人工湿地的介绍与设计说明

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
9
人工湿地净化废水的原理
物理作用
过滤和沉淀
-能除去含有C、N、P的有机 及无机颗粒物和悬浮固体
化学作用
吸附和絮凝
-可溶性的有机化合物 -阴离子( PO43- )和阳离子 (重金属阳离子)
挥发作用
-挥发性有机物(VOC)
微生物作用
氧化-还原反应 吸收降解
植物作用
气体运输作用 植物吸收 根系有利于微生物繁殖
——1公顷湿地生态系统每年创造的价值高达1万多美元,是热带雨林的 7倍,是农田生态系统的160倍!
7
人工湿地简介
8
人工湿地的定义
人工湿地(Constructed Wetlands),是一种为了达 到环保处理效果,模仿自 然湿地而人工设计的复杂 的具有渗透性能的地层生 态结构,包括有浮现性、 浸没式植物、动物和水体 等不同的组成部分。
43
44
45
4.CW系统的填料及其构成
46
5、CW系统的植物
水上植物、水底植物、浮游植物、大型挺水植物(芦苇)
47
5、CW系统的植物
灯芯草 鸢尾 香蒲 黑三菱
48
单户家庭的湿地系统设计
设计流量
表面流湿地k-C*(模型)
0.785 m3/d
长度 7.5 m
产生污水量
157 L/人/天
25
人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生 态污水净化处理方法,其基本原理是在人工 湿地填料上种植特定的湿地植物,从而建立 起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地 系统时,其中的污染物质和营养物质被系统 吸收或分解,而使水质得到净化。
人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选 择和对植物的选择及应用配置。如何选择和 搭配适宜的湿地植物,并且将其应用于不同 类型的湿地系统中成了我们在营建人工湿地 前必须思考的问题。
28
③ 对周围环境的适应能力
由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水 中和接触浓度较高且变化较大的污染物,因此 所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当 地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环 境都要有很好的适应能力。
1.3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力; 水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP
淡水湿地 半咸水湿地 咸水湿地
从系统的分类角度
沼泽湿地 湖泊湿地 河流湿地 浅海滩涂湿地 人工湿地
3
全球湿地概况
占地球陆地面积的6%,其中
湖泊占2% 藓类沼泽占30% 草本沼泽占26% 森林沼泽占20% 洪泛平原占15% 世界红树林的面积约24 万km2,珊瑚礁约60万km2
4
湿地构成
绝大多数人工湿地由五部分构成: ①基质,具有透水性,如土壤、砂、砾石; ②水体(在基质表面上或下流动的水); ③植物,适于在饱和水和厌氧基质中生长,
35
2.4 根据植物对污水的适应能力分析 不同植物对污水的适应能力不同。一般
高浓度污水主要集中在湿地工艺的前端 部分。因此,在人工湿地建设时,前端 工艺部分如强氧化塘、潜流湿地等工艺 一般选择耐污染能力强的植物品种。末 端工艺如稳定塘、景观塘等处理段中, 由于污水浓度降低,因此可以更多考虑 植物的景观效果。
36
3.小结
一个人工湿地系统的建立,植物的选择和配 置是很重要的考虑因素。在系统建立和植物 栽种配置时要将系统的主要功能与植物的植 物学特性充分结合起来考虑。只有这样,才 能充分发挥不同植物各自的优势,达到更好 的处理净化效果。
湿地植物的栽种配置要根据具体的应用环境 和系统工艺来确定,对于一些应用工艺范围 较广的植物类型,要充分考虑其在该工艺中 的优势,能使其充分发挥自己的长处而居于 主导地位。
废水=1MGD/3786(m3/D)
11
人工湿地的分类
人工湿地(Constructed Wetlands) ,它分为
表面流湿地(Surface Flow Wetlands缩写为 SFW) 潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands缩写为 SSFW) 垂直流湿地(Vertica1 Flow Wetlands缩写为 VFW)
37
