近年来,伴随着我国工农业的快速发展,农产品加工业迅猛崛起。但是,随着农产品加工业的迅猛发展,污废水的排放量与日俱增,污染环境的问题日益突出。农产品加工企业以分散性的小型加工企业为主,对环境重视程度严重不足,含有大量有机物的农产品加工废水未经处理直接排入沟渠河道,造成农村河流和地下水系受到严重污染,致使河流池塘水质变黑变臭,鱼虾绝迹,生态环境受到严重破坏。农产品加工业的废水污染已经成为制约生态农业发展及社会经济可持续发展的“瓶颈”。本课题研究针对当前国内外蔬菜加工废水资源化利用研究方面的现状及存在问题,以节能减排水资源可持续利用和生态环境保护为主题,以可持续发展理论为指导,以河东区八湖镇为研究区域,以区域社会、经济、资源、生态环境协调发展为研究目标,从实地调查、收集、监测、实验等方式获取基本资料入手,从研究区域社会经济、生态环境和水资源这个复合大系统出发,运用系统科学的观点,应用社会科学和自然科学的理论、方法和技术,采用计算机等现代科学手段,深入系统地研究了八湖镇蔬菜加工企业废水资源化利用技术及相关对策等问题,通过系统分析和实验研究,在理论、技术、方法、模式及措施对策等方面取得的成果主要有:(1)通过对国内外关于废水处理及资源化利用的发展研究现状、实践应用情况、研究方向、发展趋势、存在问题以及我国的实际情况和社会经发展需求的研究分析,认为废水资源化利用是人类社会可持续发展的必然要求,是我国现实急需解决的重要课题。(2)通过对研究区域基本情况的调查研究和总结分析,揭示了研究区域的自然规律和经济社会发展尤其是蔬菜加工企业发展的演变规律及发展趋势,认为研究区域实施废水资源化利用是当务之急,且具备良好的基础条件和优势。(3)通过对蔬菜加工废水生态化处理及资源化利用的技术理论、方法措施、实践经验及应用模式的深入系统研究,在充分调查研究和总结分析当地农民利用蔬菜加工废水进行农业灌溉实践经验的基础上,首次提出了利用荷塘湿地净化利用蔬菜加工废水的理念,并从理论、技术、经济、方法、措施等方面进行了可行性论证,认为利用荷塘湿地净化利用蔬菜加工废水是可行的。(4)研究分析了大蒜加工废水的来源及特性,制定了可行的蔬菜(大蒜)加工废水处理利用的工艺流程,明确了实验内容及目的,确定了符合实际的实验作物栽培技术、生产管理措施及其他生产管理条件,进行了实验小区的划分和实验对比处理设计,提出了必要的实验观测项目及方法。实验研究成果显示:①大蒜加工废水主要来源于大蒜脱皮漂皮废水和脱皮后的大蒜漂洗废水、切片甩干脱水废水和车间冲洗废水,属有机废水,有机质和营养物质含量较高,基本不含有毒性物质及重金属物质。②大蒜加工废水中COD浓度较高,若直接排放必然造成环境污染,采用荷塘湿地直接进行生物净化利用,也会对莲藕生长产生不利影响,因此,必须经过简单预处理后再通过荷塘湿地进行生态净化利用,才能达到生态化效果。③本次实验所构建的预处理设施,投资少,见效快,简单易行,使大蒜加工废水得到了有效的初步净化,为荷塘湿地进一步生物净化利用奠定了基础。④荷塘湿地对大蒜加工废水中的COD、BOD、SS等有机污染物质和悬浮物具有显著的降解净化作用,去除率较高;对NH3-N的吸收利用作用较大,效果显著;PH值较稳定,达到了较好的净化利用效果。⑤大蒜加工废水灌入荷塘湿地后,废水中的营养物质得到了转化,增加了底泥氮、磷、钾营养成分和有机质含量,提高了荷塘底泥肥力,有利于莲藕生长;荷塘底泥中的有效铜、锌、铁、锰、硼和全铜、全锌、全铅、全镉等金属元素含量基本没有变化,利用大蒜加工废水灌溉荷塘不会造成荷塘底泥的重金属污染。⑥经过预处理的大蒜加工废水对莲藕生长无任何不利影响,与不灌废水相比更加旺盛,在整个生育期中未发生病虫害,充分说明含有较高有机质和营养物质的大蒜加工废水,不但有利于莲藕的生长,还对防治莲藕的病虫害有一定作用。⑦在荷塘湿地适时适量的灌溉大蒜加工废水,不但能够增加莲藕的产量,其营养价值均达到较好的水平,且未检出对人体有害的重金属,在食用方面是安全的。⑧利用荷塘湿地净化利用大蒜加工废水,能够改良土壤结构成分,提高土壤肥力,利于植被生长,防止水土流失,改善生态环境,维持生态平衡。⑨在利用荷塘湿地净化利用大蒜加工废水时,灌入的废水必须适时适量,方能达到最佳效果。(5)对对荷塘湿地净化利用蔬菜加工废水进行了效益分析计算,结果显示废水利用荷塘湿地处理经济效益显著,且产生的间接经济效益、社会效益和生态环境效益十分可观。(6)在充分研究论证的基础上,根据我国社会的发展要求,结合八湖镇的实际情况,研究提出了以发展生态循环经济为目标实现废水资源化及水资源循环利用的技术模式以及切实可行实施对策。总之,通过本项目的研究,扩宽了人工湿地处理废水的领域,进一步探求了高浓度废水湿地处理的作用机理,为农产品加工企业(特别是分散于广大农村的小企业)废水处理和农村环境作了科学实践,为八湖镇开展废水资源化利用和建设生态乡镇提供科学决策依据。