人工湿地污水处理技术简介35页PPT
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较广泛应用。 ➢ 1977年，Kickuth提出“根区法” ，标志着人工湿地污水处
理机理的初步萌芽。 ➢ 20世纪80年代末和90年代初，人工湿地作为一种新型污水处
理技术正式进入水污染控制领域。 ➢ 至2019年，欧洲建有一万多座人工湿地，亚洲、澳洲、拉丁
美洲也有越来越多的人工湿地污水处理系统建成和投入运行。
2020/5/11
人工湿地植物
16
可用于人工湿地的植物有芦苇、茳芏、大米草、稗 草、美人蕉等，目前最常用的是芦苇。
茳芏，俗称龙须草 大 米 草
2020/5/11
人工湿地基质
17
基质填料对污染物的截留作用： ➢ 提供吸附表面 ➢ 渗透性影响水力条件 ➢ 除磷作用
砾石
2020/5/11
人工湿地基质
优点
缺点
污水净化 基建和运 管理简单，对负荷变 占地面积 受气候条 易产生淤
能力良好 行费用低 维护方便 化适应强 大
件限制大 积、饱和
BOD5去 一般投资
除
和运行费
85%~95% 用仅为传
SS去除率 统二级污 90%以上 水处理的 TP去除率 1/10~1/2
90%以上
TN去除 率60%以 上
相当于生 化处理厂 的2~5倍
2020/5/11
人工湿地的发展历史与研究现状
3
人工湿地在国内的发展历史 ➢ “七五”期间，我国才开始对人工湿地较大规模的研究。 ➢ 1989年，天津市环科所，我国第一座芦苇湿地工程。 ➢ 1990年，国家环保局华南环保所，深圳白泥坑，我国第一座
实用型人工湿地污水处理系统。 ➢ 2019年，江苏泗洪县，处理规模50000t/d。 ➢ 2019年8月28日，青海省首项人工湿地污水处理工程开工建
18
基质填料的选择原则： ➢ 质轻，松散，足够的机械强度； ➢ 比表面积大，孔隙率高，属多孔惰性载体； ➢ 不含有害物质，化学稳定性好； ➢ 水头损失小，形状系数好，吸附能力强； ➢ 滤速高，工作周期长，产水量大，水质好。
设，占地面积约 1.4万平方米，处理能力500 m3/d。 ➢ 2019年8月，山东省辖南水北调沿线已建成人工湿地14.6 万
亩，修复自然湿地16.3万亩。该湿地工程对水体中氮、磷的 去除率达到 60% 以上，出水水质达地表水Ⅲ类要求。
2020/5/11
人工湿地的发展历史与研究现状
4
应用现状
2020/5/11
基本概念
1
湿地(wetland) 包括沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区、 河流、湖泊、水库、稻田等。 ——国际湿地公约
人工湿地 为处理污水而人为设计建造的、工程化的湿地系统。
2020/5/11
人工湿地的发展历史与研究现状
2
人工湿地在国外的发展历史 ➢ 1903年，英国约克郡，世界上第一个处理污水的人工湿地。 ➢ 20世纪60年代，人工湿地污水处理工艺在世界各地受重视并
另外，人工湿地还兼具仿真自然湿地和生态景观休 闲服务等优势，逐渐成为一种适于大力推广的污水 处理和生态建设并举的新型实用技术。
2020/5/11
人工湿地植物
13
芦 植苇物
睡 莲
凤眼莲，又大称型水水葫生植芦物四种生活型
生活型 挺水植物
漂浮植物
生长特点
茎生于底泥中，植物体金上部鱼挺藻出
水面
植物体完全漂浮于水面
2020/5/11
人工湿地的组成
6
人工湿地一般由五部分组成： ➢ 具有透水性的基质 ➢ 适于在饱和水和基质中生长的植物 ➢ 水体Fra Baidu bibliotek➢ 无脊椎或脊椎动物 ➢ 好氧或厌氧微生物种群
2020/5/11
人工湿地的组成
7
水生 植物
基质
水体
微生物
动物
某潜流型人工湿地
2020/5/11
人工湿地的分类
8
按照系统布水方式或水流方式差异，人工湿地一般 分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。
2020/5/11
人工湿地植物
15
研究表明，不同的湿地植物，生长速度、对污染物吸收 转化能力、泌氧能力等存在显著差异，因此净化功能不 尽相同。可根据以下几个方面选择人工湿地的植物：
➢ 耐污性 ➢ 生长适应能力 ➢ 根系的发达程度 ➢ 经济价值 ➢ 美观要求 ➢ 尽可能增加湿地系统的生物多样性 ➢ 因地制宜
人工湿地的发展历史与研究现状
5
目前，对人工湿地处理系统的研究方兴未艾，综合 前人的研究工作，可将其归纳为以下三方面：
➢ 扩大人工湿地污水处理技术应用范围，研究其处理 某些特殊废水的可行性与效果。
➢ 探讨人工湿地处理污水的机理，建立动力学模型， 用以描述污染物的降解过程和指导人工湿地的运行。
