人工湿地处理系统PPT演示文稿
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人工湿地设计 ppt课件
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
2020/9/2
6.人工湿地常见故障及解决措施
气候温度条件变化
夏季，温度较高，植物生长较快， 生物量增加，湿地净化功能较强， 秋冬季：植物枯萎后，吸收速度较 慢，是污染物去除效率降低。
一是湿地冬季保温方法，如植物 覆盖法，就是将植物的地上部分分 割去就地覆盖；
植被的选择
芦苇
菖蒲
香蒲
鸢尾
美人蕉
富贵竹
2020/9/2
凤眼莲
浮萍/浮莲
槐叶萍
水鳖
灯心草
香蒲
菖蒲
矮化美人蕉
茭白
黄花鸢尾
3.人工湿地结构设计步骤
微生物接种
人工湿地系统中的微生物主 要去除污水中的有机质和N，某 些难降解的有机物质和有毒物 质需要运用微生物的诱发变异 特性，培育驯化适宜吸收和消 化这些有机物质和有毒物质的 优势细菌，进行降解。
2020/9/2
2.人工湿地基本参数
（5）床体结构参数
2020/9/2
3.人工湿地结构设计步骤
防渗设计
1 水泥砂浆或混凝土防渗：
砖砌或毛石砌后底面和侧壁用防水水泥砂浆防渗处理， 或采用混凝土底面和侧壁
保 护
2 塑料薄膜防渗： 薄膜厚度宜大于1.0mm，两边衬垫土工布，以降低植物
地
根系和紫外线对薄膜的影响。
驯化接种优势菌种有假单 胞杆菌属Pseudomonas、产碱 杆菌属Alcaligens 和黄杆菌属 Flavobacterium以及硝化细菌和 反硝化细菌。一般接种活性污泥，
配置一定浓度的营养物质，使得 微生物在人工湿地中迅速生长， 繁殖
2020/9/2
2020/9/2
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
《人工湿地》课件
德国汉堡人工湿地
处理城市污水，通过湿地植物、微生物等自然净化过程实现污水净 化。
未来展望
01
02
03
04
扩大人工湿地在各个领域的应 用范围，尤其在城市污水处理
和生态修复方面。
加强技术创新和研究，提高人 工湿地的处理效率和稳定性。
推动人工湿地与生态旅游、科 普教育等产业的融合发展，实 现生态、经济、社会的综合效
建设流程
前期调研
对当地的环境、资源、社会经 济等方面进行全面调查，为人 工湿地的设计提供科学依据。
设计阶段
根据前期调研结果，进行人工 湿地的规划和设计，包括湿地 类型、规模、布局、植物选择 等。
施工阶段
按照设计要求进行施工，包括 土地整理、植物种植、水利设 施建设等。
调试与运行阶段
完成施工后对人工湿地系统进 行调试，确保其正常运行，并 根据实际情况进行调整和优化
通过在湿地中建立垂直 水流，利用水流的动力 和填料床的吸附作用去 除污染物，同时利用植 物和微生物的作用实现 净化效果。
适用于土地资源有限、 气候条件较为温和的地 区。
处理效率较高，占地面 积较小。
投资较大，维护成本较 高。
混合型人工湿地
01 总结词
02 详细描述
03 适用条件
04 优点
05 缺点
政策法规与标准
法律法规 遵守国家和地方关于环境保护和 生态建设的法律法规，确保人工 湿地的建设和运行合法合规。
监管要求 遵守国家和地方关于人工湿地建 设和运行的监管要求，配合相关 部门进行监督检查，确保人工湿 地的正常运行和发展。
技术标准 遵循国家和地方关于人工湿地建 设和运行的技术标准，保证人工 湿地的建设质量和运行效果。
处理城市污水，通过湿地植物、微生物等自然净化过程实现污水净 化。
未来展望
01
02
03
04
扩大人工湿地在各个领域的应 用范围，尤其在城市污水处理
和生态修复方面。
加强技术创新和研究，提高人 工湿地的处理效率和稳定性。
推动人工湿地与生态旅游、科 普教育等产业的融合发展，实 现生态、经济、社会的综合效
建设流程
前期调研
对当地的环境、资源、社会经 济等方面进行全面调查，为人 工湿地的设计提供科学依据。
设计阶段
根据前期调研结果，进行人工 湿地的规划和设计，包括湿地 类型、规模、布局、植物选择 等。
施工阶段
按照设计要求进行施工，包括 土地整理、植物种植、水利设 施建设等。
调试与运行阶段
完成施工后对人工湿地系统进 行调试，确保其正常运行，并 根据实际情况进行调整和优化
通过在湿地中建立垂直 水流，利用水流的动力 和填料床的吸附作用去 除污染物，同时利用植 物和微生物的作用实现 净化效果。
适用于土地资源有限、 气候条件较为温和的地 区。
处理效率较高，占地面 积较小。
投资较大，维护成本较 高。
混合型人工湿地
01 总结词
02 详细描述
03 适用条件
04 优点
05 缺点
政策法规与标准
法律法规 遵守国家和地方关于环境保护和 生态建设的法律法规，确保人工 湿地的建设和运行合法合规。
监管要求 遵守国家和地方关于人工湿地建 设和运行的监管要求，配合相关 部门进行监督检查，确保人工湿 地的正常运行和发展。
技术标准 遵循国家和地方关于人工湿地建 设和运行的技术标准，保证人工 湿地的建设质量和运行效果。
人工湿地处理技术PPT56页
。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
人工湿地处理技术
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
人工湿地处理技术
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
人工湿地处理污水节能技术 ppt课件
10
