zhì)對Zn的累積效果較好；垂直潛流工藝（豆石+礫

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

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