1、化研1215 王伟龙指导老师 林爱军日 期 20120926环境修复之人工湿地技术主要内容 一、人工湿地概述 二、人工湿地分类、组成及其性能 三、人工湿地净化废水的机理及其优缺点 四、目前存在的问题及对策 五、人工湿地工程应用案例 六、人工湿地技术发展前景与展望环境修复之人工湿地技术 一、人工湿地概述1.1 湿地定义 湿地指不问其为天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体，包括低潮时水深不超过六米的水域。环境修复之人工湿地技术若尔盖湿地（四川省阿坝）巴音布鲁克（新疆天山）三江平原湿地(黑龙江)黄河三角洲(山东)扎龙保护区(黑龙江)辽
2、河三角洲湿地（渤海辽东湾）中国最美的湿地-哈拉海 腾冲北海湿地山地少见的天然湿地城市中的天然湿地兰诺克沼泽海口红树林滩涂环境修复之人工湿地技术 一、人工湿地概述1.2 人工湿地定义 人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统，类似自然沼泽地，但由人工建造和监督控制，是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。它是一种集物理、化学、生化反应于一体的废水处理技术；是一个独特的土壤、植物、微生物综合生态系统。环境修复之人工湿地技术 一、人工湿地概述1.3 国内外应用现状1987年年第一个人工第一个人工湿地系统湿地系统人工湿地人工湿地净化机理净
3、化机理 系统系统 控制控制设计及运设计及运行参数行参数采油废水采油废水啤酒废水啤酒废水垃圾场垃圾场渗滤液渗滤液农业污农业污染控制染控制制浆造制浆造纸废水纸废水生活污水生活污水环境修复之人工湿地技术 一、人工湿地概述1.3 国内外应用现状国外人工湿地应用情况国外人工湿地应用情况新西兰丹麦德国英国美国80200200200600 在国外，人工湿地技术应用更成熟、更广泛。除了应用于基本废水处理外，还广泛应用于酸性矿山废水处理、淡水回用水深度处理、净化富营养化水、自然保护、处理硝酸盐污染的地下含水层等。环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 一、人工湿地概述1.4 实施人工湿地生态系统的意义作为
4、完整的生态系统，创建环境优雅、人与自然和谐共生的生态园，实现良好的社会效益；作为雨水收集系统，充分蓄存雨水资源以供给绿化、景观用水；净化生活污水并循环使用之，节约宝贵的水资源，符合国家大力倡导的可持续发展理念和循环经济增长模式，经济效益显著。实施人工湿地生态系统能带来巨大的环境与经济效益。环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.1 人工湿地的分类浮水植物系统挺水植物系统沉水植物系统按植物存在状态分潜流系统（潜流湿地）自由水面系统（表流湿地）按水的流动状态分环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.1 人工湿地的分类表流湿地示意图表流湿
5、地示意图环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.1 人工湿地的分类表流湿地示意图表流湿地示意图环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.1 人工湿地的分类潜流湿地示意图潜流湿地示意图潜流湿地示意图潜流湿地示意图环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.2 人工湿地的组成及其性能 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，如芦苇；（4）无脊椎或脊椎动物；（5）好氧或
6、厌氧微生物种群。环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.2 人工湿地的组成及其性能景观湿地中枯枝景观湿地中枯枝落叶对园区生态落叶对园区生态的改良作用的改良作用构筑湿地：构筑湿地：芦苇、茭白、香蒲植物对污染物植物对污染物去除作用去除作用 景观湿地：景观湿地：乔灌草结合环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.2 人工湿地的组成及其性能环境修复之人工湿地技术 微生物：人工湿地中微生物是净化污水的“主力军”。其数量在一定程度上可反映人工湿地净化污水的能力。它们把有机质作为丰富的能源，将其转化为营养物质和能量。大量有机质营养物质和能量各种微生
7、物被摄取作用于转化机体使用环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.2 人工湿地的组成及其性能去除金属离子去除金属离子 粘土氧化和提高酸性法蒙脱土吸附阳离子 蒙脱土和海泡石吸附能力 湿地中基质对污染物的去除湿地中基质对污染物的去除环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 二、人工湿地的分类、组成及其性能2.2 人工湿地的组成及其性能环境修复之人工湿地技术 动物：动物是作为人工湿地生态系统中必不可少的一部分，其在食物链与营养级的生态平衡中起到重要作用，进而对人工湿地污水处理系统的稳定性作出了重要贡献。有研究提到了蚯蚓能起到清洁垃圾的作用，从而减少了排泥次数。蚯蚓和沙蚕对重金
8、属有富集作用，可以推测这些动物对污水中的重金属去除也能起一些作用。动物体动物体铜铜铬铬汞汞镍镍铅铅环境修复之人工湿地技术 三、人工湿地净化废水的机理及其优缺点3.1 人工湿地净化废水的机理 人工湿地能够利用基质-微生物-植物这个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污水的高效净化，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、微生物生长，实现良好的生态效果。环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 三、人工湿地净化废水的机理及其优缺点3.1 人工湿地净化废水的机理悬浮物的去除有机物的去除氮、磷的去除重金属的去除
