Warum gilt, dass künstliche Feuchtgebiete eine starke Fähigkeit zur Entfernung von Organikstoffen aus Papierherstellungsabwässern haben?

Die ökologische Behandlungsmethode bezeichnet eine Methode zur Reinigung von Abwässern unter natürlichen Bedingungen durch die Stoffwechselfunktionen von Lebewesen in der Umwelt. Es handelt sich dabei um ein Thema, das derzeit intensiv erforscht und angewandt wird; insbesondere werden Oxidationsbecken sowie künstliche Feuchtgebiete am häufigsten erforscht und eingesetzt. Ihre gemeinsamen Eigenschaften sind geringer Energieverbrauch, einfache Verwaltung, niedrige Betriebskosten, die Möglichkeit zur Kombination verschiedener Ökosysteme sowie eine günstige Nutzung von Abwässern. Oxidationsbecken werden auch als Bioreaktoren oder Stabilisierungsbecken bezeichnet. In Oxidationsbecken werden die organischen Stoffe im Abwasser hauptsächlich durch eine Symbiose zwischen Bakterien und Algen entfernt. Heterotrophe Mikroorganismen, also aerobe Bakterien und Pilze, oxidieren organische Stoffe, um Energie zu erzeugen und neue Zellen zu bilden ； Algen fixieren durch Photosynthese Kohlendioxid und nehmen Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor sowie organische Stoffe auf, um neue Zellen zu bilden und Sauerstoff freizusetzen. Unter normalen Bedingungen ergänzen sich Mikroorganismen und Algen gegenseitig. Der von Algen freigesetzte Sauerstoff wird von sauerstoffverbrauchenden Bakterien sowie fakultativ aeroben Bakterien genutzt, um organische Stoffe zu oxidieren und dabei Kohlendioxid sowie Wasser zu bilden ； Der darin enthaltene Kohlendioxid kann von Algen für die Photosynthese genutzt werden. Einige Algen können nicht nur durch Photosynthese, sondern auch durch Heterotrophie ihren Stoffwechsel betreiben. Nach ihren biologischen Eigenschaften können Oxidationsbecken in aerobe Becken, anaerobe Becken und fakultativ anaerobe Becken unterteilt werden. In den aeroben Teichen sollte stets ein Gehalt an gelöstem Sauerstoff von über 2 ppm aufrechterhalten werden. Zu wenig gelöster Sauerstoff führt zu bedingten anaeroben Bedingungen. Theoretisch sollte die Tiefe der sauerstoffreichen Teiche auf eine Tiefe begrenzt werden, in der Licht eindringen kann (nicht mehr als 0,5 Meter), um die Photosynthese der Algen zu gewährleisten. Aber in so tiefen Teichen kann es zu einer zu hohen Algenkonzentration kommen, die das Eindringen des Sonnenlichts auf den Teichboden behindert. In der Praxis werden zur Ersparnis von Flächennutzung häufig semipermanente Teiche mit einer Tiefe von 1–2 Metern verwendet. Eine zu hohe Konzentration an organischen Stoffen und Schwebstoffen im Einlaufwasser der Oxidationsbecken beeinträchtigt die Effektivität der Aufbereitung. Die Anwendung von Oxidationsbecken zur tiefen Aufbereitung von Abwässern aus der Papierherstellung ermöglicht nicht nur die Entfernung organischer Schadstoffe, sondern verringert auch den Gehalt an anorganischen Salzen in den Abwässern – was die Wiederverwendung dieser Abwässer erleichtert. Zum Beispiel beträgt die Konzentration an anorganischen Salzen im Wiederverwendeten Wasser von Haisheng Paper Industry, das über Oxidationsbecken verfügt, 2–3 g/L. Bei Huapeng Paper Industry, das keine Oxidationsbecken hat, liegt die Konzentration an anorganischen Salzen im Wiederverwendeten Wasser bei 7–8 g/L. Die Ansammlung von anorganischen Salzen beschleunigt das Ablageren von Ablagerungen sowie die Korrosion der Geräte, wodurch die Menge an Klebstoff, die bei der Produktion verwendet werden muss, zunimmt. Die Technologie der künstlichen Feuchtgebiete basiert auf der Nachahmung der Struktur und Funktionen natürlicher Feuchtgebiete – es handelt sich dabei um Feuchtgebiete, die nach Bedarf künstlich entworfen und errichtet werden. Künstliche Feuchtgebiete haben eine starke Fähigkeit, organische Stoffe aus Papierherstellungsabwässern zu entfernen. Einerseits