人工湿地课件
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• 人工湿地污水处理技术的发展经历了两个主要阶段: 第一阶段是在20世纪70 年代,那时的人工湿地处理系
统大多利用原有的天然湿地,即保持了天然湿地的原有结 构而以泥沼的形式存在,而且常将湿地系统与氧化塘处理 结合起来以提高氧化塘系统的处理效果;
第二阶段是在20世纪80 年代以后,人工湿地发展为由 人工建造的、以不同粒径的砾石和豆石为填料基质的、并 种植有一定去污能力的植物处理系统,从此进入了规模性 的应用阶段。美国、德国、英国、法国、丹麦、奥地利、 比利时、卢森堡及荷兰等国家都建立了人工湿地污水处理 系统,主要用于小城镇的污水处理。90年代以来,国外人工 湿地污水处理得到极快的发展,已应作为生态系统中的一 员。 • 近十年来，人工湿地在各国发展迅速，不仅成为中小城镇 的重要污水处理措施，而且也成为雨水处理、工业废水处 理、农田面源污染水处理的重要技术。我国在“七五”期 间开展人工湿地的研究，分别在北京昌平、深圳白泥坑、 天津等地建成不同处理规模的人工湿地处理工程，现在己 发展到实际应用阶段。
Hale Waihona Puke Baidu
• 3.微生物 植物根区微生物是湿地降解有机污染物的主要生力军，
人工湿地中微生物的活动是废水中有机物降解的主要机制。 水生植物通过通气组织的运输，将氧气输送到根区，从而 形成根表及附近区域的氧化状态。在这一区域废水中的大 部分有机物质被好氧微生物分解成二氧化碳和水，有机氮 化物等则被硝化细菌硝化。而在湿地中的还原状态区域， 则是有机物被厌氧细菌分解发酵。而金属元素，植物根区 好氧微生物的活动有利于硝化作用，可以加强湿地对重金 属的吸附和富集作用。
人工湿地
2008年3月
一.人工湿地的概况
1. 湿地 (Wetland)：是水域和陆地相交错而成的一类独特 的生态系统类型，是自然界最富生物多样性的生态景观 和人类最重要的生存环境之一。
2. 中国是世界上湿地生物多样性最丰富的国家之一，按照 湿地公约对湿地类型的划分，31类天然湿地和9类人工 湿地在中国均有分布，共拥有湿地面积6594万公顷(不 包括江河、池塘等)，约占世界湿地面积的10%。
目前对人工湿地定义已经取得了基本一致的认识: 人工湿地是为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿 地，人为设计、建造及监督控制的，由基质、植物、微生 物和水体组成的复合体，利用生态系统中基质一水生植 物一微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现 对污水的高度净化。
人工湿地的优、缺点
优点
➢ 建造费用相对低廉，建设投资少； ➢ 很低的能源消耗，运行和维护成本低、简便； ➢ 工艺简单不需要复杂的操作； ➢ 对N和P去除效果很好 ➢ 能有效的和景观相结合，用生态技术处理污水 在
• 4.无脊椎或脊椎动物：如鱼类、贝类和鸟类等。
微生物的生长提供稳定的依附表面，同时也为水 生植物提供了载体和营养物质，是湿地化学反应 的主要界面之一。
当污水流经人工湿地时，基质通过一些物理 的和化学的途径(如吸收、吸附、过滤、离子交换、 络合反应等)来净化除去污水中的N、P等营养物 质。
• 2.水生植物
适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物。 人工湿地中水生植物不仅具有较强的营养物 质吸附富集功能，而且还能与其周围环境的各种 原生动物、微生物形成各种小环境，如将氧气传 送至植物根区，为微生物的吸附和代谢提供良好 的生化环境，形成特殊的根际微生态环境，这一 微生态小环境具有典型的活性生物膜的功能，具 备很强的净化废水的能力，对多种污染物有很强 的吸收、分解、富集能力.
