銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

　　人工濕地作為一種生態(tài)處置技術已在環(huán)境污染管理中得到應用，其經(jīng)過基質(zhì)、植物、微生物等的共同作用實行污水處置和生態(tài)修復。人工濕地水質(zhì)凈化系統(tǒng)具有運轉(zhuǎn)費用低、管理簡單、易于維護等優(yōu)點，關于水質(zhì)的進一步改善具有明顯效果，具有較好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益

　　硫丹是一種化學性質(zhì)穩(wěn)定的農(nóng)藥，具有半揮發(fā)性特征，是大氣、水體、土壤等多介質(zhì)環(huán)境中普遍存在的有機氯農(nóng)藥。工業(yè)硫丹主要由α-硫丹和β-硫丹2種同分異構體組成，其質(zhì)量比為2：1或7：3。有研討標明，由于有機氯污染物的耐久性特征，當硫丹等污染物持續(xù)輸入時，人工濕地對其去除率不穩(wěn)定，出水中有機氯污染物的濃度經(jīng)常高于閾值。此外，隨著污水水質(zhì)的日趨復雜，傳統(tǒng)人工濕地的去污才能已無法滿足請求，經(jīng)過不同填料、植物等構建的復合濕地系統(tǒng)已越發(fā)得到人們的注重。

　　相比于普通人工濕地，鐵碳微電解處置法適用范圍更為普遍。鐵碳電極除產(chǎn)生電極反響外，還會惹起連鎖反響，包括Fe和[H]的復原作用、鐵離子的絮凝沉淀作用、原電池反響、電化學富集等，強化了污水處置效果。廢水經(jīng)微電解處置后，污染物濃度至少能降低50%左右，以至更高，且廢水的可生化性得到顯著提升。鐵碳微電解法是當前難降解及有毒工業(yè)廢水處理時最常用的處置辦法之一，被普遍應用于各種高含量難降解廢水的預處置。

　　本研討選取美人蕉作為濕地植物，構建了2個復合垂直潛流人工濕地系統(tǒng)(A和B)，其中系統(tǒng)A模仿傳統(tǒng)人工濕地系統(tǒng)，系統(tǒng)B模仿鐵碳微電解耦合人工濕地系統(tǒng)。依照低、中、高濃度的次第分階段在進水中投加硫丹，經(jīng)過連續(xù)測定系統(tǒng)A和系統(tǒng)B進出水中的硫丹、氨氮、磷酸鹽和COD濃度，比照調(diào)查2個系統(tǒng)對硫丹廢水的處置效果差別。

　　一、實驗過程

　　1.1 實驗設備

　　人工濕地系統(tǒng)設備為圓柱形，材質(zhì)為聚氯乙烯(d=20cm，H=69cm)，間隔柱底4.5cm和69cm處分別設置一根長18cm的布水管，并設置進水閥和出水閥，便于監(jiān)測進出水口的硫丹濃度。系統(tǒng)A和系統(tǒng)B填充基質(zhì)如表1所示，系統(tǒng)設備如圖1所示。

　　1.2 實驗條件和辦法

　　1.2.1 運轉(zhuǎn)條件

　　合成廢水由葡萄糖、乙酸鈉(CH3COONa•3H2O)、磷酸二氫鉀、硫酸銨、碳酸氫鈉、氯化鈣(CaCl2•2H2O)以及一定濃度的硫丹配制而成。由于硫丹具有揮發(fā)性，因而將盛有合成廢水的塑料桶置于4℃冰柜中密封保管。為使硫丹在合成廢水中散布平均，運用小型潛水泵實行不連續(xù)抽水循環(huán)，并蓋上蓋子封住桶口，防止揮發(fā)。定期用塑料桶從污水處置廠排水口采集出水作為人工濕地啟動期進水。啟動期間，定期從進水口和出水口采集水樣檢測COD、氨氮和磷酸鹽，當污染物去除效果趨于穩(wěn)定且植物生長良好，即以為系統(tǒng)啟動完成，并開端后續(xù)實驗。實驗中設置植物生長補光燈，采用連續(xù)進水方式。系統(tǒng)A和系統(tǒng)B運轉(zhuǎn)水力停留時間(HRT)為2d，采用爬動泵控制。實驗期間濕地植物生長良好，沒有呈現(xiàn)凍害和病蟲害。硫丹投加實驗運轉(zhuǎn)周期分為5個階段，第1階段為啟動期，這一階段進水不含硫丹，第2階段投加低濃度硫丹，第3階段投加中濃度硫丹，第4階段投加高濃度硫丹，第5階段為恢復期，不投加硫丹。進水水質(zhì)見表2。