为达到全面的处理和利用效果,应进行 有机的搭配,如深根系植物与浅根系植 物搭配,丛生型植物与散生型植物搭配, 吸收N多的植物与吸收P多的植物搭配, 以及常绿植物与季节性植物的季相搭配 等。在进行综合处理的一些工艺或工艺 段中,切忌配置单一品种,以避免出现 季节性的功能下降或功能单一。作为湿 地公园规划建设的人工湿地还要考虑景 观搭配。
18
处理目标
达到受纳水体要求的水质 标准
满足循环用水或深度处理 要求
预处理要求 观光用湿地
19
土地场所的要求
宽度和深度 水力负荷的比率 滞留时间 填料的选用
20
植被
植物的类型
水上植物、水底植物、浮游植物 大型挺水植物(如芦苇)
21
选择标准
耐污能力和抗寒能力强, 又宜于本乡土生长,最好 以本乡土植物为主
主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生 物去除的,因此应选择根系比较发达,对污水 承受能力强的水生植物。
29
1.4 植物的年生长期长,最好是冬季半枯 萎或常绿植物;
人工湿地处理系统中常会出现因冬季植 物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降 的现象,因此,应着重选用常绿冬季生 长旺盛的水生植物类型。
宽度 80 m
等价污染量
2930 人
深度 0.55m
水力停留时间
3.3天
建议各建一个100m x 40m的湿地系统
流入浓度估算 (mg/L)
COD BOD1 TSS FColi1 TN1
10
人工湿地与传统系统的比较
特 点 比 较
建造费用
使用和维修费用
备注
人工湿地
传统系统
占地面积大
使用植物 土壤
输入能量少 $3,664,00
使用微生物
能耗高
使用化学药品 钢筋混凝土结构
$4,112,000
$45,000/年 兼性氧化塘和人工湿地
$152,000/年
带硝化功能的传统活性污泥法的 二级水处理厂
12
13
14
15
设计人工湿地的技术参数
概论 进水布置及组合方式 构造设计 填料及其构成 植物
16
地点的选择
气候 土壤 生物环境 相似牺息地的替代 位置和地形 对地下水的污染
污水的性质
污水的处理量 污水的可降解性
17
设计目标
污水的处理 洪水的控制 暴雨的截留 提高附近水体的质量 为各种水陆生生物提供生长 和繁衍地
如芦苇; ④无脊椎或脊椎动物; ⑤好氧或厌氧微生物种群。
5
中国湿地概况
中国湿地面积约6594 万公顷(其中还不包 括江河、池塘等), 占世界湿地的10%, 位居亚洲第一位,世 界第四位。
6
湿地的生态、经济及社会效益
维持生物多样性 调蓄水量和调节气候 降解有毒物质 保护堤岸,防止盐水入侵 提供丰富的动植物产品 在输、储和供水等方面发挥巨大作用 提供矿物资源 可为人们提供旅游、娱乐的场所 为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地
1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势;
27
① 抗冻、抗热能力 由于污水处理系统是全年连续运行的,故要
求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正 常生长,而那些对自然条件适应性较差或不 能适应的植物都将直接影响净化效果。 ② 抗病虫害能力 污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害, 抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与 生存,也直接影响其在处理系统中的净化效 果。
根系发达,茎叶茂密 抗病虫害能力强 有一定的经济价值
北美人工湿地常用的 植物有芦苇、香蒲、灯 心草、水葱、竹等
22
在湿地植物根系表面生长的生物膜
23
人工湿地工艺进水布置方式 人工湿地系统组合方式
2
进 水 布 置 及 组 合 方 式
24
技术要求
随着环境保护的迅速发展,人们对湿地 功能也有了广泛的认识。湿地作为"地球 之肾",担负着对地球自然水体的净化和 处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐 减少和消亡,因此人工湿地以其独到的 优越性受到了越来越多的关注和发展。
人工湿地技术介绍
1
湿地的定义
“湿地”一词源自英文 wetland,是包括天然或人 工、长久或暂时的沼泽地、 泥炭地或水域地带,包括 或静止或流动、或为淡水、 半咸水或咸水水体的水域, 一般指低潮时水深不超过 6米的水域。——摘自1971
年湿地公约
2
湿地的类型
从人类干扰的角度
自然湿地 人工湿地
从水分含盐量的角度
26
