人工湿地处理系统PPT课件
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第七章、人工湿地处理系统
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1
1.概述 湿地系统的概念
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2
滇池边的天然湿地
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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。
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4
滇池边的人工湿地
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5
垂直流人工湿地表面布水系统
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6
精品ppt
7
人工湿地发展史：
➢ 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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8
人工湿地处理系统的优点：
Constructed wetlands can be less expensive to build than other treatment options
Operation and maintenance expenses (energy and supplies) are low
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17
湿地除磷特性
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
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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
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10
2.CWs去除污染物机理
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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。
They facilitate water reuse and recycling
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9
They provide habitat for many wetland organisms
They can be built to fit harmoniously into the landscape
挺水植物系统 浮水植物系统 沉水植物系统
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各类废水 N、P的去除 N、P的去除
26
Free surface flow wetlands
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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
水力负荷和水力停留时间
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22
3、人工湿地的种类
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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
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24
（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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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
NO3-
NH4＋
NO3-
Fra Baidu bibliotek
图 人工湿地氮循环示意图
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[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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12
（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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13
（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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14
Operation and maintenance require only periodic, rather than continuous, on-site labour
Wetlands are able to treat wastewaters with low organic load (too low for activated sludge)
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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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
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20
（6）金属离子的去除
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
➢ 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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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：
（3）氮的去除
➢ 去除途径：
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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15
（3）氮的去除
NH3
N2+N2O
[空气]
Org-N
NH4＋ NO2 -
[水体]
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28
（Ⅱ）潜流型人工湿地
水平潜流人工湿地系统示意图
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29
（Ⅱ）潜流型人工湿地
垂直潜流人工湿地系统示意图
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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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5
垂直流人工湿地表面布水系统
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人工湿地发展史：
➢ 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
Operation and maintenance expenses (energy and supplies) are low
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湿地除磷特性
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
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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
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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。
They facilitate water reuse and recycling
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They provide habitat for many wetland organisms
They can be built to fit harmoniously into the landscape
挺水植物系统 浮水植物系统 沉水植物系统
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各类废水 N、P的去除 N、P的去除
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Free surface flow wetlands
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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
水力负荷和水力停留时间
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3、人工湿地的种类
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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
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（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
NO3-
NH4＋
NO3-
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图 人工湿地氮循环示意图
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[土壤]
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（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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（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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Operation and maintenance require only periodic, rather than continuous, on-site labour
Wetlands are able to treat wastewaters with low organic load (too low for activated sludge)
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
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
➢ 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：
（3）氮的去除
➢ 去除途径：
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]
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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
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（Ⅱ）潜流型人工湿地
垂直潜流人工湿地系统示意图
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