人工湿地污水处理技术及其在东平湖水质净化中的运用_于少鹏

湿地科学WETLANDSCECINEV(,1.2Sep·,期月介Jg第年第2卷2004人工湿地污水处理技术及其在东平湖水质净化中的运用于少鹏`,2,4,孙广友’,窦素珍3(1.中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林长春130012;2.哈尔滨学院地理系,黑龙江哈尔滨巧08;03.山东省泰安市环境保护监测站,山东泰安271000;4.中国科学院研究生院,北京1《XX)39)摘要:人工湿地具有独特的净污机理和功能,日益受到全球的重视。通过综合国内外研究现状,分析了人工湿地污水处理技术的发展现状和趋势,认为人工湿地在我国具有广阔发展前景,尤其在重大调水工程及湖泊、河流水体污染防治等方面的应用。同时,探讨了如何利用人工湿地来解决南水北调东线工程关键枢纽—东平湖的水质问题,对东平湖人工湿地的建设地点、处理系统和净污植物类型进行了初步研究,提出了运用过程中需要注意的问题。关键词:人工湿地;污水处理技术;东平湖;水质净化中图分类号:x703文献标识码:A文章编号:1672一5948(2004)03一228一06湿地是陆地的潮湿地带和水体,以及低潮位6m深以内的海域;在高级发育阶段上形成具有湿生一水生生物群及水成土壤的水陆复合生态系统〔`]。湿地有多种分类圈,按成因可分为自然湿地和人工湿地两类。1989年美国Hammer将人工湿地定义为“为了人类的利用和利益,通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由饱和基质、挺水植物与沉水植物、动物和水体组成的复合体”〔3〕。我们认为可简述为:人工湿地是人类建造的湿地的总称(artiifeialwetland),即广义人工湿地。主要包括稻田、养殖塘、水库、人工湖、运河、园林和污水处理系统等。其中的污水处理系统即狭义人工湿地(con-struetedwetland),随着对其功能、价值认识的不断深化,许多国家开始利用人工湿地来进行污水的处理工作。1人工湿地污水处理技术的发展现状、趋势1.1研究、应用领域日益广泛1953年,德国MaxPlanek研究所Dr.KatheSeidel在研究中发现,芦苇(hPragmitesaustralis)能够去除污水中大量的有机和无机物质,随后开发出Max一planekInstituteproeess系统。这可能是世界上最早的人工湿地处理污水的雏形系统;1977年iKckuth提出了“根区法”概念,采用栽种芦苇的潜流湿地使有机物降解,硝化反硝化去除氮,沉淀去除磷川。这标志着人工湿地在机理上取得重要突破,开始了理论萌芽阶段。与此同时,美国国家空间技术实验室研究开发了“厌氧微生物和芦苇处理污水”复合系统叫。20世纪80年代后,人工湿地污水处理技术在欧洲、美国、加拿大、日本等地得到了广泛应用。一些国家更是采用了立法形式来加以利用。如德国联邦矿山法规定,在矿区开采中,矿水必须经过人工芦苇湿地后才能够排人河流、湖泊。国际上早期人工湿地的应用领域主要是中小城镇、农村居民生活污水,规模较小。90年代后很快推广至湖泊、河流的面源污染和矿山、油田采出水、造纸、制糖、食品加工、奶制品加工等领域的工业废水治理〔5一“〕。随着技术的不断成熟、完善,美国、加拿大等国在近年来开始将研究领域转向石油化工等大型特殊行业的工业废水治理,成为利用人工湿地处理污水的新动向。我国关于人工湿地污水处理技术的研究较晚,大致落后发达国家十余年。到“七五”期间才初步开展,多为小试研究,缺乏整体性和系统性,实用工程很少。总体上来看尚处于起步阶段。198年在收稿日期:204一03一05;修订日期:20以一07一26基金项目:中国科学院重大湿地支持项目(KzcxZ一302)。作者简介:于少鹏(1972一),男,黑龙江省哈尔滨人,博士研究生,副教授,主要从事环境科学、湿地科学研究。Emial:ysp1234@oshu.comDOI:10.13248/j.cnki.wetlandsci.2004.03.0113期于少鹏等:人工湿地污水处理技术及其在东平湖水质净化中的运用229北京昌平进行的表面流人工湿地试验是首例对人工湿地进行的系统性研究[j9。1909年7月,国家环保总局华南环境保护研究所在深圳建造的白泥坑人工湿地工程,可以看作是首次应用实践,效果良好(BoD去除率90%,CoD去除率50.47%,55去除率93%)[9」。近十年来我国在技术理论探讨和模拟实验方面有了众多的成果,并产出了大量相关论文。如,关于去污机理〔’”,”」,氮、磷等不同污染物质[`2一’4〕,不同基质t’5,’6〕,不同领域t`7一20〕,处理效率〔2’」,有机质淤积〔22,2”〕以及新方法[24〕的研究,等等。令人欣慰的是,少数城市已经开始着手大规模应用工作。202一2003年,日处理污水量3000一5000衬的人工湿地污水处理厂分别在江苏省泅洪县和沈阳市竣工。