矿区污水的人工湿地处理方法

2011年第5期第37卷总第163期2011年10月矿区污水的人工湿地处理方法赖涛(福建煤电股份有限公司)摘要:我国大部分矿井排放的酸性水多数是运用化学处理中和的方法，将废水的各项污染因子处理达标后直接排放，不仅造成了地下水资源流失、浪费地下水资源，间接地造成了地面生态环境的失衡，同时又给矿区局部水循环系统带来的破坏性也是难以测算。矿山企业可以通过人工湿地的建设，处理矿井酸性废水和生活污水，实现废水的资源化与无害化，创建矿区优美的生态环境。关键词:矿区;人工湿地;污水处理;方法中图分类号:X75文献标识码:B文章编号:1672－4011(2011)05－0091－030前言人工湿地是把选定的填料(如沙砾)按一定的坡度填在一定长宽比及底面坡降的浅池内或低洼地中，在填料表层土壤中种植一些处理性能好、成活率高、生长周期长、根系发达、美观及具有经济价值的水生植物(如水葫芦、菹草、芦苇等)，构成一个湿地生态系统。我国的一些城市污水处理系统逐步改变过去处理污水的方法，开始建设人工湿地、利用人工湿地的过滤、离子交换、同化分解、植物吸收、吸附、沉淀等途径，通过湿地生物去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和金属离子等污染因子，高效净化污水，促进绿色植物生长，实现污水的无害化与资源化，取得了良好的经济、社会、生态效益。1矿区酸性废水处理的人工湿地建设(1)人工湿地布置。充分利用原矿山酸性水处理车间被闲置的石灰中和处理池、晒泥场，分别将这些中和处理池和晒泥场地等设施改造成人工湿地生态系统，这些人工湿地池分别建在不同的平面上，一级比一级低，建五至六个小池，第一个池与最后一个池的高差约为2m，这种自然高差的分布可以为湿地创造一个良好的自流条件。(2)人工湿地的基质是湿地植物生存的载体，要选择有利于湿地植物种群的固着和生长，有利于整个系统的水力流动，有利于湿地系统的处理能力，且成本低，易运输购买等。根据我市一些污染型企业开展的土壤、砂子、煤渣等三种载体的透水性、纳水量以及对酸水的缓冲能力等比较试验，表明煤渣对酸水的缓冲能力较强，土壤较差，砂子中等。为了使酸水在湿地床内流动畅通和流动过程中降低酸度，尽量选用硅酸盐石砾和少部分粒径较小的酸钙石砾以及部分煤渣和土壤作为湿地床基质。(3)人工湿地的建设图、占地面积平面布置图。人工湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽地处理污水的原理。人造湿地的建设是在一定长宽比及底面坡降的洼地中，按一定的坡度填充一定规格的填料，如砾石。在填料表层土壤中种植一些处理性能良好，成活率高，生长周期长，美观及有经济价值的植物，构成一个湿地生态系统。图1人工湿地的建设图表1湿地占地面积平面布置图进出口流速m3/h面积m2容积m3水容量m3缓冲池1100184016601240湿地池2444035602560湿地池3524047802360湿地池4270035201200湿地池5270035201840氧化池塘6270035202980(4)植物布置。人工湿地常用的植物为水生或半水生的维管植物，如破铜钱、水芹菜、印度葵幼苗等水生植物，它们能在水中长期的吸收铅、铜和镉等金属离子。氧化塘又称稳定塘或生物塘。它是利用库塘等水生生态系统对污水的净化作用，进行污水原位处理的工程措施。通过向池塘内投放对金属离子有富集作用的植物，如水葫芦，水芹菜，黑麦草、香蒲等，然后定期收割，达到去除金属离子的目的。如水葫芦，1hm2葫芦一昼夜就能从水中吸收锰4kg、汞89g、镍297g、铅104g，并能从低于1×10－6的含镉废水中，除去97%的镉。污水中的砷对它生长有抑制的作用，但它仍然能富集砷，使体内砷的含量达到水中砷浓度的几十倍。而且黑麦草对其它金属离子也有良好的富集作用，从而展示了它的广阔开发应用前景。不同于凤眼莲的是它比较耐寒，只要10℃以上就能生长良好。这正好在净化处理废水时与凤眼莲进行交替使用。其他植物还有如香蒲，根据我市对永定大排矿区废水处理湿地系统研究发现，该废水净化系统对铅、锌、铜、镉的去除率分别为93.98%、97.02%、96.87%、96.39%，净化后的废水其金属离子含量达到国家排放标准。当然由于植物生长受季节控制，而且金属离子累积过多，会对植物造成毒害，如果采用氧化塘和人工湿地结合处理的方法，可以利用多种植物，在不同季节对污水进行净化，达到更好的净化效果。为了能在酸水湿地环境中栽种的植物成功，根据我们的了解，一些植物对不同类型的酸水的耐酸性也有所不一样，详见表2:表2池号PH值稀释倍数植物种类12.8－3.22水葱、睡莲、野燕麦、香蒲、菖蒲、芦苇23.55碎米莎草、菖蒲33.910水花生、凤眼莲44.220水稻、水浮莲、浮萍54.660杏菜、印度葵幼苗6＞4.6松藻、水葫芦，水芹菜，黑麦草、香蒲·19·2011年10月2011年第5期第37卷