反沖洗過濾器香蒲在廢水污染治理中的應用

    香蒲植物別名蒲草、蒲菜．又稱水燭。為多年生宿根性沼澤草本植物．植株高1．4．2．0 m．有的高達3．0 m以上。根狀莖白色．長而橫生．節(jié)部處生許多須根，老根黃褐色。莖圓柱形，直立，質(zhì)硬而中實。葉扁平帶狀，長達1 m多。寬2～3 cm，光滑無毛。基部呈長鞘抱莖?；▎涡裕馑霠罨ㄐ蝽斏鷪A柱狀似蠟燭。雄花序生于上部，長10～30 cm。雌花序生于下部．與雄序等長或略長，兩者中間無間隔．緊密相聯(lián)。呈灰褐色。同屬植物約18種，常見的有東方香蒲、普香蒲、達香蒲、小香蒲、狹葉香蒲及長苞香蒲。寬葉香蒲。廣泛分布于全國各地。生于池塘、河灘、渠旁、潮濕多水處，常成叢、成片生長。對土壤要求不嚴．以含豐富有機質(zhì)的塘泥．較耐寒。栽植香蒲的地方應陽光充足．通風透光。香蒲栽植的管理較粗放。

對含重金屬的廢水進行處理．一般采用物理、化學方法，這些方法投資大，工程技術要求高．企業(yè)往往難以承受。物理、化學法都將殘生污染轉(zhuǎn)移。易造成2次污染，且對于大流域、低濃度的有害重金屬污染難以處理。近年來開展的生物處理法為工業(yè)廢水、城市生活污水的治理找到了一條益、廉價、易管理的處理方法與途徑。中山大學陳桂珠等人在這一領域進行了卓有成效的研究．發(fā)現(xiàn)香蒲植物在處理1=業(yè)廢水方面有*的凈化效果．并用香蒲植物成功治理了韶關凡口鉛鋅礦廢水污染。使得該礦山井下廢水出水水質(zhì)達到工業(yè)排放標準．接近農(nóng)灌標準．并在以后的運行中發(fā)揮了巨大的作用。國外和我國對香蒲植物的研究和應用證明．香蒲植物具有重要的環(huán)境價值、經(jīng)濟價值。

1 香蒲植物治理廢水污染的應用

1．1香蒲植物凈化廢水的機理通過對香蒲植物形態(tài)

解剖學、組織化學和生理生態(tài)研究．發(fā)現(xiàn)香蒲植物抵抗高濃度重金屬廢水污染的機制是：1)香蒲植物具有特殊的結構與功能，如葉片呈肉質(zhì)、柵欄組織發(fā)達、氣孔凹陷、地下莖發(fā)達等結構，是香蒲植物對重金屬污染有強抗性的原因之一；2)香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特化結構以抵抗惡劣環(huán)境．如生長在廢水中的香蒲植物比在清潔點的具有更大的氣孑L密度．香蒲根、莖、葉表皮細胞較小、近球狀等均是香蒲植物適應惡劣環(huán)境所產(chǎn)生的一些特化結構：3)香蒲植物能自我調(diào)節(jié)某些生理活動．以適應污染毒害．如在高濃度的重金屬環(huán)境中香蒲脯氨酸含量增加、光呼吸和暗呼吸作用加強是香蒲植物適應污染毒害所作的生理調(diào)整。

以香蒲植物為主．藻類、微生物、水生生物相配合的水土一植物復合系統(tǒng)之所以能凈化工礦廢水中的鉛鋅等重金屬而使出水達到工業(yè)排放標準并接近農(nóng)灌標準．其可能機理有以下5個方面：1)水生植物的過濾作用，密集的植物有阻隔重金屬．防止其隨水流失而加速重金屬顆粒沉降：2)香蒲植物表面凝聚、過濾、吸附重金屬也包括植物表面的離子交換：3)香蒲植物的枯枝落葉在凈化系統(tǒng)中創(chuàng)造了藻類、微生物和其他水生植物生存的有機營養(yǎng)環(huán)境，而這些生物對蘑金屬加以吸附、吸收以及離子交換作用從而起到凈化作用：4)香蒲和其他高等水生植物、藻類光合作用產(chǎn)生的氧能氧化重金屬并加速其沉淀：5)濕地植物發(fā)達的通氣組織不斷向地下部分運輸氧，使周圍環(huán)境呈現(xiàn)好氧、缺氧、和厭氧狀態(tài)．保證了廢水中的N、P作為植物和生物營養(yǎng)成分直接被吸收，還有利于硝化作用、反硝化作用及磷的積累。