从污水处理厂设计与工艺看，由于受污水量、处理费用、设备处 理能力等多种因素的限制，目前无论是世界发达国家还是我国， 处理效果一般达不到二级出水指标。
经处理后的出水氮磷 等营养物质的去除率 较低，排入水体后仍 将引起“富营养化” 等环境问题。
如要用于水产养殖或 更高要求的回用则必 须进行深度净化处理。
人工湿地处理生活污水节能技术
人工湿地处理生活污 水节能技术
1
1 我国污水处理现状
2
传统污水处理工艺简述
3 人工湿地处理污水
2 4 人工湿地处理农村生活污水工程实例
5 人工湿地处理生活污水优缺点分析
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
低。
水平流人工 湿地
污水由一端进入，经过配 水系统（一般由卵石构成） 均匀进入基质层，基质层 一般由土壤和砾石构成。 表层土壤上栽种耐水植物， 通常是芦苇，这些植物有 发达的根系，可以深入到 表土以下０．６～０．７ ｍ的基质层中。对ＢＯＤ、 ＣＯＤ等有机物和重金属 等去除效果好。保温性好、 处理效果受气候影响小、 卫生条件好的特点。这也 是目前研究最为广泛的一
生化法是通过微生物的新陈代谢作用，将废水 中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质， 另一部分转化为比较稳定的化学物质，包括活 性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法等，涉 Байду номын сангаас的核心单元装置主要为曝气系统。
9
生活污水中污染物浓度低，易处理，工业废水污染物 成分复杂，单采用一种处理方法难以完全净化，需要 多种方法结合才能达到处理要求。 常见的A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic厌氧-缺氧-好氧工艺） 法处理工业废水，工艺流程如图5 所示，对于通过排水系 统来的污水，先利用物理法，采用格栅去除大体积杂质， 再利用生化法进行处理。
从污水处理厂设计与工艺看，由于受污水量、处理费用、设备处 理能力等多种因素的限制，目前无论是世界发达国家还是我国， 处理效果一般达不到二级出水指标。
经处理后的出水氮磷 等营养物质的去除率 较低，排入水体后仍 将引起“富营养化” 等环境问题。
如要用于水产养殖或 更高要求的回用则必 须进行深度净化处理。
人工湿地处理生活污水节能技术
人工湿地处理生活污 水节能技术
1
1 我国污水处理现状
2
传统污水处理工艺简述
3 人工湿地处理污水
2 4 人工湿地处理农村生活污水工程实例
5 人工湿地处理生活污水优缺点分析
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
低。
水平流人工 湿地
污水由一端进入，经过配 水系统（一般由卵石构成） 均匀进入基质层，基质层 一般由土壤和砾石构成。 表层土壤上栽种耐水植物， 通常是芦苇，这些植物有 发达的根系，可以深入到 表土以下０．６～０．７ ｍ的基质层中。对ＢＯＤ、 ＣＯＤ等有机物和重金属 等去除效果好。保温性好、 处理效果受气候影响小、 卫生条件好的特点。这也 是目前研究最为广泛的一
生化法是通过微生物的新陈代谢作用，将废水 中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质， 另一部分转化为比较稳定的化学物质，包括活 性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法等，涉 Байду номын сангаас的核心单元装置主要为曝气系统。
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生活污水中污染物浓度低，易处理，工业废水污染物 成分复杂，单采用一种处理方法难以完全净化，需要 多种方法结合才能达到处理要求。 常见的A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic厌氧-缺氧-好氧工艺） 法处理工业废水，工艺流程如图5 所示，对于通过排水系 统来的污水，先利用物理法，采用格栅去除大体积杂质， 再利用生化法进行处理。
人工湿地处理系统
二.人工湿地分类
根据湿地中主要植物形式人工湿地 可分为: 1.浮游植物系统; 2.挺水植物系统; 3.沉水植物系统。 其中沉水植物系统还处于实验室研 究阶段,其主要应用领域在于初级处理 和二级处理后的精处理。浮游植物主要 用于N、P去除和提高传统稳定塘效率。 目前一般所指人工湿地系统都是指挺水 植物系统。
白泥坑人工湿地污水处理系统位于深 圳市宝安县白泥坑村南500m处。水系 沿山角流向海湾属海洋性气候。占地 面积189亩，日处理量3100m3/d废水 。
经过近两年的试验运转，出水效果较好。除 氨氮指标效果不明显外;其余指标均能达到 国家规定的二级处理排放标准。该工程无动 力消耗，管理较方便，除每月作一次水质监 测外，平时无需其它管理。从外观看，进水 水质略显浑浊，但无色无臭，是一个村镇排 出的生活污水及少量村办企业的废水汇合而 成。其运行费用为0.02元/m3仅为传统活性 污泥法的10％。
基质的物理化学作用主要是填料对磷的吸 收、过滤和与磷酸根离子的化学反应，因填 料不同而存在差异。
但填料对磷的这种吸附和沉淀作用并不是 永久性的，而是部分可逆的。植物的生长状 况也直接影响到去除效果的好坏，在春季和 夏季，植物生长迅速，生物量增加，对磷的 吸收加快，出水中磷含量减少，而在秋季植 物枯萎后，吸收速度放慢，冬季死亡的植株 会释放磷到湿地中，致使出水磷含量上升， 无机磷含量甚至高于进水。