9、过滤过滤沉淀沉淀湿地介质湿地介质表面吸附表面吸附微生物生长微生物生长好氧呼吸好氧呼吸厌氧消解厌氧消解硫酸盐还原硫酸盐还原基质的吸附、基质的吸附、过滤、沉淀、挥发过滤、沉淀、挥发植物的吸收植物的吸收微生物的硝化、微生物的硝化、反硝化反硝化微生物同化微生物同化植物的吸收植物的吸收聚磷菌的过量摄磷聚磷菌的过量摄磷基质物理化合作用基质物理化合作用植物的吸收与富集植物的吸收与富集悬浮颗粒的悬浮颗粒的过滤与沉淀过滤与沉淀土壤胶体土壤胶体颗粒的吸附颗粒的吸附环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 三、人工湿地净化废水的机理及其优缺点3.2 人工湿地净化废水的优缺点建造和运行费用便宜建造和运行费用便宜组
10、合具有多样性和针对性等优点组合具有多样性和针对性等优点可进行有效可靠的废水处理可进行有效可靠的废水处理可缓冲对水力和污染负荷的冲击可缓冲对水力和污染负荷的冲击可提供和间接提供效益，有良好的景观效应，可持续的经济效益可提供和间接提供效益，有良好的景观效应，可持续的经济效益良好的蓄水功能，可以有效的节约水资源良好的蓄水功能，可以有效的节约水资源优点优点环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 三、人工湿地净化废水的机理及其优缺点3.2 人工湿地净化废水的优缺点对恶劣气候条件抵御能力低对恶劣气候条件抵御能力低占地面积大占地面积大易受病虫害影响易受病虫害影响容易产生淤积、饱和现象容易产生淤积、饱和
11、现象净化能力受作物生长成熟程度的影响大净化能力受作物生长成熟程度的影响大设计，运行参数不精确设计，运行参数不精确，反而可能成为污染源，反而可能成为污染源缺点缺点环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 四、存在的问题及解决方案？温度问题占地面积问题出水污染物浓度回升问题堵塞问题工艺上使用工艺上使用潜流人工湿地潜流人工湿地适当的保温措施适当的保温措施加强前处理单元加强前处理单元选址于市郊区域选址于市郊区域采用组合工艺采用组合工艺及时收割调控及时收割调控及时将茎叶等及时将茎叶等杂物移除水体杂物移除水体及时进行其他维护及时进行其他维护选择适当的填料选择适当的填料采用合适的操作工艺采用合适的操作工
12、艺选择适当的植物密度选择适当的植物密度及时维护及时维护环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 五、人工湿地工程应用实例5.1 深圳白泥坑人工湿地处理系统 我国“七五”开始对人工湿地进行研究，已建成一些示范工程，并于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程白泥坑人工湿地处理系统。白泥坑人工湿地污水处理系统位于深圳市宝安县百泥坑村南500m处。水系沿山角流向海湾属海洋性气候。占地面积189亩，日处理量3100m3/d废水。工程流程图工程流程图人工湿地及氧化塘系统各单元的设计参数人工湿地及氧化塘系统各单元的设计参数 深圳人工湿地系统与其它污水处理厂的经济比较深圳人工湿地系统与其它
13、污水处理厂的经济比较 环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 五、人工湿地工程应用实例5.2 满堂河小流域人工湿地对污染物消减 满堂河人工湿地位于沈阳市东陵区满堂河小流域，纬度:41.9，经度:123.6，属于受季风影响的温带湿润大陆性季风气候。年平均气温为7.4，年平均降水量为705.4毫米。拥有24个处理单元，总面积270亩。构筑湿地属于潜流型湿地，面积2.5公顷。构筑湿地构筑湿地景观湿地景观湿地 景观湿地属于表流型人工湿地，面积2.5公顷，是由一系列相互配置的植物群落组成的，主要通过植物根系及土壤完成对污水的进一步净化。环境修复之人工湿地技术环境修复之人工湿地技术 六、人工湿地技术
14、发展前景与展望6.1 发展趋势 目前，虽然人工湿地的研究和应用正方兴未艾，但其也有不足之处，今后人工湿地污水处理系统的发展趋势将体现在以下几个方面：开发数据库和设计指南开发数据库和设计指南改良人工湿地技术改良人工湿地技术不断扩大应用范围不断扩大应用范围环境修复之人工湿地技术 六、人工湿地技术发展前景与展望6.1 发展趋势 在我国，人工湿地的研究起步较晚，因此有关湿地植物的研究还需不断深入、探索。今后我国人工湿地水生植物的研究可以着重关注以下几方面：人工湿地生境条件下水生植物的生理生态研究人工湿地生境条件下水生植物的生理生态研究人工湿地水生植物对有毒有害污染废水净化方面的研究人工湿地水生植物对有
15、毒有害污染废水净化方面的研究人工湿地水生植物种类的筛选及其适宜人工生境的研究与创建人工湿地水生植物种类的筛选及其适宜人工生境的研究与创建通过通过对对水生植物种类的选择或管理来激发新根生长提高氧传递水生植物种类的选择或管理来激发新根生长提高氧传递关于收割植物对人工湿地有机质影响的研究关于收割植物对人工湿地有机质影响的研究环境修复之人工湿地技术 六、人工湿地技术发展前景与展望6.2 前景展望 人工湿地污水处理技术具有处理效果好，出水水质稳定，氮磷去除率强，运转管理维护方便，工程基建和运转费用低，对负荷变化适应能力强，适于处理间歇排放的污水等特点。同时，人工湿地对保护野生动物和提高局部地区的景观美学价值也有益处。因此，在我国大力开展人工湿地治理污水，对我国水污染治理具有很大的意义，同时也具有很好的前景。环境修复之人工湿地技术荒漠中的人工湿地咸安双溪镇人工湿地奥林匹克森林公园中的人工湿地自家庭院中的小人工湿地滇池的人工湿地谢谢观赏！