➢ 提出改善人工湿地处理效果和运行条件的措施，使 人工湿地的结构设计达到最优化。
人工湿地
自由表面流人工湿地
潜流型人工湿地
水平潜流人工湿地 垂直潜流人工湿地
2020/5/11
基质 基质
人工湿地的分类
9
污水
自由表面流 人工湿地
污水
潜流型 人工湿地
2020/5/11
特征 水体流动 水力负荷 去污效果
系统控制 环境状况
人工湿地的分类
10
三种人工湿地污水处理系统类型比较
表面流湿地
水平潜流湿地
垂直潜流湿地
表面漫流
基质下水平流动
较低 一般
简单，受季节影响 大 夏季有恶臭、孽生 蚊蝇现象
较高 对BOD, COD等有 机物和重金属去除 效果好 相对复杂
良好
表面向基质底部纵 向流动 较高 对N, P去除效果好
相对复杂
夏季有恶臭、孽生 蚊蝇现象
2020/5/11
人工湿地技术的特点
11
人工湿地技术的特点
植物类型 的选取受 气候条件 的限制；
冬季地表 水结冰， 抑制水的 流动。
部分污染 物积累，
微生物繁 殖，若维
护不当， 易产生淤 积、阻塞 现象。
2020/5/11
人工湿地技术的特点
12
人工湿地的净化能力良好、 投资运行费用低等诸多特点， 决定了它特别适用于地理条 件比较宽裕、经济发展水平 不高的地区，例如农村和中 小城镇。
代表种类 芦苇、香蒲、荷花
凤眼莲、浮萍
浮叶植物 根茎生于底泥，叶漂浮于水面
睡莲、荇菜
沉水植物 植物完全沉没于水中，根扎入底 泥或漂浮于水中
狐尾藻、金鱼藻
2020/5/11
人工湿地植物
14
湿地植物具有以下功能： ➢ 直接吸收、利用污水中可利用态的营养物质，吸附
和富集重金属及一些有毒有害物质； ➢ 输送氧气至根区，有利于微生物的好氧呼吸； ➢ 庞大的根系为微生物提供多样的生境； ➢ 根系生长增强和维持介质的水力传导； ➢ 美观可欣赏性，改善景观生态环境 ➢ ……
理机理的初步萌芽。 ➢ 20世纪80年代末和90年代初，人工湿地作为一种新型污水处
理技术正式进入水污染控制领域。 ➢ 至2019年，欧洲建有一万多座人工湿地，亚洲、澳洲、拉丁
美洲也有越来越多的人工湿地污水处理系统建成和投入运行。
2020/5/11
人工湿地植物
16
可用于人工湿地的植物有芦苇、茳芏、大米草、稗 草、美人蕉等，目前最常用的是芦苇。
茳芏，俗称龙须草 大 米 草
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人工湿地基质
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基质填料对污染物的截留作用： ➢ 提供吸附表面 ➢ 渗透性影响水力条件 ➢ 除磷作用
砾石
2020/5/11
人工湿地基质
优点
缺点
污水净化 基建和运 管理简单，对负荷变 占地面积 受气候条 易产生淤
能力良好 行费用低 维护方便 化适应强 大
件限制大 积、饱和
BOD5去 一般投资
除
和运行费
85%~95% 用仅为传
SS去除率 统二级污 90%以上 水处理的 TP去除率 1/10~1/2
90%以上
TN去除 率60%以 上
相当于生 化处理厂 的2~5倍
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人工湿地的发展历史与研究现状
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人工湿地在国内的发展历史 ➢ “七五”期间，我国才开始对人工湿地较大规模的研究。 ➢ 1989年，天津市环科所，我国第一座芦苇湿地工程。 ➢ 1990年，国家环保局华南环保所，深圳白泥坑，我国第一座
实用型人工湿地污水处理系统。 ➢ 2019年，江苏泗洪县，处理规模50000t/d。 ➢ 2019年8月28日，青海省首项人工湿地污水处理工程开工建
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基质填料的选择原则： ➢ 质轻，松散，足够的机械强度； ➢ 比表面积大，孔隙率高，属多孔惰性载体； ➢ 不含有害物质，化学稳定性好； ➢ 水头损失小，形状系数好，吸附能力强； ➢ 滤速高，工作周期长，产水量大，水质好。
设，占地面积约 1.4万平方米，处理能力500 m3/d。 ➢ 2019年8月，山东省辖南水北调沿线已建成人工湿地14.6 万
亩，修复自然湿地16.3万亩。该湿地工程对水体中氮、磷的 去除率达到 60% 以上，出水水质达地表水Ⅲ类要求。
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人工湿地的发展历史与研究现状