2.潜流人工湿地(SSFCW)系统中，污水 在湿地床中流过，因而能充分利用湿地 中的填料，并且卫生条件好于表面流人 工湿地。
•表面流人工湿地 •潜流人工湿地
根据污水在湿地中水流方向的不同， 人工湿地可分为：水平流人工湿地和 垂直流人工湿地。
1.水平流人工湿地(HSFCW)系统。污 水以近水平流方式在系统表面以下流 向出口。
《人工湿地设计》课件
3
后期监测设计
4
说明人工湿地后期监测设计的目的和方 法，以确保其长期稳定和环境效益。
方案设计
详细介绍人工湿地的方案设计过程，包 括初步设想、系统布局和设计优化。
运营管理设计
讲述人工湿地运营管理设计的关键，包 括监测与维护、水质调控和安全管理。
人工湿地设计的要点
系统设计
强调设计中需要考虑 的元素，如尺寸、流 量和操作要求。
生态设计
详述如何优化人工湿 地以支持多样的生态 系统和物种。
工程设计
讨论工程设计方面的 注意事项，如材料选 择和结构设计。
维护管理设计
介绍如何设计人工湿 地以方便维护、保养 和管理。
人工湿地设计的应用案例
水处理
探索人工湿地在城市和农村水处 理领域的成功应用。
生态修复
介绍人工湿地如何帮助恢复受损 湿地的生态系统功能。
城市景观建设
展示人工湿地在城市景观设计中 的创新和美学价值。
人工湿地的优缺点
优点
详细解释人工湿地的环境效益，如水质改善和自然保护。
缺点
探讨人工湿地设计和管理中可能遇到的挑战和限制。
人工湿地的发展趋势
1 技术创新
介绍当前人工湿地设计中 的新技术和创新方法。
2 环境治理需求的增加
讨论人工湿地在应对环境 问题和生态面流湿地的原理、 结构和适用场景。
2 底部流湿地
3 湿地池
解释底部流湿地如何工作， 以及其在水处理和氮污染 控制中的应用。
讨论湿地池的功能和设计 原则，以及在城市景观中 的应用。
人工湿地设计的步骤
1
施工设计
2
阐述人工湿地施工设计的要求，包括土
壤改良、湿地植被和排水系统。
水污染控制技术——垂直潜流人工湿地系统 ppt课件
ppt课件
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处于生长恢复期的植物系统
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下行垂直流湿地系统
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正常运行期的南坑人工湿地（污水在填料以下运行）
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人工湿地运行效果
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17
湿地进水口及配水渠
ppt课件
18
湿地进水及出水效果类比
ppt课件
19
垂直流人工湿地系统的前景：
本系统今后应从以下几个方面开展深入的研究： ① 通过筛选耐污和净化能力强的植物品种并进行优化组合，达到更好的
除。
ppt课件
6
湿地污水净化主要机理
ppt课件
7
原理结构图
ppt课件
8
垂直流人工湿地系统的组成：
潜流型人工湿地主要由三个部分组成： • 基质：主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介
质、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面 为植物和微生物提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直 接去除污染物。 • 植物：主要有香蒲、芦苇、灯心草等，这些植物可以增加湿地基质的 透水性，此外还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境， 将氧气传输至根区，形成特殊的根际微生态环境，这一微生态环境具 有很强的净化废水的能力。 • 布水系统：主要是将进水按照一定的方式均匀地分布在处理系统中， 并且保证不发生断流和堵塞，在潜流型人工湿地处理系统中多采用穿 孔管布水系统。
ppt课件
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垂直流人工湿地系统的发展现状：
① 目前人们对人工湿地净化过程的了解多基于“黑箱”理论,而对于污水在湿地 系统的净化过程了解不多,因此导致了人们在建造人工湿地时主要借助于经验, 而造成了各地人工湿地净化效率差异很大。
人工湿地污水处理
评价方法
采用定性与定量相结合的方法，包括现场调查、实验室分析 、模型模拟等，以全面评估人工湿地污水处理效果。
典型案例分析
案例一
某城市人工湿地污水处理项目，通过 植物吸收、微生物降解等作用，有效 去除了污水中的有机物、氮磷等污染 物，同时恢复了湿地生态系统。
案例二
某农村人工湿地污水处理项目，结合 当地自然条件，采用低成本、易维护 的技术方案，实现了污水的分散式处 理与资源化利用。
产业协同
加强产业链上下游企业协同合作，推动人工湿 地污水处理产业健康发展。
市场推广
加大市场推广力度，提高人工湿地污水处理技术的市场占有率。
国际合作与交流机会
国际合作
加强与国际先进企业的合作，引进国外先进 技术和管理经验。
学术交流
积极参加国际学术会议和技术交流活动，了 解国际最新研究动态和技术进展。
水质恶化问题
分析水质恶化原因（如进水负荷过高、有毒物质进入等），调整系 统运行参数（如增加曝气量、投加药剂等）进行改善。
设备故障问题
针对设备故障（如泵损坏、管道泄漏等），及时维修或更换损坏部件， 确保系统正常运行。
