1, ý nghĩa ứng dụng công nghệ xử lý nước thải của vùng đất ngập nước nhân tạo

1.1 Điều chỉnh khí hậu thành phố, thúc đẩy cuộc sống carbon thấp 

Hệ thống đất ngập nước nhân tạo thường sử dụng phương pháp chuyển đổi đa dạng để chuyển đổi độ ẩm trong hệ thống thành hơi nước để tăng độ ẩm không khí trong khu vực, sau đó sử dụng mưa để mang lại lượng mưa cho khu vực xung quanh, từ đó đạt được mục đích điều chỉnh khí hậu khu vực. Theo các nghiên cứu liên quan, thông thường lượng bốc hơi của vùng ngập nước gấp 2 đến 3 lần lượng bốc hơi sử dụng mặt nước. Nguyên nhân chính của sự bốc hơi lớn của vùng ngập nước nhân tạo là do sinh vật nước vùng ngập nước thuần hóa tự nhiên và thảm thực vật trồng nhân tạo có thể liên tục nâng cao dung lượng nhiệt của vùng ngập nước nhân tạo, do đó đạt được sự bốc hơi lớn của nước, đồng thời cũng làm cho khả năng điều chỉnh khí hậu của vùng ngập nước lớn hơn so với mặt nước thông thường. Vùng ngập nước nhân tạo không chỉ có thể làm tăng độ ẩm của không khí trong khu vực mà còn có thể làm giảm nhiệt độ trong khu vực, từ đó đạt được mục đích giảm thiểu hiệu ứng đảo nhiệt và cải thiện chất lượng không khí. Thực vật vùng ngập nước trao đổi với carbon dioxide trong khí quyển thông qua quang hợp, cân bằng động lực nước và carbon dioxide trong khí quyển, và làm giảm hiệu quả hàm lượng carbon dioxide trong khí quyển, điều này có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế của khu vực. Vì vậy, các vùng ngập nước nhân tạo không chỉ có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh khí hậu khu vực, mà còn có thể phát triển nền kinh tế carbon thấp trong khu vực.

1.2 Làm sạch nguồn nước, tăng tỷ lệ sử dụng nguồn nước 

Trong giai đoạn hiện nay, hiện tượng giàu dinh dưỡng của nước ảnh hưởng đến hệ thống nước ở các khu vực của Trung Quốc ở các mức độ khác nhau, chủ yếu là do sự phong phú của nitơ-nơ trong nước thải gây ra. Thông qua điều tra cho thấy, mô hình xử lý nước thải truyền thống đối với tỷ lệ loại bỏ hiệu quả nitơ và phốt pho rất thấp, dẫn đến việc làm giàu dần nitơ và phốt pho sau khi được thải ra, từ đó tạo ra sự giàu dinh dưỡng của nước mặt đất. Quá trình khử nitơ phốt pho đơn cần chi phí tài chính rất lớn, và bùn sản xuất rất dễ gây nguy hiểm ô nhiễm thứ cấp, trong khi hệ thống xử lý nước thải vùng ngập nước nhân tạo có thể làm sạch phốt pho và nitơ trong nước thải một cách hiệu quả, thực vật vùng ngập nước có thể hấp thụ hiệu quả các chất khác nhau trong nước thải, đặc biệt là phốt pho và nitơ, và chuyển hóa các chất hấp thụ thành các nguyên tố vi lượng có lợi cho sự phát triển của thực vật, và có thể hấp thụ hệ thống rễ thực vật để phân hủy. Hiện nay, các hệ thống đất ngập nước ở một số khu vực nước ngoài, các công trình sinh thái loại bỏ phốt pho và nitơ đều có thể đạt được hiệu quả tốt trong việc loại bỏ hàm lượng phốt pho và nitơ cao trong nước bề mặt. Sau khi kiểm tra, tỷ lệ lọc nitơ-phốt gần 100%, thực hiện một cách mới để cung cấp cho mọi người nguồn nước tinh khiết.