3. 湿地生态具有多种功能，它不仅为人类社会提供了丰厚 的社会和经济效益，在调节气候、涵养水源、降解污染、 净化环境、维持生态平衡、保护生物多样性和珍稀物种 资源等方面均具有十分重要的作用被誉为地球之肾，生 物基因库和人类摇篮。
• 人工湿地(Constructed Wetlands)的定义：
美国著名的湿地研究、设计与管理专家Hammer等人 将人工湿地定义为: 一个为了人类的利用和利益, 通过模 拟自然湿地, 人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水 植物、动物和水体组成的复合体。
而引起水体富营养化的植物性营养物质(氮、磷) 的去除，是水污染处理中的难点。水体中的氮磷来源很多， 其中有外源性负荷和内源性负荷。外源性的氮磷有面源 污染和点源污染:面源污染主要来源于农业，点源污染主 要来源于生活污水和工业废水。内源性负荷有沉积物中氮 和磷的释放、水生动植物新陈代谢分解等。
• 随着对水体富营养化问题研究的深入，人们逐步 认识到水体富营养化控制是一个典型的生态问题， 生态问题只有用生态学方法解决。
防治污染 的同时建造了一片绿洲； ➢ 本身就具有景观效应，易于被大众所接受。
缺点
占地较大（相对传统活性污泥法） 。
人工湿地的应用发展史
• 运用人工湿地处理污水可追溯到1903年，建在英国约克 郡Earby的这个被认作世界上第一处用于处理污水的人工 湿地，连续运行直到1992年。
• 而人工湿地处理污水工艺在世界各地受到重视并被运用， 则是在本世纪七十年代德国学者Kickuth提出“根区 法”(The RootZone Method)理论之后开始的。此方法类 似于现在的芦苇床,正是由于“根区法”的出现,才推动了 70年代人工湿地污水处理技术的发展。
人工湿地污水处理系统的污水概况
• 水体污染物来源
水体污染物按其种类和性质一般可分为:无机无 毒物、无机有毒物、有机无毒物和有机有毒物。
无机无毒物主要是指排入水体中的酸、碱及一 般无机盐和氮磷等植物营养物质。在所有水污染类型中， 尤以富营养化污染是目前比较普遍也比较严重的一类。 这在靠近大中城市的湖泊水体中更为明显，如昆明滇池， 杭州西湖等均有不同程度的富营养化。
• 用于生态恢复的有许多不同的自然生态处理系统， 有些是以土壤为基础，有些是水生植物处理系统。 这些自然生态系统主要是通过慢速处理、快速渗 滤、表面径流、人工湿地等对污水进行净化处理。
人工湿地的机理
绝大多数自然或人工湿地由五部分组成：
• 1.具有透水性的基质 如沙砾、沙土、土壤、石块等，这些基质为
统大多利用原有的天然湿地,即保持了天然湿地的原有结 构而以泥沼的形式存在,而且常将湿地系统与氧化塘处理 结合起来以提高氧化塘系统的处理效果;
第二阶段是在20世纪80 年代以后,人工湿地发展为由 人工建造的、以不同粒径的砾石和豆石为填料基质的、并 种植有一定去污能力的植物处理系统,从此进入了规模性 的应用阶段。美国、德国、英国、法国、丹麦、奥地利、 比利时、卢森堡及荷兰等国家都建立了人工湿地污水处理 系统,主要用于小城镇的污水处理。90年代以来,国外人工 湿地污水处理得到极快的发展,已应作为生态系统中的一 员。 • 近十年来，人工湿地在各国发展迅速，不仅成为中小城镇 的重要污水处理措施，而且也成为雨水处理、工业废水处 理、农田面源污染水处理的重要技术。我国在“七五”期 间开展人工湿地的研究，分别在北京昌平、深圳白泥坑、 天津等地建成不同处理规模的人工湿地处理工程，现在己 发展到实际应用阶段。
Hale Waihona Puke Baidu
• 3.微生物 植物根区微生物是湿地降解有机污染物的主要生力军，
人工湿地中微生物的活动是废水中有机物降解的主要机制。 水生植物通过通气组织的运输，将氧气输送到根区，从而 形成根表及附近区域的氧化状态。在这一区域废水中的大 部分有机物质被好氧微生物分解成二氧化碳和水，有机氮 化物等则被硝化细菌硝化。而在湿地中的还原状态区域， 则是有机物被厌氧细菌分解发酵。而金属元素，植物根区 好氧微生物的活动有利于硝化作用，可以加强湿地对重金 属的吸附和富集作用。
人工湿地
2008年3月
一.人工湿地的概况
1. 湿地 (Wetland)：是水域和陆地相交错而成的一类独特 的生态系统类型，是自然界最富生物多样性的生态景观 和人类最重要的生存环境之一。