优化升级策略及建议
工艺优化
根据实际运行效果，对人工湿地污水 处理工艺进行优化调整，提高处理效 率。
研发具有高比表面积、高吸附性能和长使用寿命 的新型湿地填料，提高湿地的处理效率和使用寿 命。
智能控制与监测技术
应用智能控制和监测技术，实现湿地的自动化运 行和远程监控，提高管理水平和运行效率。
3
生态修复与景观建设相结合
在湿地污水处理过程中，注重生态修复与景观建 设的相结合，实现污水处理与生态环保的双重目 标。
特点
生态环保，投资少，运行费用低，维护简单，处理效果好，可美化环境，实现污水的资源化利用。
采用定性与定量相结合的方法，包括现场调查、实验室分析 、模型模拟等，以全面评估人工湿地污水处理效果。
典型案例分析
案例一
某城市人工湿地污水处理项目，通过 植物吸收、微生物降解等作用，有效 去除了污水中的有机物、氮磷等污染 物，同时恢复了湿地生态系统。
案例二
某农村人工湿地污水处理项目，结合 当地自然条件，采用低成本、易维护 的技术方案，实现了污水的分散式处 理与资源化利用。
产业协同
加强产业链上下游企业协同合作，推动人工湿 地污水处理产业健康发展。
市场推广
加大市场推广力度，提高人工湿地污水处理技术的市场占有率。
国际合作与交流机会
国际合作
加强与国际先进企业的合作，引进国外先进 技术和管理经验。
学术交流
积极参加国际学术会议和技术交流活动，了 解国际最新研究动态和技术进展。
水质恶化问题
分析水质恶化原因（如进水负荷过高、有毒物质进入等），调整系 统运行参数（如增加曝气量、投加药剂等）进行改善。
设备故障问题
针对设备故障（如泵损坏、管道泄漏等），及时维修或更换损坏部件， 确保系统正常运行。
优化升级策略及建议
工艺优化
根据实际运行效果，对人工湿地污水 处理工艺进行优化调整，提高处理效 率。
研发具有高比表面积、高吸附性能和长使用寿命 的新型湿地填料，提高湿地的处理效率和使用寿 命。
智能控制与监测技术
应用智能控制和监测技术，实现湿地的自动化运 行和远程监控，提高管理水平和运行效率。
3
生态修复与景观建设相结合
在湿地污水处理过程中，注重生态修复与景观建 设的相结合，实现污水处理与生态环保的双重目 标。
特点
生态环保，投资少，运行费用低，维护简单，处理效果好，可美化环境，实现污水的资源化利用。
《人工湿地处理技术》课件
农村污水处理
总结词
人工湿地技术在农村污水处理中具有投资少、运行维护简单等优势，有助于改善农村环境 卫生。
详细描述
针对农村地区缺乏集中污水处理设施的问题，人工湿地技术为农村提供了有效的污水处理 解决方案。通过建设小型人工湿地，将生活污水进行净化处理，达到排放标准或回用要求 。
案例
江苏省某农村地区采用人工湿地技术处理生活污水，实现了污水治理与资源化利用，改善 了当地生态环境。
酸碱中和
湿地中的植物和微生物对水质的酸碱度进行调节 。
吸附
湿地中的土壤和植物根系对重金属和其他溶解性 物质进行吸附。
生物作用
吸收
湿地中的植物通过根部吸 收水分和营养物质，从而 吸收污染物。
转化
湿地中的微生物将有机污 染物转化为无害或低毒性 的物质。
降解
湿地中的微生物和植物对 有机物进行降解，将其分 解为二氧化碳和水。
制和自动调节。台相关政策，为人工湿地技术的推广和应用提供政策支持 。
加大资金投入
设立专项资金，支持人工湿地技术的研发、示范和推广项目。
税收优惠与贷款扶持
对采用人工湿地技术的企业和项目给予税收优惠和贷款扶持，降 低其投资成本。
社会认知与推广普及
宣传教育
通过媒体、宣传册、科普讲座等 形式，提高公众对人工湿地处理 技术的认知度和接受度。
高的净化效果。
04 人工湿地处理技术的应用案例
CHAPTER
城市污水处理
总结词
案例
人工湿地技术在城市污水处理中发挥 了重要作用，有效解决了城市水污染 问题。
北京市某污水处理厂采用人工湿地技 术处理城市污水，经过湿地净化后的 水质达到国家排放标准，有效保护了 周边水体和生态环境。
人工湿地ppt课件
植物是人工湿地的重要组成部分。水生植物在人工湿地的作用有：将景观水中的部分污染物作为自身生长的 养料而被吸收；能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质；根系生长有利于景观水均匀地分布 在湿地植物床过水断面上，向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境；增加或稳定土壤 的透水性。
近年来由于湿地围垦生物资源的过度利用湿地环境污染湿地水资源过度利用大江大河流域水利工程建设泥沙淤积海岸侵蚀与破坏城市建设与旅游业的盲目发展等不合理利用导致湿地生态系统退化造成湿地面积缩小水质下降水资源减少甚至枯竭生物多样性降低湿地功能降低甚至丧失
人工湿地概述
完整版课件
1
01、人工湿地简介
02、人工湿地的构造
通过植物的收割而从废水和湿地系统中去除。
• 氮在微生物的作用下进行氨氮的硝化过程： N4 H N2 O N3 O
• 在远离根区的部位，由于缺氧环境而进行反硝化过程，从而使氮以气体的形式而除去： N 3 O N 2 O N O N 2 O N 2
湿地底部有机物的分解和生物降解及底部较低的NO 的浓度，及充足的有机物做碳源，这些都为反硝化过 程的进行创造了条件。
03、人工湿地的去除机理
04、人工湿地系统的工艺流程
目
05、影响人工湿地净化效果的主要因素 06、目前湿地设计建造中存在的问题
录
07、国内人工湿地应用实例
08、人工湿地的工程选址及总体布置
09、未来展望及挑战
完整版课件
2
1、人工湿地简介