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应用现状
2020/5/11
基本概念
1
湿地(wetland) 包括沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区、 河流、湖泊、水库、稻田等。 ——国际湿地公约
人工湿地 为处理污水而人为设计建造的、工程化的湿地系统。
2020/5/11
人工湿地的发展历史与研究现状
2
人工湿地在国外的发展历史 ➢ 1903年，英国约克郡，世界上第一个处理污水的人工湿地。 ➢ 20世纪60年代，人工湿地污水处理工艺在世界各地受重视并
另外，人工湿地还兼具仿真自然湿地和生态景观休 闲服务等优势，逐渐成为一种适于大力推广的污水 处理和生态建设并举的新型实用技术。
2020/5/11
人工湿地植物
13
芦 植苇物
睡 莲
凤眼莲，又大称型水水葫生植芦物四种生活型
生活型 挺水植物
漂浮植物
生长特点
茎生于底泥中，植物体金上部鱼挺藻出
水面
植物体完全漂浮于水面
2020/5/11
人工湿地的组成
6
人工湿地一般由五部分组成： ➢ 具有透水性的基质 ➢ 适于在饱和水和基质中生长的植物 ➢ 水体Fra Baidu bibliotek➢ 无脊椎或脊椎动物 ➢ 好氧或厌氧微生物种群
2020/5/11
人工湿地的组成
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水生 植物
基质
水体
微生物
动物
某潜流型人工湿地
2020/5/11
人工湿地的分类
8
按照系统布水方式或水流方式差异，人工湿地一般 分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。
2020/5/11
人工湿地植物
15
研究表明，不同的湿地植物，生长速度、对污染物吸收 转化能力、泌氧能力等存在显著差异，因此净化功能不 尽相同。可根据以下几个方面选择人工湿地的植物：
➢ 耐污性 ➢ 生长适应能力 ➢ 根系的发达程度 ➢ 经济价值 ➢ 美观要求 ➢ 尽可能增加湿地系统的生物多样性 ➢ 因地制宜
人工湿地的发展历史与研究现状
5
目前，对人工湿地处理系统的研究方兴未艾，综合 前人的研究工作，可将其归纳为以下三方面：
➢ 扩大人工湿地污水处理技术应用范围，研究其处理 某些特殊废水的可行性与效果。
➢ 探讨人工湿地处理污水的机理，建立动力学模型， 用以描述污染物的降解过程和指导人工湿地的运行。
➢ 提出改善人工湿地处理效果和运行条件的措施，使 人工湿地的结构设计达到最优化。
人工湿地
自由表面流人工湿地
潜流型人工湿地
水平潜流人工湿地 垂直潜流人工湿地
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基质 基质
人工湿地的分类
9
污水
自由表面流 人工湿地
污水
潜流型 人工湿地
2020/5/11
特征 水体流动 水力负荷 去污效果
系统控制 环境状况
人工湿地的分类
10
三种人工湿地污水处理系统类型比较
表面流湿地
水平潜流湿地
垂直潜流湿地
表面漫流
基质下水平流动
较低 一般
简单，受季节影响 大 夏季有恶臭、孽生 蚊蝇现象
较高 对BOD, COD等有 机物和重金属去除 效果好 相对复杂
良好
表面向基质底部纵 向流动 较高 对N, P去除效果好
相对复杂
夏季有恶臭、孽生 蚊蝇现象
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人工湿地技术的特点
11
人工湿地技术的特点
植物类型 的选取受 气候条件 的限制；
冬季地表 水结冰， 抑制水的 流动。
部分污染 物积累，
微生物繁 殖，若维
护不当， 易产生淤 积、阻塞 现象。
2020/5/11
人工湿地技术的特点
12
人工湿地的净化能力良好、 投资运行费用低等诸多特点， 决定了它特别适用于地理条 件比较宽裕、经济发展水平 不高的地区，例如农村和中 小城镇。
代表种类 芦苇、香蒲、荷花
凤眼莲、浮萍
浮叶植物 根茎生于底泥，叶漂浮于水面
睡莲、荇菜
沉水植物 植物完全沉没于水中，根扎入底 泥或漂浮于水中
狐尾藻、金鱼藻
2020/5/11
人工湿地植物
14
湿地植物具有以下功能： ➢ 直接吸收、利用污水中可利用态的营养物质，吸附
和富集重金属及一些有毒有害物质； ➢ 输送氧气至根区，有利于微生物的好氧呼吸； ➢ 庞大的根系为微生物提供多样的生境； ➢ 根系生长增强和维持介质的水力传导； ➢ 美观可欣赏性，改善景观生态环境 ➢ ……