摘要：通過(guò)分析國(guó)內(nèi)人工濕地處理電鍍廢水的進(jìn)展，認(rèn)為采用人工濕地處理電鍍廢水具有投資與運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡(jiǎn)便、 耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)其在電鍍廢水處理中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，指出了利用人工濕地處理電鍍廢水的發(fā)展趨勢(shì)及技 術(shù)應(yīng)用中的一些關(guān)鍵性問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水;重金屬;人立式泵，耐酸堿泵，自吸泵 工濕地

1電鍍廢水的來(lái)源及性質(zhì)

電鍍是利用電化學(xué)的方法對(duì)金屬和非金屬表面進(jìn)行裝 飾、防護(hù)及獲取某些新性能的一種工藝過(guò)程⑴。為保證電鍍產(chǎn) 品的質(zhì)量，使金屬鍍層具有平整光滑的外觀并與基體牟固結(jié) 合，必須在鍍前把鍍件表面上的污物清洗干凈，并在鍍后把鍍 件表面的附著液清洗干凈。因此，一般電鍍生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放 出大量的廢水。

1.1 來(lái)源

電鍍廢水的來(lái)源比較廣泛，一般為生產(chǎn)過(guò)程中的鍍件清 洗、鍍液過(guò)濾、廢鍍液、地面沖洗及由于操作式管理不當(dāng)引起 的跑、冒、滴、漏等?〕。其中鍍件清洗水占車(chē)間廢水排放量的 8070以上，廢水中大部分污染物質(zhì)如鎳、銅等重金屬及氰化物 是由鍍液表面的附著液在清洗時(shí)帶人的。由于電鍍種類(lèi)的不 同，電鍍廢水中所含的污染物也就各不同。一般來(lái)說(shuō)，電鍍廢 水中主要含有鉻、鋅、銅、錫、鉛、鎳等重金屬離子及酸、堿，有 的廢水還含氟及其化合物。

1.2性質(zhì)

電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、 操作管理與用水方式等因素有關(guān)。電鍍廢水的水質(zhì)成分復(fù)雜，不 易控制，其中含有的鉻、鎘、鎳、銅、鋅等重金屬離子和氰化物等毒 性較大，有些是易于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。含銅、鋅、氟廢水是國(guó)家規(guī)定的二類(lèi)有害物質(zhì)。氰化物是劇毒物質(zhì),高允許 排放 立 式泵，耐酸堿泵，自吸泵 濃度為0.5:116^。其中某些物質(zhì)如氨氮、磷酸鹽等雖然不是 毒物，但它們進(jìn)人水體可使水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成水質(zhì)污染。

2人工濕地處理系統(tǒng)

20世紀(jì)60年代末期，沿成也⑷與38如1合作，并于1972年提 出了“根區(qū)理論”，該理論極大地促進(jìn)了人工濕地的研究與應(yīng) 用，標(biāo)志著人工濕地作為一種獨(dú)具特色的新型污水處理技術(shù) 正式進(jìn)人水污染控制領(lǐng)域[”。美國(guó)濕地研究專(zhuān)家人⑻ 將人工濕地定義為：一個(gè)為了人類(lèi)利用和利益，通過(guò)模擬自然 濕地，人為地設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植被、動(dòng) 物和水體組成的復(fù)合體。人工濕地可通過(guò)自然生態(tài)系統(tǒng)中的 物理、化學(xué)及生物的協(xié)同作用，通過(guò)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交 換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化作用⑼。人工 濕地處理系統(tǒng)具有投資與運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡(jiǎn)便、耐沖擊 負(fù)荷能力強(qiáng)、生態(tài)景觀改善效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，因而，人工濕地 的研究在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。