概念 人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污 水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用， 对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植 物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
近年来由于湿地围垦生物资源的过度利用湿地环境污染湿地水资源过度利用大江大河流域水利工程建设泥沙淤积海岸侵蚀与破坏城市建设与旅游业的盲目发展等不合理利用导致湿地生态系统退化造成湿地面积缩小水质下降水资源减少甚至枯竭生物多样性降低湿地功能降低甚至丧失
人工湿地概述
完整版课件
1
01、人工湿地简介
02、人工湿地的构造
通过植物的收割而从废水和湿地系统中去除。
• 氮在微生物的作用下进行氨氮的硝化过程： N4 H N2 O N3 O
• 在远离根区的部位，由于缺氧环境而进行反硝化过程，从而使氮以气体的形式而除去： N 3 O N 2 O N O N 2 O N 2
湿地底部有机物的分解和生物降解及底部较低的NO 的浓度，及充足的有机物做碳源，这些都为反硝化过 程的进行创造了条件。
03、人工湿地的去除机理
04、人工湿地系统的工艺流程
目
05、影响人工湿地净化效果的主要因素 06、目前湿地设计建造中存在的问题
录
07、国内人工湿地应用实例
08、人工湿地的工程选址及总体布置
09、未来展望及挑战
完整版课件
2
1、人工湿地简介
概念 人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污 水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用， 对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植 物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
人工湿地设计
人工湿地设计人工湿地（CW—Constructed Wetland)污水处理技术是70年代末发展起来的一种污水处理新技术。
它具有处理效果好、氮磷去除能力强，运转维护管理方便、工程基建和运转费用低以及对负荷变化适应能力强等特点，比较适合于技术管理水平不很高，规模较小的城镇或乡村的污水处理。
人工湿地的净化机理：人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。
湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。
废水流经生物膜时，大量的SS被填料和植物根系阻挡截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。
湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。
湿地处理系统的设计1.选址考察地质、地貌、水文、自然资源、人文资源、有关法律及公众意见。
应因地制宜，尽量选择有一定自然坡度的洼地或经济价值不高的荒地，一方面减少土石方工程、利于排水、降低投资，另一方面防止对周围环境产生影响。
2.确定系统组合形式根据场地特征、处理要求和所处理污水的性质来确定。
单一式、并联式、串联式、综合式。
3.确定水力负荷根据文献或经验而定。
4.选择植物根据湿地植物的耐污性能、生长能力、根系的发达程度以及经济价值和美观等因素来确定。
一般有芦苇、席草、大米草、水葫芦、水花生等，最为常用的是芦苇，插植密度为1~3株/m2。
5.计算表面积As=Q/a：As—表面积；Q—进水流量；a—水力负荷。
6.确定长宽比（1）表面流湿地：长宽比10：1或更大，根据地形来考虑，底坡降0%~1%。
（2）潜流湿地：根据达西定律Q=Ks*A*SS—水力坡度；A—湿地床横截面积；Ks—潜流渗透系数。
或厄刚公式As=5.2Q[LN（So-Se）]，So—进水BOD浓度；Se—出水BOD 浓度；As—湿地床表面积。
人工湿地处理技术
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19
①水平流潜流系统：污水从进口经由砂石等系统介质， 以近水平流方式在系统表面以下流向出口。此过程中， 污染物得到降解。介质通常选用水力传导性良好的材料。 氧主要通过植物根系释放。在欧洲主要应用芦苇，因此 又称芦苇床处理系统。香蒲也是常用的湿地植物。
② 垂直流潜流系统：该系统通常在整个表面设置配 水系统，并周期性进水。系统下部排水，水流处于系统 表面以下。目的是系统可以排空水，以最大程度地进行 氧补给。
人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单 元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动 物、金属离子和其他物质处理达到二级和高级处理水平。
预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。构筑物包 括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。
人工湿地中的流态采用推流式、回流式、阶梯进水 或综合式。
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25
• 有机物的去除