2, Phân tích ứng dụng công nghệ xử lý nước thải trong vùng ngập nước nhân tạo

2.1 Phân loại xử lý nước thải 

Trong công nghệ xử lý nước thải truyền thống, vùng ngập nước nhân tạo chủ yếu là nước rửa, nước rửa chất thải, nước trồng và nước nuôi dưỡng để làm sạch và xử lý, trong những năm gần đây đã dần hướng đến nước thải đô thị và nước thải công nghiệp phát triển, đối với các loại nước thải khác nhau, lượng nước thải và các chất ô nhiễm chứa trong đó là khác nhau, trong đó hàm lượng nitơ, phốt pho, cacbon và kim loại nặng độc hại khác nhau khá lớn, vì vậy không có đối với các loại nước thải khác nhau, cần phải sử dụng cơ sở thích hợp, vi sinh vật và thực vật thủy sinh để thiết lập quá trình xử lý. Kết hợp với các chất độc, chất vô cơ, loại chất hữu cơ và hàm lượng của chúng trong nước thải, chúng có thể được phân thành xử lý sinh học kỵ khí và kỵ khí. Phương thức xử lý nước thải có thể được chia thành tập trung và phân tán hai hình thức xử lý, xử lý tập trung có thể được kết nối trực tiếp với hệ thống xử lý nước thải đô thị, chủ yếu thu thập và xử lý nước thải sản xuất bởi gia đình và hộ nông dân, có chi phí xây dựng thấp và hiệu quả xử lý tốt; trong khi xử lý phân tán chủ yếu hướng đến hộ nông dân, gia đình xử lý nước thải, biến bằng không thành toàn bộ, tiết kiệm hiệu quả đầu tư tiền thu thập và truyền tải, vùng ngập nước nhân tạo nhỏ cũng có thể phát huy hiệu quả trang trí sân vườn.

2.2 Công nghệ xử lý nước thải kết hợp 

Mặc dù, vùng ngập nước nhân tạo có thể đạt được hiệu quả tốt của xử lý nước thải, nhưng chu kỳ xử lý của nó khá dài, và diện tích đất rộng lớn, đối với xử lý nước thải lớn khó đáp ứng yêu cầu xử lý, vì vậy, đối với hệ thống xử lý nước thải lớn, vùng ngập nước nhân tạo có thể được sử dụng như là công nghệ kết hợp cấp thứ ba của nó để thực hiện xử lý nước thải khác, sử dụng kết hợp công nghệ xử lý nước thải khác nhau để phù hợp với nhu cầu xử lý nước thải phù hợp. Ví dụ, có thể sử dụng công nghệ xử lý hệ thống ao để xử lý nước giàu phốt pho trước; sử dụng lò phản ứng sinh học màng làm phương thức xử lý nước giàu nitơ trước; sử dụng bể lọc sinh học có thể làm phương thức xử lý nước thải sinh hoạt ở nông thôn trước, xử lý sau có thể sử dụng ao ổn định để tiến hành; sử dụng phương pháp bùn hoạt tính để xử lý nước thải đô thị trước; sử dụng phương pháp oxy hóa thấp để xử lý nước sông bị ô nhiễm trước, tình huống tắc nghẽn vùng ngập nước nhân tạo có thể được xử lý bằng công nghệ sục khí vi mô.

3 Tăng cường nghiên cứu về cơ chế xử lý nước thải trong vùng đất ngập nước nhân tạo

Cơ chế xử lý nước thải của vùng ngập nước nhân tạo rất phức tạp và phạm vi thiết kế khá rộng. Hiện nay, mặc dù một số cơ chế đã được công nhận ban đầu, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu và giải quyết thêm, chẳng hạn như mô hình loại bỏ hiệu quả hơn các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ, chất ô nhiễm kim loại trong nước thải; tác động chung của các hợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ và ion kim loại trong hệ thống đất ngập nước; tác động tổng hợp đối với hệ sinh thái vi sinh thái. Nó cũng bao gồm tác động và ảnh hưởng đến vi sinh vật, đất và thực vật.

4, kết luận

Tóm lại, vùng đất ngập nước nhân tạo là một hệ thống xử lý nước thải tự nhiên, có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường sinh thái, đặc biệt là tái sử dụng nguồn nước. Hiện nay, công nghệ xử lý nước thải của đất ngập nước nhân tạo được sử dụng chủ yếu là công nghệ đơn giản, chi phí vận hành thấp và dễ bảo trì, nhưng vẫn còn một số hạn chế. Vì vậy, để thực hiện sự phát triển hơn nữa của công nghệ vùng ngập nước nhân tạo, cần khám phá sâu cơ chế làm sạch chất ô nhiễm của vùng ngập nước nhân tạo, tối ưu hóa bố trí thảm thực vật và chất nền của vùng ngập nước, từ đó thúc đẩy khả năng xử lý nước thải của vùng ngập nước nhân tạo, phát huy vai trò lớn hơn trong việc bảo vệ môi trường sinh thái cũng như giải quyết cuộc khủng hoảng tài nguyên nước.