3人工濕地處理電鍍廢水

3.1人工濕地處理電鍍廢水的機(jī)制

人工濕地中，基質(zhì)、微生物、植物是人工濕地的重要組成部分。基質(zhì)為微生物提供穩(wěn)定的附著表面，同時(shí)又為水生植物 提供載體和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)污水流經(jīng)人工濕地時(shí),基質(zhì)通過(guò)一些 物理和化學(xué)的途徑來(lái)去除污水中有機(jī)物、氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì); 許多研究表明⑽，人工濕地中植物對(duì)污水凈化有極其重要的作 用，不但直接攝取利用污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，吸收富集污水中的 重金屬等有毒有害物質(zhì)，而且還能輸送氧氣到植物根區(qū)，滿足 根區(qū)微生物生長(zhǎng)、繁殖等對(duì)氧氣的需要，并可以通過(guò)收割來(lái)實(shí) 現(xiàn)植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值;微生物能有效地利用廢水中的有機(jī)質(zhì)作為 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是廢水凈化的主要作用者。有研究表明㈣，人工濕地 在處理污水之前，各類(lèi)微生物的數(shù)量與自然濕地基本相同，但 隨著污水的不斷引人，某些種類(lèi)的微生物數(shù)量逐漸增加，并在 一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到大值并趨于穩(wěn)定。人工濕地與重金屬相互作 用，并以不同方式有效地去除重金屬，其過(guò)程主要體現(xiàn)在:基 質(zhì)、微生物和植物的相互協(xié)調(diào)作用下，利用物理、化學(xué)和立式泵，耐酸堿泵，自吸泵生物方 法，通過(guò)過(guò)濾、吸附、離子交換、微生物分解和植物吸收來(lái)實(shí)現(xiàn) 對(duì)重金屬的處理。不溶性重金屬隨懸浮顆粒沉淀而被去除 溶解性重金屬的去除主要是通過(guò)土壤或填料對(duì)其的吸附和反 應(yīng)，這往往與土壤膠體的性質(zhì)極為密切。許多微生物的生長(zhǎng)代 謝過(guò)程能夠有利于重金屬沉淀，例如:一種抗的檸檬酸細(xì)菌， 能分泌酸性磷酸酯酶，降解磷酸酯類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生?07，繼而?04^"又 可與重金屬形成磷酸鹽沉淀⑽;密集的植物種植，其根昆交集成 復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可降低進(jìn)人系統(tǒng)內(nèi)的污水的流速，有利于污水 中不溶于水的懸浮金屬物質(zhì)的沉降及吸附。

總之，濕地處理污水的功能是濕地中基質(zhì)、微生物和植 物，甚至動(dòng)物等組成部分及眾多環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果，這 些組分之間及組分與因子之間相互影響，相互促進(jìn)，相互制 約，構(gòu)成了強(qiáng)大的濕地凈化功能。

3.2我國(guó)人工濕地處理電鍍廢水的應(yīng)用

陳俊㈤的研究?jī)?nèi)容圍繞李氏禾對(duì)重金屬污染 水體的修復(fù)潛力而展開(kāi)，并對(duì)鉻污染水體的人工濕地處理進(jìn) 行比較系統(tǒng)的研究，為人工濕地處理重金屬?gòu)U水奠定了基礎(chǔ)。

陶笈訊通過(guò)水培實(shí)驗(yàn)，研究了超富集植物李氏禾對(duì)電 鍍廢水中重金屬的去除效果，結(jié)果表明：李氏禾能夠有效去除 電鍍廢水中的重金屬，鉻、銅和鎳的去除率隨著電鍍廢水中重 金屬濃度的降低而升高，高可達(dá)93.49196.84^，93.069^。 陶笈訊通過(guò)構(gòu)建小型濕地系統(tǒng)，研究了李氏禾人工濕地對(duì)電 鍍廢水的處理效果，結(jié)果表明：李氏禾人工濕地對(duì)電鍍廢水中 鉻、銅和鎳的去除率分別達(dá)到86.76^，95.52^，78.34^，出水 中鉻、銅和鎳濃度的平均值分別為低于 電鍍行業(yè)水污染物排放重金屬標(biāo)準(zhǔn)限值，并肯定了采用李氏 禾人工濕地技術(shù)處理電鍍廢水是可行的。

田海濤采用引入原水自然啟動(dòng)的方式，初期間歇進(jìn)清 水和水位控制，中期和后期采用連續(xù)進(jìn)水，引人高濃度廢水， 通過(guò)逐步增大水力負(fù)荷來(lái)培養(yǎng)植物、增強(qiáng)濕地微生物的適應(yīng) 能力及生長(zhǎng)速度。結(jié)果表明：沸石紅壤基質(zhì)對(duì)電鍍廢水中的 鉻、銅、鎳具有良好的吸附性能，順?biāo)鞣较颍|(zhì)中重金屬含量逐漸減小;垂直水流方向，上層基質(zhì)中重金屬含量普遍大于 中、下層基質(zhì)。超富集植物李氏禾對(duì)鉻、銅、鎳具有良好的抗 性，同時(shí)又具有良好的富集能力，李氏禾根、莖、葉對(duì)鉻、銅、鎳 的富集系數(shù)均大于1。順?biāo)鞣较颍钍虾谈?、莖、葉重金屬含 量都呈先增加后降低的變化。垂直水流方向，根部重金屬含量 普遍大于莖、葉中重金屬含量。