污水中的有机物包括包括颗粒性有机物和溶解性有机 物。前者通过沉淀和过滤可迅速去除，而后者则通过植 物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解 而去除。微生物降解有机物又分为好氧降解和厌氧降解。
好氧降解主要由好氧异氧菌控制：
CH2O+O2=CO2+H2O 厌氧降解由兼性厌氧菌和专性厌氧菌控制，该过程分 两步进行。第一步主要产物为脂肪酸，如乙酸、乳酸、 乙醇、CO2和H2。
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28
• 重金属去除
人工湿地对重金属也有很强的去除能力。金属离子去除 机理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、 悬浮颗粒的过滤和沉淀，人工湿地对污水中重金属去除是通 过植物、微生物、土壤基质等组成成分共同起作用的。·
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人 工 湿 地20页PPT
水基 大利孔 进饱含 生反氧
对质 吸于隙 行水水 长应化
影
基的 附废率 。状率 代，还
响
质类 能水： 视型 力渗孔 乎： 。透隙 有实 到率
态： 谢同原 有湿 过时电 利地 程影位 于运 。响：
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氮
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的
性明 。不
同
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化基 作质 用处
和氧 微化 生还
因 素
污 加有 的于 物原
除磷机理
磷可与可溶性的铁、铝、钙或不溶性的铁、 铝、钙氧化物形成不容性的磷酸盐从水体 中沉淀；
磷也可以阴离子的形成与基质表面的离子 发生交换而被吸附在基质表面。
常用的基质材料有：高岭土、天然沸石、 高炉渣。它们对磷的吸附容量与材料中金 属元素氧化物含量成和控制运行的与沼 泽地类似的地面。它是人为根据天然湿地 的结构建造的，包括基质、植物、微生物 的一个蓄水去污系统。
人工湿地的去污机理包括吸附、滞留、过 滤、氧化还原、沉淀、微生物降解、转化、 植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分 吸收及各类动物的作用。
基质的去污能力
汤显强的研究结果表明：在相同进水水质和水力负荷 运行条件下，单一填料页岩的COD、TN、TP去除效 果最好；
朱夕珍的研究结果表明：对化粪池出水化学需氧量和 五日生化需氧量的去除率为煤灰渣>高炉渣>石英砂； 对TN、TP的去除率为高炉渣>煤灰渣>石英砂。
张翔凌的研究结果表明：无烟煤、生物陶瓷、砾石具 有较好去除有机物的能力；沸石和陶瓷对总氮和氨氮 的去除效果较好；高炉钢渣和无烟煤具有较好去除磷 的能力。
PH
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➢ 20世纪70年代：
-- 探索人工湿地的建设与应用 ➢ 80年代以后：
-- 未把人工湿地作为处理主体，常与稳定塘系统 及天然土地处理系统联用。
➢ 90年代以后： -- 将人工湿地作为处理主体，积极探索其工艺参 数、运用范围和处理机理。
8
人工湿地处理系统的优点：
Constructed wetlands can be less expensive to build than other treatment options
（Ⅱ）潜流型人工湿地
垂直潜流人工湿地系统示意图
30
（Ⅱ）潜流型人工湿地
复合潜流人工湿地系统示意图
31
（Ⅱ）复合潜流型人工湿地
紧凑型复合潜流人工湿地系统示意图
32
（Ⅱ）潜流型人工湿地分析
➢ 优点：（与HFCWs相比）
✓ 充分运用湿地空间 ✓ 发挥系统协同作用 保温条件好；卫生条件好
➢ 缺点：（与HFCWs相比）
Operation and maintenance expenses (energy and supplies) are low
Operation and maintenance require only periodic, rather than continuous, on-site labour
第七章、人工湿地处理系统
1
1.概述 湿地系统的概念
2
滇池边的天然湿地
3
人工湿地的定义：
--人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的 湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生 态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合 来进行废水处理的。
4
滇池边的人工湿地
5
垂直流人工湿地表面布水系统
6
7
人工湿地发展史：
22
3、人工湿地的种类
23
人工湿地的分类
（Ⅰ）自由水面人工湿地
（Ⅱ）潜流型人工湿地
水平潜流 垂直流
复合流
24
（Ⅰ）自由水面人工湿地
自由水面人工湿地系统示意图
25
（Ⅰ）自由水面人工湿地
➢分类（优势水生植物种类）
自由表面 人工湿地
挺水植物系统 浮水植物系统 沉水植物系统
各类废水 N、P的去除 N、P的去除
饮用水处理剩余物： --出水pH稳定；无其它物质溶出；符合循环经济的 观点
19
（5）难降解有机物的去除
➢ 去除途径： 微生物的降解作用： --土壤中微生物种类比污水处理构筑物中多得多 微生物群落与植物群落的协同作用 --有研究发现：芦苇可直接吸收一些难降解的有 机物