1．2香蒲植物凈化廢水的處理方式

處理方式主要有2種：凈化塘和人工濕地系統(tǒng)。香蒲凈化塘是以香蒲植物占優(yōu)勢而組成的特殊水生生態(tài)系統(tǒng)．這個系統(tǒng)通過水生植物群落的阻濾、沉降、吸附等物理作用以及植物體的吸收、積累等作用而達到對污水的凈化效果12I。香蒲人T濕地系統(tǒng)是根據(jù)實際情況需要．由人工精心設計和建造一個相對獨立的工程化的濕地系統(tǒng)．是一個人造的完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)．種植以香蒲植物為主．其他水生植物為輔的植物群落．由植物、石床、微生物等子系統(tǒng)構成，靠物理的過濾、吸附，化學反應和化學沉淀．以及微生物代謝分解有機物等作用使污水凈化Iu。典型代表是成都活水公園。其濕地系統(tǒng)主要工藝過程有：厭氧沉淀池、人工濕地塘床系統(tǒng)、養(yǎng)魚塘系統(tǒng)、戲水池以及連接各個工藝的自然水溝等5部分。污水流經(jīng)整個工藝過程后．明顯地由黑逐漸變清，出水水質(zhì)達到了國家排放標準。

1．3利用香蒲植物凈化城市生活污水

香蒲植物可以有效地凈化城市生活污水及工業(yè)廢水中的磷、氮、COD．cr、BOD5、總懸浮物(TSS)等污染物質(zhì)。

1．4利用香蒲植物凈化下業(yè)廢水

香蒲是上*和常用的一種治理污染的植物．它的結構與功能特殊。如葉片成肉質(zhì)、柵欄組織發(fā)達等。香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特殊結構以抵抗惡劣環(huán)境．并能自我調(diào)節(jié)某些生理活動，以適應污染毒害。

1．5利用香蒲濕地系統(tǒng)恢復污染破壞生態(tài)環(huán)境

由于香蒲植物對工業(yè)廢水具有很強的抗性而得以在其中生存。不但凈化了污水水質(zhì)．解決了農(nóng)用水源問題．而且可抑制水干時塵沙飛揚．極大地改善了工礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，特別是使工礦區(qū)生物多樣性得到恢復。同時由于香蒲植物根系發(fā)達，縱橫交錯，盤生緊同濕地泥沙，使原來頻繁發(fā)生崩塌現(xiàn)象的礦區(qū)不再發(fā)生此種現(xiàn)象．有利于原有地貌的保護。此外。香蒲濕地生態(tài)系統(tǒng)還可控制水土流失，促進土壤的發(fā)育和熟化，提高土壤中有機質(zhì)N、P、K等的含量．從而提高土壤肥力。

生態(tài)環(huán)境的問題應該用生態(tài)方法來解決．近10余年來科學家運用生態(tài)工程技術凈化富營養(yǎng)化水體．恢復富營養(yǎng)化水體生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)．取得了一些成功的經(jīng)驗。其中引種香蒲植物為主的濕地系統(tǒng)．對抑制湖泊藻類生長、凈化水質(zhì)、治理水體富營養(yǎng)化，恢復湖泊的良性生態(tài)系統(tǒng)取得了很好的效果。北京動物園進行了采用香蒲植物凈化水體的生態(tài)研究．結果表明，利用香蒲植物不僅能凈化動物圊嚴重的富營養(yǎng)化水體．而且還有利于營造水上園林景觀和為水禽創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境。

2開發(fā)利用香蒲植物資源的效益及前景

香蒲植物資源豐富．其中小香蒲為*種，香蒲植物資源分布廣泛。可選種類較豐富。香蒲植物農(nóng)田-水利資源的采集與選種方便．為我圍香蒲植物資源開發(fā)利用創(chuàng)造了便利條件．據(jù)同外統(tǒng)計．一般香蒲人工濕地系統(tǒng)的投資和運行費用僅為傳統(tǒng)的2級污水廠的1／12～l／3．而對污水的凈化效果則與2級污水廠相同，具有良好的經(jīng)濟效益。在“誰污染誰治理”的環(huán)保政策監(jiān)督下香蒲植物資源的開發(fā)利用將有很大的市場潛力．建設任務重．水環(huán)境污染嚴重．廢水治理率低，利用香蒲這一廉價、豐富、有效的生物資源治理城市生活污水及工業(yè)廢水是當務之急。在前人研究的基礎上．大范圍推廣香蒲植物污水凈化系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟。引進香蒲植物處理系統(tǒng)．不僅可以節(jié)約大量的排污、治污費用．而且可以通過對凈化廢水用的香蒲植物資源進行綜合利用．可將收割的香蒲用作造紙、編織草席等原料．為企業(yè)帶來額外收入。

當前，首先要結合各地實際情況．開展香蒲植物生態(tài)、選種育種、人T栽培等方面的研究與調(diào)查，選擇適合當?shù)刂挝坌枰南闫阎参锲贩N、栽培方法等；其次要突破籽穗育苗條件研究，為香蒲植物規(guī)?；a(chǎn)創(chuàng)造條件：zui后．香蒲植物資源的開發(fā)要與保護結合起來．加強對現(xiàn)有香蒲植物的保護，實現(xiàn)香蒲植物資源的可持續(xù)利用。