人工濕地是模擬自然濕地的一個綜合人工生態(tài)系統(tǒng),其根據(jù)水流情況不同分為表面流濕地、潛流濕地和立式流濕地。目前人工濕地在城市污水處理、生活污水處理、自來水廠進水水質(zhì)處理、乳制品廢水處理、鐵礦酸性排放水處理、炸藥車間排放水處理、養(yǎng)殖廠廢水處理、酒店污水處理、造紙廢水處理、煤礦污水處理、污水深度處理、含重金屬污水處理等方面都得到了較廣泛的應用[1-12]。近年,利用人工濕地處理電鍍廢水逐漸引起了一些學者的注意[13-16],并在一些電鍍車間的廢水處理中得到應用[17]。

以經(jīng)化學沉淀法處理后的電鍍廢水為研究對象,通過潛流人工濕地系統(tǒng),對其處理電鍍廢水的效果和去除途徑進行研究。結(jié)果表明:潛流人工濕地對電鍍廢水的處理效果是顯著的, Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除率達到65 %~80 %左右,其中Cu2+的去除率最高。比較3個潛流人工濕地的處理效率,有植物系統(tǒng)>無植物系統(tǒng)>滅菌系統(tǒng)。在實驗初期, 3個系統(tǒng)對Cr(Ⅵ), Zn2+,Mn2+,Cu2+均具有很高的去除效率,可見人工濕地對重金屬的去除機理主要是通過基質(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)吸附的作用最大。孫和和同時對人工濕地處理電鍍廢水的主要影響因素進行了考察,發(fā)現(xiàn)水力負荷、進水的質(zhì)量濃度及回流對潛流人工濕地處理電鍍廢水有一定的影響。隨著水力負荷的降低,Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢,當水力負荷為0.27 m3/(m2·h)時,去除率達到最大。電鍍廢水進水的質(zhì)量濃度越低,潛流人工濕地對Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的處理能力越強,但相對于進水的質(zhì)量濃度的劇烈變化,Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除率的變化不大。通過回流措施能夠有效提高潛流人工濕地對電鍍廢水的去除效率。

采用人工配置電鍍廢水模擬實驗,在實驗測定的基礎上對人工濕地去除電鍍廢水中Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的動力學模型進行探討。結(jié)果表明:一級動力學模型可以較好地模擬潛流人工濕地對Cr(Ⅵ),Zn2+,Mn2+,Cu2+的去除規(guī)律。孫和和采用垂直流-水平潛流復合人工濕地對金華清湖電鍍廠排放的電鍍廢水進行深度處理。結(jié)果表明:復合人工濕地對電鍍廢水的凈化效果非常顯著,處理后Zn2+,Cu2+,Mn2+,Cr(Ⅵ)的去除率達到70 %~88 %之間,COD的去除率為60 %左右。

其中,Cu2+,Mn2+和COD出水均符合《污水綜合排放標準》的一級標準,而Zn2+,Cr(Ⅵ)并未達到標準。復合人工濕地對電鍍廢水中重金屬的去除效率存在一個最適宜的處理時間,過短或過長都不利于污染物的去除。水力負荷對COD的去除效果的影響較大,對Zn2+,Cu2+,Mn2+,Cr(Ⅵ)的影響較小。