　　1.2.2 剖析辦法

　　將水樣采用0.45μm尼龍濾膜過濾，再經(jīng)固相萃取后采用氣質(zhì)聯(lián)用儀(7890A/5975C，美國安捷倫)對硫丹實行定量剖析。COD采用重鉻酸鹽法測定，氨氮采用納氏試劑分光光度法測定，磷酸鹽采用鉬銻抗分光光度法測定。脲酶活性采用靛酚藍比色法測定，脫氫酶活性采用TTC比色法測定，堿性磷酸酶、中性磷酸酶及酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定。

　　二、結(jié)果與討論

　　2.1 廢水中硫丹去除效果剖析

　　系統(tǒng)A和系統(tǒng)B對廢水中硫丹的去除效果如表3所示。

　　剖析可知，投加不同濃度硫丹，系統(tǒng)A對α-硫丹和β-硫丹的總?cè)コ史謩e為85.5%~95.6%和82.3%~87.9%，而系統(tǒng)B對α-硫丹和β-硫丹的總?cè)コ史謩e為90.1%~98.0%和86.9%~91.0%，總體效果優(yōu)于系統(tǒng)A。秦晶等調(diào)查了外表流人工濕地對3個不同濃度梯度硫丹的去除效果，結(jié)果標明，30d內(nèi)水中硫丹的均勻去除率約為87.9%，與本研討中系統(tǒng)A的處置效果接近，但低于系統(tǒng)B對硫丹的去除率。XiaoyanTang等的研討標明，鐵-生物炭耦合人工濕地對硫丹等4種農(nóng)藥的去除效果比傳統(tǒng)人工濕地更好。由此可見，鐵碳填料可以強化人工濕地對硫丹的去除效果，剖析可能與以下兩方面緣由有關院(1)濕地填料中零價鐵本身對硫丹具有一定的復原脫鹵效果，可以促進硫丹的化學轉(zhuǎn)化，(2)鐵碳填料可以改動濕地微生物群落構造組成，激活濕地系統(tǒng)內(nèi)功用微生物的反響活性，從而強化了對硫丹的降解效果，加強了濕地系統(tǒng)對硫丹的耐受性。

　　2.2 廢水中COD、磷酸鹽和氨氮的去除效果剖析

　　系統(tǒng)A和系統(tǒng)B對廢水中COD、磷酸鹽和氨氮的去除效果分別如圖2、圖3、圖4所示。

　　由圖2可知，在實驗的不同階段，系統(tǒng)B對COD的去除率(78.7%~84.3%)顯著高于系統(tǒng)A對COD的去除率(57.0%~74.6%)。隨著進水硫丹濃度的提升，系統(tǒng)A對COD的去除率呈現(xiàn)降落趨向，由第1階段的74.6%降落至第4階段的57.0%，到第5階段時，COD去除率雖有上升，但未恢復至第1階段未投加硫丹時的程度。相比之下，系統(tǒng)B對COD的去除率固然隨著進水硫丹濃度的升高同樣呈現(xiàn)降落趨向，但降落幅度較小，且到第5階段時可根本恢復至初始效果，這進一步證明鐵碳微電解耦合人工濕地系統(tǒng)對進水硫丹的沖擊耐受性更好。

　　從圖3能夠看出，在實驗的各個階段，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B對磷酸鹽都具有較好的去除效果，但系統(tǒng)B磷酸鹽去除率比系統(tǒng)A高出19%~33%。隨著進水硫丹濃度的升高，系統(tǒng)A對磷酸鹽的去除率從第1階段的75.1%降落至第4階段的55.7%，降幅達19.4%，到第5階段中止投加硫丹后，系統(tǒng)A對磷酸鹽的去除率有小幅度升高，恢復至59.3%，但仍遠低于第1階段系統(tǒng)A對磷酸鹽的去除效果。系統(tǒng)B對磷酸鹽的去除率受進水硫丹濃度的影響相對較小，磷酸鹽去除率根本維持在86.7%~94.2%之間，在中止參加硫丹后，系統(tǒng)B對磷酸鹽的去除率有所上升，根本恢復至投加硫丹之前對磷酸鹽的去除效果。