werden unlösliche organische Stoffe durch physikalische Ablagerungsprozesse wie Sedimentation und Filtration im Füllmaterial des Feuchtgebietes schnell zurückgehalten. Sie können anschließend von bestimmten facultativen oder anaeroben Mikroorganismen genutzt werden ； Andererseits werden die löslichen organischen Stoffe im Abwasser durch Adsorption, Aufnahme sowie biologische Stoffwechselfunktionen der Pflanzenwurzeln und der Biomembranen an der Oberfläche des Füllmaterials abgebaut und entfernt. Letztendlich werden der größte Teil der organischen Stoffe im Papierherstellungsabwasser von heterotrophen Mikroorganismen in Mikroorganismen sowie CO2 und H2O umgewandelt. Die neu entstandenen Organismen werden schließlich durch die Reinigung des Sediments sowie das Ernten von Pflanzen aus dem Feuchtgebietssystem entfernt. Bei der tiefen Aufbereitung von Abwässern aus der Zellstoff- und Papierherstellung werden häufig künstliche Schilfflächen eingesetzt. Durch diese Art der Aufbereitung wird einerseits eine gründliche Reinigung der Abwässer erreicht, andererseits können die gewachsenen Schilfpflanzen als Rohstoff für die Zellstoffherstellung genutzt werden – somit wird eine Kreislaufwirtschaft realisiert. In der praktischen Anwendung stellt sich jedoch heraus, dass bei der tiefen Aufbereitung von Papierabwässern mit dem Verfahren der künstlichen Feuchtgebiete ein Problem der Anreicherung von Salzen im Boden dieser Feuchtgebiete auftritt. Deshalb sollten andere Wasserquellen genutzt werden, um die Entsalzung des Bodens zu fördern und so eine weitere Anreicherung der Salze im Boden zu vermeiden. Gleichzeitig wird die Anwendung von künstlichen Feuchtgebieten in den nördlichen Regionen unseres Landes durch die großen Temperaturschwankungen im Zuge des Wetterwechsels stark beeinflusst. Das ist auch ein Hauptproblem, das die Anwendung dieser Methode in den nördlichen Regionen erschwert. In der Praxis kann man dieses Problem lösen, indem man die Kapazität der Feuchtgebiete erhöht, sodass das Wasser im Winter nicht abgeleitet werden muss. Auf diese Weise kann man das Überwintern der Feuchtgebiete in den nördlichen Regionen gewährleisten. Die ökologische Behandlungsmethode ist eine wirksame Methode zur tiefen Aufbereitung von Abwässern aus der Zellulose- und Papierherstellung. Sie eignet sich insbesondere zur tiefen Aufbereitung der Abwässer kleinerer und mittlerer Unternehmen in diesem Bereich. Diese Methode ermöglicht nicht nur eine umfassende Aufbereitung von Abwässern, sondern trägt auch dazu bei, die umliegende Umwelt zu verbessern und Abwässer wieder zu nutzen. Daher hat sie große Anwendungsmöglichkeiten. Doch ökologische Behandlungssysteme benötigen viel Fläche, ziehen Mücken und andere Insekten an, und es mangelt an Erfahrung in ihrer Planung, Betriebsführung und Verwaltung – das sind ebenfalls Probleme, die in der Zukunft gelöst werden müssen.

Künstliche Feuchtgebiete haben eine starke Fähigkeit, organische Stoffe aus Papierherstellungsabwässern zu entfernen. Dies geschieht hauptsächlich durch physikalische Abscheidung sowie biologische Aufnahme und Zersetzung. Einerseits werden die unlöslichen organischen Stoffe im Papierherstellungsabwasser durch physikalische Prozesse wie Sedimentation und Filtration in den Feuchtgebieten schnell zurückgehalten. Diese Stoffe können anschließend von bestimmten facultativen oder anaeroben Mikroorganismen genutzt werden. Andererseits werden die löslichen Schadstoffe im Abwasser durch die Adsorption, Aufnahme sowie den biologischen Stoffwechsel der Pflanzenwurzeln sowie der Oberflächenbiomembranen abgebaut und entfernt. Der größte Teil der organischen Stoffe in den Papierherstellungsabfällen wird schließlich von heterotrophen Mikroorganismen in Mikroorganismen sowie CO2 und H2O umgewandelt, wodurch eine hohe Entfernungskapazität erreicht wird.

Hat das etwas mit der Bodenbeschaffenheit zu tun?