人工湿地处理系统ppt课件
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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。
第七章、人工湿地处理系统
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1.概述 湿地系统的概念
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滇池边的天然湿地
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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。
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滇池边的人工湿地
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垂直流人工湿地表面布水系统
.
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人工湿地发展史：
.
（1）悬浮物（SS）的去除
➢ 去除区域：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
.
（2）有机物的去除
➢ 降解主体： 兼性细菌；厌氧细菌；好氧细菌
.
（3）氮的去除
➢ 去除途径：
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
.
（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
.
（6）金属离子的去除
.
[土壤]
（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)
Байду номын сангаас
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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
.
（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
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
Operation and maintenance expenses (energy and supplies) are low
Operation and maintenance require only periodic, rather than continuous, on-site labour
➢ 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
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（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
.
Free surface flow wetlands
.
（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
.
（Ⅱ）潜流型人工湿地
水平潜流人工湿地系统示意图 .
（Ⅱ）潜流型人工湿地
Wetlands are able to treat wastewaters with low organic load (too low for activated sludge)
They facilitate water reuse and recycling
.
They provide habitat for many wetland organisms
无机磷 生异 收物 养 吸降
解 有机磷
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
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
.
➢ 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
.
处理效率高
Constructed Wetlands
➢ 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。
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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
.
3、人工湿地的种类
.
人工湿地的分类
（Ⅰ）自由水面人工湿地 （Ⅱ）潜流型人工湿地
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水平潜流 垂直流 复合流
（Ⅰ）自由水面人工湿地
自由水面人工湿地系统示意图
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（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
垂直潜流人工湿地系统示意图
.
（Ⅱ）潜流型人工湿地
复合潜流人工湿地系统示意图
.
（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
（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）
-- 投资费用高
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。
第七章、人工湿地处理系统
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1.概述 湿地系统的概念
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滇池边的天然湿地
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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。
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滇池边的人工湿地
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垂直流人工湿地表面布水系统
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人工湿地发展史：
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（1）悬浮物（SS）的去除
➢ 去除区域：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
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（3）氮的去除
➢ 去除途径：
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
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（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
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（6）金属离子的去除
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[土壤]
（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)
Байду номын сангаас
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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
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
Operation and maintenance expenses (energy and supplies) are low
Operation and maintenance require only periodic, rather than continuous, on-site labour
➢ 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
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（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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Free surface flow wetlands
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（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 .
（Ⅱ）潜流型人工湿地
Wetlands are able to treat wastewaters with low organic load (too low for activated sludge)
They facilitate water reuse and recycling
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They provide habitat for many wetland organisms
无机磷 生异 收物 养 吸降
解 有机磷
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
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
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➢ 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
.
处理效率高
Constructed Wetlands
➢ 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。
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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
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3、人工湿地的种类
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人工湿地的分类
（Ⅰ）自由水面人工湿地 （Ⅱ）潜流型人工湿地
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水平潜流 垂直流 复合流
（Ⅰ）自由水面人工湿地
自由水面人工湿地系统示意图
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（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
垂直潜流人工湿地系统示意图
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（Ⅱ）潜流型人工湿地
复合潜流人工湿地系统示意图
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（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
（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）
-- 投资费用高