2. 中国是世界上湿地生物多样性最丰富的国家之一，按照 湿地公约对湿地类型的划分，31类天然湿地和9类人工 湿地在中国均有分布，共拥有湿地面积6594万公顷(不 包括江河、池塘等)，约占世界湿地面积的10%。
目前对人工湿地定义已经取得了基本一致的认识: 人工湿地是为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿 地，人为设计、建造及监督控制的，由基质、植物、微生 物和水体组成的复合体，利用生态系统中基质一水生植 物一微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现 对污水的高度净化。
人工湿地的优、缺点
优点
➢ 建造费用相对低廉，建设投资少； ➢ 很低的能源消耗，运行和维护成本低、简便； ➢ 工艺简单不需要复杂的操作； ➢ 对N和P去除效果很好 ➢ 能有效的和景观相结合，用生态技术处理污水 在
• 4.无脊椎或脊椎动物：如鱼类、贝类和鸟类等。
微生物的生长提供稳定的依附表面，同时也为水 生植物提供了载体和营养物质，是湿地化学反应 的主要界面之一。
当污水流经人工湿地时，基质通过一些物理 的和化学的途径(如吸收、吸附、过滤、离子交换、 络合反应等)来净化除去污水中的N、P等营养物 质。
• 2.水生植物
适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物。 人工湿地中水生植物不仅具有较强的营养物 质吸附富集功能，而且还能与其周围环境的各种 原生动物、微生物形成各种小环境，如将氧气传 送至植物根区，为微生物的吸附和代谢提供良好 的生化环境，形成特殊的根际微生态环境，这一 微生态小环境具有典型的活性生物膜的功能，具 备很强的净化废水的能力，对多种污染物有很强 的吸收、分解、富集能力.
3. 湿地生态具有多种功能，它不仅为人类社会提供了丰厚 的社会和经济效益，在调节气候、涵养水源、降解污染、 净化环境、维持生态平衡、保护生物多样性和珍稀物种 资源等方面均具有十分重要的作用被誉为地球之肾，生 物基因库和人类摇篮。
• 人工湿地(Constructed Wetlands)的定义：
美国著名的湿地研究、设计与管理专家Hammer等人 将人工湿地定义为: 一个为了人类的利用和利益, 通过模 拟自然湿地, 人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水 植物、动物和水体组成的复合体。
而引起水体富营养化的植物性营养物质(氮、磷) 的去除，是水污染处理中的难点。水体中的氮磷来源很多， 其中有外源性负荷和内源性负荷。外源性的氮磷有面源 污染和点源污染:面源污染主要来源于农业，点源污染主 要来源于生活污水和工业废水。内源性负荷有沉积物中氮 和磷的释放、水生动植物新陈代谢分解等。
• 随着对水体富营养化问题研究的深入，人们逐步 认识到水体富营养化控制是一个典型的生态问题， 生态问题只有用生态学方法解决。
防治污染 的同时建造了一片绿洲； ➢ 本身就具有景观效应，易于被大众所接受。
缺点
占地较大（相对传统活性污泥法） 。
人工湿地的应用发展史
• 运用人工湿地处理污水可追溯到1903年，建在英国约克 郡Earby的这个被认作世界上第一处用于处理污水的人工 湿地，连续运行直到1992年。
• 而人工湿地处理污水工艺在世界各地受到重视并被运用， 则是在本世纪七十年代德国学者Kickuth提出“根区 法”(The RootZone Method)理论之后开始的。此方法类 似于现在的芦苇床,正是由于“根区法”的出现,才推动了 70年代人工湿地污水处理技术的发展。
人工湿地污水处理系统的污水概况
• 水体污染物来源
水体污染物按其种类和性质一般可分为:无机无 毒物、无机有毒物、有机无毒物和有机有毒物。
无机无毒物主要是指排入水体中的酸、碱及一 般无机盐和氮磷等植物营养物质。在所有水污染类型中， 尤以富营养化污染是目前比较普遍也比较严重的一类。 这在靠近大中城市的湖泊水体中更为明显，如昆明滇池， 杭州西湖等均有不同程度的富营养化。
• 用于生态恢复的有许多不同的自然生态处理系统， 有些是以土壤为基础，有些是水生植物处理系统。 这些自然生态系统主要是通过慢速处理、快速渗 滤、表面径流、人工湿地等对污水进行净化处理。
人工湿地的机理
绝大多数自然或人工湿地由五部分组成：
• 1.具有透水性的基质 如沙砾、沙土、土壤、石块等，这些基质为