1.人工湿地污水处理系统植物的选用原则 (1)(2)
1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态 营建功能;
管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工 程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、 抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少 管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。 一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的 植物。
宽度 3 m
等价污染量
5人
深度 0.55m
水力停留时间
5.5天
Fra Baidu bibliotek
建议建一个7.5m x 3m的湿地系统
流入浓度估算 (mg/L)
COD BOD1 TSS FColi1 TN1
NH4+
面积
倾斜度 NO3-
22.5m2
< 0.73% Org N1
流入浓度预计 1569.2 400.0 406. 105 162.9 80.5 125.8
1.5 所选择的植物将不对当地的生态环境 构成隐患或威胁,具有生态安全性;
1.6 具有一定的经济效益、文化价值、景 观效益和综合利用价值。
30
若所处理的污水不含有毒、有害成分,其综 合利用可从以下几个方面考虑:①作饲料,一 般选择粗蛋白的含量>20%(干重)的水生植物; ②作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较 高,易分解;③生产沼气,应考虑发酵、产气 植物的碳氮比,一般选用植物体的碳氮比为 25~30.5/1;④工业或手工业原料,如芦苇 可以用来造纸,水葱、灯心草、香蒲、莞草 等都是编制草席的原料。
38
典型工艺
处理池宜并联,种植芦苇、茳芏、席草、大米草等水生植 物,采用碎石作基质。原水先流经一、二级碎石床,对有 机物进行降解,再进入第三级兼性塘,最后经过第四级碎 石床变成洁净的水排出。
人工湿地的配套设施
39
3、CW的构造设计
40
(1)场地的选择与外形
41
(2)进出水的构造
42
(3)地下防渗措施
由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊, 同时面积较大,故美化景观也是必须考虑的。
31
然而在实际工作中,很多人工湿地的工 艺设计者和建设者考虑得最多的是植物 的独有性和观赏价值等表在因素,没有 考虑到栽种该植物后的植株生长效果、 湿地的运行效果、生长表现以及对生态 的安全性等,导致人工湿地在运行一段 时间后功能骤降或运行费用剧增,最后 导致系统瘫费或闲置。
32
2.人工湿地植物特性的研究及植物配置 分析
2.1 根据植物类型分析 2.1.1 漂浮植物 2.1.2 根茎、球茎及种子植物 2.1.3 挺水草本植物类型 2.1.4 沉水植物类型 2.1.5 其它类型的植物
33
2.2 根据植物原生环境分析
根据植物的原生环境分析,原生于实土环境的 一些植物如美人蕉、芦苇、灯心草、旱伞竹、 皇竹草、芦竹、薏米等,其根系生长有一定的 向土性,配置于表面流湿地系统中,生长会更 旺盛。但由于它们的根系大都垂直向下生长, 因此,净化处理的效果不及应用于潜流式湿地 中;对于一些原生于沼泽、腐殖层、草炭湿地、 湖泊水面的植物如水葱、野茭、山姜、藨草、 香蒲、菖蒲等,由于其生长已经适应了无土环 境,因此更适宜配置于潜流式人工湿地;而对 于一些块根块茎类的水生植物如荷花、睡莲、 慈姑、芋头等则只能配置于表面流湿地中。
34
2.3 根据植物对养分的需求类型分析 根据植物对养分的需求情况分析,由于潜流
式人工湿地湿地系统填料之间的空隙大,植 物根系与水体养分接触的面积要较表流式人 工湿地湿地广,因此对于营养生长旺盛、植 株生长迅速、植株生物量大、一年有数个萌 发高峰的植物如香蒲、水葱、苔草、水莎草 等植物适宜栽种于潜流湿地;而对于营养生 长与生殖生长并存,生长相对缓慢,一年只 有一个萌发高峰期的一些植物如芦苇、茭草、 薏米等则配置于表面流湿地系统。
82.4
(mg/L)
1
预测量降解比率 173.9 24.7 40.2 68 132.3 66.7 30.6
61.8
%
73.0 93.8 90.1 99.9 18.8 17.1 75.7
2459.0
大型湿地系统的设计
设计流量
表面流湿地k-C*(模型) 460 m3/d
长度 100 m
产生污水量
157 L/人/天
相关文档
最新文档