论文标题：Innovative Carwash Wastewater Treatment and Reuse Through Nature-Based Solutions

论文链接：https://doi.org/10.3390/cleantechnol7010012

期刊名：Clean Technologies

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/cleantechnol

洗车设施（Vehicle Washing Facilities, VWFs）在全球城市地区尤其是高收入国家中十分常见，它们消耗大量的自来水并产生含有烃类、洗涤剂和病原体等污染物的废水，带来了显著的环境和运营挑战。汽车工业中，尤其是洗车站点，每辆车平均使用约60-70升水，产生的废水量每周平均为150-600升，这对环境和经济都构成了重大关切。尽管监管压力不断增加，许多洗车站点仍未遵守淡水保护和管理规定，需要采用可持续的水回用技术。

本研究在西班牙吉罗纳的一个试点设施中评估了基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS）在废水处理和回用方面的表现，旨在减少自来水的消耗，确保安全回用，同时最小化环境影响。在两年的研究期间，测试了三种系统：垂直流处理湿地（Vertical Flow Treatment Wetland, VFTW）、水平流处理湿地（Horizontal Flow Treatment Wetland, HFTW）和渗透-过滤（Infiltration-Percolation, IP）系统。监测了32个参数，包括物理化学（如浊度、营养物质、重金属、洗涤剂）和微生物指标（如大肠杆菌、军团菌属）。

研究结论指出，基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS）在洗车废水处理与回用方面展现出显著的潜力，通过自然、低能耗的处理过程，能够有效满足回用标准。其中，渗透-过滤（Infiltration-Percolation, IP）系统表现最为出色，可将化学需氧量（COD）、悬浮固体（SS）及浊度的去除率提升至90%以上，并将大肠杆菌浓度降至检测限以下（<10 CFU/100 mL），在高水力负荷波动下仍能保持稳定高效的处理性能，凸显了其卓越的处理能力与适应性。垂直流处理湿地（Vertical Flow Treatment Wetland, VFTW）在有机物和微生物去除方面同样表现强劲，大肠杆菌可实现2.1 Ulog的降低，但在高水力负荷下，尤其是在第一年运行期间，其对SS和浊度的处理效率会出现一定波动，这表明在面对高强度水力冲击时，VFTW系统的稳定性尚有提升空间。相比之下，水平流处理湿地（Horizontal Flow Treatment Wetland, HFTW）虽在基础污染物去除方面具有一定效果，但受困于进水口堵塞问题以及较低的水力负荷能力，其整体处理效能受限，在高强度废水处理场景下的适用性受到质疑。尽管如此，这些系统联合起来，仍实现了高达60%的水回用率，大幅减少了对自来水的依赖。从空间需求角度来看，IP和VFTW系统因占地面积小（每辆车仅需1 m²），相较于HFTW系统（每辆车需2.5 m²），在空间受限的洗车设施中更具优势，且它们还能在不降低处理效果的前提下，承载更高的水力负荷，这进一步增强了它们在大规模应用中的可扩展性。在长期可持续性方面，IP和VFTW系统由于对堵塞的高抵抗力以及较低的维护需求，展现出更优的性能，而HFTW系统则因进水口易堵塞、蒸发量大（导致20%的水损失）等问题，需要更频繁的维护干预。综合考量，IP和VFTW系统凭借其高水力负荷承受能力、紧凑的结构设计以及对堵塞的低敏感度，成为洗车废水处理与回用领域的理想选择。将这些系统与氯化处理相结合，可进一步强化微生物控制，确保回用水在关键清洗环节的安全使用。尽管NbS在洗车废水处理方面已取得令人瞩目的成果，但为了全面评估这些系统在长期运行中的耐用性、可扩展性以及在不同操作条件下的稳定性，仍需开展更长时间跨度的研究。此外，未来的研究还应聚焦于优化系统设计、探索新型材料应用以及整合混合技术，以进一步降低系统的环境足迹。同时，鉴于新兴污染物（如微塑料和高级表面活性剂）对环境和人类健康的潜在威胁，未来研究也应将这些污染物纳入考量范围，以拓展NbS系统的应用范围，使其能够更有效地应对日益复杂的水质挑战。