20
（6）金属离子的去除
[土壤]
16
（4）磷的去除
➢ 人工湿地中磷的存在形式
存在形式 有机磷化物 不溶性磷酸盐 可溶性磷酸盐
说明 微生物和植物体内
主要存在形式 唯一可被微生物和利用
➢ 人工湿地中磷质量平衡方程
进水输入磷的总量(I) = 出水输出磷的量(E) + 作物吸收磷 的量(T)＋土壤截留磷的量(A)
17
湿地除磷特性
植物吸收及其收获而去除 有机基质的吸附和阳离子交换作用 氨的挥发 硝化－反硝化作用
--其中微生物的硝化－反硝化作用是脱氮的主要过程 --其中氧的供应和碳源数量与质量是限制性因子
15
（3）氮的去除
NH3
N2+N2O
[空气]
Org-N
NH4＋ NO2 -
[水体]
NO3-
NH4＋
NO3-
图 人工湿地氮循环示意图
12
（：进口处5～10cm内完成
➢ 机理：
基质层的填料 植物的根、茎 腐殖层
“过滤、拦截”作用
结论：SS去除效率高低，取决于污水同植物与填料的接 触程度
13
（2）有机物的去除
➢ 降解主体： 兼性细菌；厌氧细菌；好氧细菌
14
（3）氮的去除
➢ 去除途径：
➢ 去除途径：
植物吸收和微生物富集作用 土壤胶体颗粒的吸附作用（离子交换） 与S2－形成硫化物沉淀
➢ 问题：
存在富集而饱和的问题 新增重金属离子对微生物种群的胁迫作用
21
（7）细菌的去除
➢ 去除途径：
基质层的沉降截留作用 植物根系的某些分泌物的灭活作用 光照杀菌
➢ 影响因素：
水力负荷和水力停留时间
10
2.CWs去除污染物机理
11
人工湿地具有独特而复杂的净化机理， 利用基质—微生物—植物复合生态系统的物 理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、 吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物 分解来实现对废水的高效净化。同时，通过 营养物质和水分的生物地球化学循环，促进 绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源 化和无害化。
26
Free surface flow wetlands
27
（Ⅰ）自由水面人工湿地
➢ 优点：
--投资及运行费用低；建造、运行和维护简单
➢ 缺点：
相同处理效率，占地面积大于潜流湿地 冬季结冰；夏天会孳生蚊蝇，散发臭味 有传播病菌的可能
28
（Ⅱ）潜流型人工湿地
水平潜流人工湿地系统示意图 29
无机磷 生异 物养 吸降 收解
物化吸附
Ca、Fe、Al、Mg的氧化物或氢氧化物
共沉淀
过饱和CaCO3
吸收
湿地植物/漂浮生物/ 微生态结构吸收
有机磷
土壤、根系层、 沉积/直接截留 填料床
物化吸附、共沉淀 生物吸收、直接截留
18
➢ 除磷填料最近研究进展： 矿物填料： 方解石；页岩；赭石；风钢渣等 新问题：出水pH上升；有其它物质溶出
They can be built to fit harmoniously into the landscape
They provide numerous benefits in addition to water quality improvement, such as an environmentally sensitive approach that is viewed with favor by the general public
Wetlands are able to treat wastewaters with low organic load (too low for activated sludge)
They facilitate water reuse and recycling
9
They provide habitat for many wetland organisms
-- 探索人工湿地的建设与应用 ➢ 80年代以后：
-- 未把人工湿地作为处理主体，常与稳定塘系统 及天然土地处理系统联用。
➢ 90年代以后： -- 将人工湿地作为处理主体，积极探索其工艺参 数、运用范围和处理机理。
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人工湿地处理系统的优点：
Constructed wetlands can be less expensive to build than other treatment options
（Ⅱ）潜流型人工湿地
垂直潜流人工湿地系统示意图
30
（Ⅱ）潜流型人工湿地
复合潜流人工湿地系统示意图
31
（Ⅱ）复合潜流型人工湿地
紧凑型复合潜流人工湿地系统示意图
32
（Ⅱ）潜流型人工湿地分析
➢ 优点：（与HFCWs相比）
✓ 充分运用湿地空间 ✓ 发挥系统协同作用 保温条件好；卫生条件好
➢ 缺点：（与HFCWs相比）
Operation and maintenance expenses (energy and supplies) are low
Operation and maintenance require only periodic, rather than continuous, on-site labour
第七章、人工湿地处理系统
1
1.概述 湿地系统的概念
2
滇池边的天然湿地
3
人工湿地的定义：
--人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的 湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生 态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合 来进行废水处理的。
