[发明专利]一种协同复合填料富集与植物高效净化重金属废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种协同复合填料富集与不同生活型水生植物组合配置高效净化低浓度重金属废水的方法，具体即采用砾石、天然沸石和改性沸石配比的复合填料与挺水植物构建人工湿地，并与生态浮床和水生植物塘进行组合串联高效净化重金属污染废水，收集净化处理后的植物用于制作生物炭。本方法属于环境保护技术的水污染控制技术领域。

背景技术

随着工业化和城市化进程的不断加快，我国重金属污染亦呈愈演愈烈之势。近年来我国的重金属环境污染事件频繁发生（如2009年环保部共接报12起重金属污染事件，这些事件致使4035人血铅超标、182人镉超标，引发32起群体性事件），特别是镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)等污染日益凸显，造成区域性的农田土壤和水体生态系统的严重污染，这不仅严重威胁居民的健康，而且造成了恶劣的社会影响，严重影响和谐社会建设，已成为国家实施可持续发展战略的重要瓶颈。目前重金属污染治理技术主要包括化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电化学法、膜分离技术、蒸发和凝固法、溶剂萃取法、反渗透法和电渗析法等 [1-4]。然而，对于低浓度重金属废水或微污染水体，这些方法具有治理费用高，操作难且效率低的缺点，而且还会产生大量污泥造成二次污染[4-6]。新兴的植物修复技术是一种利用自然生长或遗传培育植物来修复重金属污染水体或重金属废水的技术。因其经济、高效和环保，受到越来越多的重视，具有很高的发展前景[7, 8]，目前已有相关的大量研究。国内外的一些学者对凤眼莲（Eichhornia crassipes）、美人蕉、水浮莲、香蒲、蕹菜、水花生、光叶眼子菜（Potamogeton lucens）、黑藻（Hydrilla verticillata）、穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）等水生植物去除重金属的能力、特征参数和影响因素等进行了实验研究[9-15]。此外，一些学者还进一步探讨了水生植物对重金属的耐受性及生理响应[16-18]，并对水生植物吸附/吸收重金属的机理和迁移代谢机制进行了较为深入、系统的研究[19-23]。在修复工程的应用研究方面，主要采用了人工湿地技术和生物塘工程[24-28]。综上所述，目前的相关研究主要针对富集植物的筛选与耐受性、影响因素和净化机制等方面，而相关工程化的技术应用仅局限于单一的人工湿地技术或生物塘工程，缺乏针对不同生活型水生植物进行组合高效净化的系统研究。特别是对于植物吸收富集重金属后的资源化及其二次污染防治技术研究还极为欠缺。

参考文献：

[1] Keskinkan O, Goksu MZL, Basibuyuk M, Forster CF. Heavy metal adsorption properties of a submerged aquatic plant (Ceratophyllum demersum) [J]. Bioresource Technology 2004, 92: 197-200.

[2] Yan CZ, Wang SR, Zeng AY, et al. Equilibrium and kinetics of copper (II) biosorption by Myriophyllum spicatum L [J]. Journal of Environmental Sciences 2005, 17: 1025-1029.

[3] 杨正亮, 冯贵颖, 呼世斌, 等. 水体重金属污染研究现状及治理技术[J]. 干旱地区农业研究 2005, 23(1): 219-222.

[4] 张永锋, 许振良. 重金属废水处理最新进展[J]. 工业水处理 2003, 23(6): 1-5.

[5] 王文华, 冯咏梅, 常秀莲, 等. 玉米芯对废水中铅的吸附研究[J]. 水处理技术 2004, 30(2): 95-98.

[6] 王建龙, 陈灿. 生物吸附法去除重金属离子的研究进展[J]. 环境科学学报 2010, 30(4): 673-701.