孫和和㈣以電鍍廢水經(jīng)化學(xué)沉淀法處理后的出水為研究 對(duì)象，通過(guò)潛流人工濕地小試系統(tǒng)，對(duì)人工濕地處理電鍍廢水 的去除效果和去除途徑進(jìn)行研究。結(jié)果表明：潛流人工濕地對(duì) 電鍍廢水的去除效果是顯著的，0產(chǎn)、的去除率達(dá) 到65*5^80^，其中的去除率髙。在試驗(yàn)初期3個(gè)系統(tǒng)對(duì) 0產(chǎn)、均具有很高的去除效率，并得出人工濕地對(duì) 重金屬的去除機(jī)理主要是因?yàn)榛|(zhì)吸附、植物吸收及重金屬本 身沉降等綜合作用的結(jié)果，且基質(zhì)吸附作用的貢獻(xiàn)率大。孫 和和采用垂直流一水平潛流復(fù)合人工濕地對(duì)金華清湖電鍍廠 排放的電鍍廢水尾水進(jìn)行深度處理。結(jié)果表明：復(fù)合人工濕地 對(duì)電鍍廢水的凈化效果非常顯著，處理后0：產(chǎn)、20、姑1^、0^ 的去除率達(dá)到70^~55^之間，的去除率為60^，稍低于人 工濕地處理生活污水和其他廢水中有機(jī)物的去除率。

李星㈤采用人工濕地中試系統(tǒng)對(duì)電鍍廢水中主要污染物 (重金屬)的凈化和修復(fù)效果進(jìn)行研究，通過(guò)在垂直流一水平 潛流人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行采樣和分析研究其對(duì)電鍍廢水中 000、懸浮物、重金屬的去除效果。結(jié)果表明：該系統(tǒng)對(duì)電鍍廢 水的凈化效果相當(dāng)明顯，對(duì)^00的去除率超過(guò)58^，對(duì)懸浮物 的去除率超過(guò)90%，對(duì)等重金屬元素的凈 化效果較好，出水能迖標(biāo)排放。李星通過(guò)對(duì)人工濕地剖面分 析，發(fā)現(xiàn)重金屬主要富積于上層基質(zhì)。并通過(guò)分析，二級(jí)濕地 植物優(yōu)勢(shì)明顯，其中蕉草、美人蕉、黃營(yíng)蒲、千屈菜是值得推薦 的修復(fù)中低濃度電鍍廢水的優(yōu)勢(shì)物種。

33人工濕地處理電鍍廢水的關(guān)鍵性問(wèn)題

(”在使用人工濕地去除重金屬時(shí),對(duì)于重金屬含量較少 的生活污水等，一般在合理設(shè)計(jì)和運(yùn)行的情況下，人工濕地基 本上都能滿足去除要求。對(duì)于一些重金屬濃度高的工業(yè)廢水， 若在濕地中不能有效去除，則極易通過(guò)濕地這樣一個(gè)相對(duì)比 較開(kāi)放的環(huán)境對(duì)周?chē)沫h(huán)境造成污染。因此，高濃度的重金屬 廢水不應(yīng)直接進(jìn)人濕地系統(tǒng)，可以采用預(yù)處理的方法使?jié)竦?中的金屬濃度減低到危險(xiǎn)水平以下，同時(shí)也可以在濕地系統(tǒng) 中種植對(duì)重金屬有超積累作用的植物。立式泵，耐酸堿泵，自吸泵http://www.xxus.cn/product/lishibeng-1-1.html

(之)進(jìn)入到濕地中以化學(xué)方法結(jié)合的重金屬，被掩埋 在含硫化物的缺氧沉積層中，這些金屬通常不能被生物利用， 因而被從系統(tǒng)中去除。如果沉積物被攪動(dòng)或者再懸浮，金屬移 動(dòng)到濕地氧化區(qū)域，螯合的金屬可能再次溶解。

^在潛流人工濕地系統(tǒng)和長(zhǎng)滿植物的表流人工濕地系 統(tǒng)中，厭氧環(huán)境有益于大部分重金屬與135儀器沉淀，降低其 再溶解的可能性。同樣,進(jìn)水中重金屬的種類(lèi)將影響重金屬的 去除效果。