造纸废水的人工湿地处理研究进展_范立维

中国造纸学报Vol.25,No.2,2010TransactionsofChinaPulpandPaper综述造纸废水的人工湿地处理研究进展范立维1卢泽湘1海热提2(1.福建农林大学资源与环境学院,福建福州,350002;2.北京化工大学环境科学与工程技术中心,北京,100029)摘要:综述了造纸废水人工湿地处理的环境影响以及造纸废水人工湿地处理中植物、微生物及工艺的研究和应用现状,分析了人工湿地技术在造纸废水处理上的优势,提出了该技术有待深入研究的方向。关键词:造纸废水;人工湿地;研究进展中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1000-6842(2010)02-0079-04收稿日期:2010-03-08(修改稿)本课题为福建省自然科学基金资助项目(项目名称为造纸废水人工湿地处理技术研究;项目编号2009J05018)。作者简介:范立维,女;在读博士研究生;主要从事水污染控制方面的研究工作。E-mail:fanlw@163.com造纸工业环境污染中废水的污染最为严重和复杂。这是由于造纸废水排放量大(占全国工业废水排放总量的10%左右)、成分复杂、有机物含量高,采用传统的处理方法一般难以达到国家新的排放标准,而且处理成本较高[1-2]。造纸废水环境污染问题已经严重制约了我国造纸工业的发展。经济、高效的造纸废水处理技术是造纸工业发展的需要,也是环境保护的必然趋势。人工湿地废水处理技术具有投资少、能耗低、出水水质好的特点,是一种经济、高效的废水处理新技术[3-5]。造纸废水的人工湿地处理不仅可以利用人工湿地处理技术成本低的特点降低治理费用,而且还可以利用人工湿地处理系统出水水质好的特点将造纸废水处理后回灌湿地植物,实现造纸废水的零排放;长成后的湿地植物还可以用作造纸原料进行回收再利用,从而实现造纸企业和人工湿地一体化,形成循环经济发展体系,展现良好的环境和经济效益。目前,造纸废水人工湿地处理技术以其独特的优越性正受到广泛关注。本文综述了造纸废水人工湿地处理的环境影响和造纸废水人工湿地处理中植物、微生物以及工艺的研究和应用现状,提出了造纸废水人工湿地处理技术有待深入研究的方向。1造纸废水人工湿地处理的环境影响研究有关造纸废水人工湿地处理的研究大多集中在其环境影响方面。王明璐等研究了草浆造纸废水的人工湿地处理。结果显示,草浆造纸废水中主要含有以植物纤维为主的有机污染物;人工湿地运行一年后,土壤中地表的有机质含量明显增加,并且由表层逐步向下渗透[6]。该研究表明,土壤可以吸附积累废水中的有机物,造纸废水可以成为土壤的有效改良剂。刘鹏飞等用制浆造纸废水灌溉芦苇进行试验,结果也表明,经过中和的废水排入芦苇湿地,不仅废水水质得到很大改善,而且土壤中植物所需要的氮、磷、钾、钙、镁、有机质等有所增加,提高了土壤肥力,同时芦苇生命活动中释放出二氧化碳,中和了废水碱性,防止土壤盐碱化[7]。钟玉书等对金城造纸厂废水的实验以及于秀玲等对乳山市造纸厂废水的实验研究表明,造纸废水的人工湿地处理对周围地面水体、地下水中的淡水承压水无影响,对土壤与芦苇、大气环境以及丹顶鹤等鸟类的栖息亦无明显影响,初步认为这种处理方法具有较好的实用性[8-9]。对于造纸废水人工湿地处理中有机负荷的控制问题,韩言柱等的研究表明,造纸废水中CODCr达到5000mg/L左右时,湿地芦苇仍能旺盛生长,土壤质量和生态环境得到了很大改善[10]。丁成等通过桶栽和微区实验研究认为,从湿地生态系统的安全和造纸废水治理费用等因素综合考虑,进入芦苇人工湿地的造纸废水浓度控制在1500mg/L比较适宜[11]。2造纸废水人工湿地处理中的植物研究湿地植物不仅可以直接吸收和富集废水中的某些79造纸废水的人工湿地处理研究进展第25卷第2期污染物质,而且还起到为微生物输氧和提供良好生存环境的作用,因此植物在人工湿地污水处理系统中具有举足轻重的作用。目前,有诸多针对去污能力的人工湿地植物筛选的研究,例如,Adcock等的研究表明,与芦苇相比,水麦冬具有明显发达的根系和较高的地下生物量,对氮、磷的去除效果是芦苇的5倍[12]。黄时达等研究了芦苇、灯心草和菖蒲等3种植物的污染物净化能力,结果发现,灯心草的净化能力最强,CODCr的去除率达到42%～46%[13]。彭江燕等研究了芦苇、水葱、黄菖蒲、美人蕉和风车草等5种植物的净化效果,结果表明,氮和磷的吸收比例顺序均为:风车草>美人蕉>芦苇>黄菖蒲>水葱[14]。近年来,从区域性和植物之间的配置关系等方面进行的湿地植物的筛选研究也见诸报道。例如,陈志澄等从区域性出发,研究了广东园林绿化中常用的27种植物对生活废水的去污能力,结果表明,野芋头、花叶万年青、象草、姜花、绿公主、富贵竹、再力花、大花叶万年青、芦苇、花芦苇、美人蕉、文殊兰、水芋头、风车草、红草、蜘蛛