4
滇池边的人工湿地
5
垂直流人工湿地表面布水系统
6
7
人工湿地发展史：
22
3、人工湿地的种类
23
人工湿地的分类
（Ⅰ）自由水面人工湿地
（Ⅱ）潜流型人工湿地
水平潜流 垂直流
复合流
24
（Ⅰ）自由水面人工湿地
自由水面人工湿地系统示意图
25
（Ⅰ）自由水面人工湿地
➢分类（优势水生植物种类）
自由表面 人工湿地
挺水植物系统 浮水植物系统 沉水植物系统
各类废水 N、P的去除 N、P的去除
饮用水处理剩余物： --出水pH稳定；无其它物质溶出；符合循环经济的 观点
19
（5）难降解有机物的去除
➢ 去除途径： 微生物的降解作用： --土壤中微生物种类比污水处理构筑物中多得多 微生物群落与植物群落的协同作用 --有研究发现：芦苇可直接吸收一些难降解的有 机物
20
（6）金属离子的去除
[土壤]
16
（4）磷的去除
➢ 人工湿地中磷的存在形式
存在形式 有机磷化物 不溶性磷酸盐 可溶性磷酸盐
说明 微生物和植物体内
主要存在形式 唯一可被微生物和利用
➢ 人工湿地中磷质量平衡方程
进水输入磷的总量(I) = 出水输出磷的量(E) + 作物吸收磷 的量(T)＋土壤截留磷的量(A)
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湿地除磷特性
植物吸收及其收获而去除 有机基质的吸附和阳离子交换作用 氨的挥发 硝化－反硝化作用
--其中微生物的硝化－反硝化作用是脱氮的主要过程 --其中氧的供应和碳源数量与质量是限制性因子
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（3）氮的去除
NH3
N2+N2O
[空气]
Org-N
NH4＋ NO2 -
[水体]
NO3-
NH4＋
NO3-
图 人工湿地氮循环示意图
12
（：进口处5～10cm内完成
➢ 机理：
基质层的填料 植物的根、茎 腐殖层
“过滤、拦截”作用
结论：SS去除效率高低，取决于污水同植物与填料的接 触程度
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（2）有机物的去除
➢ 降解主体： 兼性细菌；厌氧细菌；好氧细菌
14
（3）氮的去除
➢ 去除途径：
➢ 去除途径：
植物吸收和微生物富集作用 土壤胶体颗粒的吸附作用（离子交换） 与S2－形成硫化物沉淀
➢ 问题：
存在富集而饱和的问题 新增重金属离子对微生物种群的胁迫作用
21
（7）细菌的去除
➢ 去除途径：
基质层的沉降截留作用 植物根系的某些分泌物的灭活作用 光照杀菌
➢ 影响因素：
水力负荷和水力停留时间
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2.CWs去除污染物机理
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人工湿地具有独特而复杂的净化机理， 利用基质—微生物—植物复合生态系统的物 理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、 吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物 分解来实现对废水的高效净化。同时，通过 营养物质和水分的生物地球化学循环，促进 绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源 化和无害化。
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Free surface flow wetlands
27
（Ⅰ）自由水面人工湿地
➢ 优点：
--投资及运行费用低；建造、运行和维护简单
➢ 缺点：
相同处理效率，占地面积大于潜流湿地 冬季结冰；夏天会孳生蚊蝇，散发臭味 有传播病菌的可能
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（Ⅱ）潜流型人工湿地
水平潜流人工湿地系统示意图 29
无机磷 生异 物养 吸降 收解
物化吸附
Ca、Fe、Al、Mg的氧化物或氢氧化物
共沉淀
过饱和CaCO3
吸收
湿地植物/漂浮生物/ 微生态结构吸收
有机磷
土壤、根系层、 沉积/直接截留 填料床
物化吸附、共沉淀 生物吸收、直接截留
18
➢ 除磷填料最近研究进展： 矿物填料： 方解石；页岩；赭石；风钢渣等 新问题：出水pH上升；有其它物质溶出
They can be built to fit harmoniously into the landscape
They provide numerous benefits in addition to water quality improvement, such as an environmentally sensitive approach that is viewed with favor by the general public
Wetlands are able to treat wastewaters with low organic load (too low for activated sludge)
They facilitate water reuse and recycling
9
They provide habitat for many wetland organisms