　　同樣地，由圖4可知，系統(tǒng)B對氨氮的去除率(75.9%~83.3%)明顯高于系統(tǒng)A對氨氮的去除率(49.5%~61.8%)。隨著進水硫丹濃度的升高，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B對氨氮的去除率逐步降落，在第4階段時氨氮去除率分別降落至49.5%和75.9%，到第5階段，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B對氨氮的去除效果均有所上升，但系統(tǒng)A的恢復才能要稍弱于系統(tǒng)B。

　　綜上所述，與系統(tǒng)B相比，系統(tǒng)A關于硫丹的沖擊順應性相對較弱。關于人工濕地而言，基質(zhì)、植物及微生物是影響其對廢水中營養(yǎng)物質(zhì)去除的主要要素，其中微生物占主導位置。在系統(tǒng)B中，鐵碳填料可以減輕硫丹對人工濕地微生物的不利影響，同時激活功用微生物活性，從而使得系統(tǒng)B對污染物的去除效果顯著優(yōu)于系統(tǒng)A。

　　2.3 系統(tǒng)不同階段基質(zhì)酶活性差別剖析

　　在人工濕地系統(tǒng)中，基質(zhì)酶與污染物降解親密相關，其活性可反映濕地系統(tǒng)中生化反響強度及污染物降解才能。系統(tǒng)中不同酶具有不同功用作用，如脲酶能夠促進尿素水解，在降解廢水中氨氮的同時，為濕地系統(tǒng)中微生物和植物提供氮素營養(yǎng)。脫氫酶能催化有機物質(zhì)脫氫，其活性可用于表征濕地系統(tǒng)中微生物活性。磷酸酶可表征濕地系統(tǒng)中磷酸鹽散布狀況，其能催化有機磷化合物水解釋放無機磷，直接供植物和土壤微生物應用，在這個過程中能有效去除廢水中的磷酸鹽。系統(tǒng)A和系統(tǒng)B在不同階段內(nèi)的基質(zhì)酶活性如圖5所示。

　　由圖5可知，2個系統(tǒng)中的5種基質(zhì)酶活性的最大值都呈現(xiàn)在第1階段未投加硫丹時。隨著系統(tǒng)中進水硫丹濃度的升高，2個系統(tǒng)中不同基質(zhì)酶活性都呈現(xiàn)出降落趨向，標明硫丹可以抑止基質(zhì)酶活性，這與萬盼等的研討結(jié)果分歧。雖然如此，在實驗的第1至第4階段，系統(tǒng)B中的脲酶、脫氫酶以及3種磷酸酶的活性都高于系統(tǒng)A，這與2個人工濕地系統(tǒng)對氨氮、磷酸鹽及COD的去除趨向相分歧。當硫丹進入系統(tǒng)后，酶活性遭到抑止，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B對COD、氨氮和磷酸鹽的去除率均降低。相比系統(tǒng)A，系統(tǒng)B對硫丹的沖擊順應性更好，運轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定。在2個濕地系統(tǒng)中，植物的生長情況差別較小。結(jié)果標明，鐵碳填料有利于濕地微生物的生長和活性的堅持及提升，且耐受硫丹沖擊，可以維持濕地系統(tǒng)對污染物的高效去除，保證人工濕地系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

　　三、結(jié)論

　　鐵碳微電解耦合人工濕地系統(tǒng)具有良好的應用前景，其在有效去除廢水中硫丹的同時，對COD、氨氮和磷酸鹽等營養(yǎng)物質(zhì)的去除效果也較好。對基質(zhì)酶活性檢測結(jié)果標明，系統(tǒng)B可以耐受硫丹沖擊，基質(zhì)酶活性遭到的影響較小，標明鐵碳填料能有效維持濕地系統(tǒng)中的微生物活性，使?jié)竦叵到y(tǒng)對廢水中硫丹及其他污染物的去除效果堅持穩(wěn)定，保證良好的出水水質(zhì)。