污染控制课程-人工湿地在水环境保护及水污染控制中的应用教学课件.ppt

4.人工湿地的应用实例 （4）农业废水处理 德国某养猪厂： 污染物 进水 (mg/L) 出水 (mg/L) 去除率 (%) 氨氮 1364 98 93 硝态氮 34 2.3 95 总氮 1574 176 89 磷酸根 134 0.49 99 钾 885 117 87 铜 1.14 0.08 95 芦苇床对养猪废水的处理效果 4.人工湿地的应用实例 （5）垃圾渗滤液处理 挪威Esval处理厂： 垃圾 渗滤液 工艺流程图： 厌氧塘 曝气塘 出水 自由表面 人工湿地 水平潜流 人工湿地 第一级 第二级 第四级 第三级 人工湿地在水环境保护 及水污染控制中的应用 楼菊青 Research on Constructed Wetlands 1. 概述2. 人工湿地的类型3. 人工湿地去除污染物机理4. 人工湿地的应用实例 人工湿地污水处理技术 1.概 述 Research on Constructed Wetlands 1.概 述 人工湿地的描述： --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。 相关学科： 土壤学 植物学 微生物学 生态学 工程学 1.概 述 技术发展史： 20世纪70年代： -- 探索人工湿地的建设与应用 80年代以后： 90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。 -- 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。 1.概 述 人工湿地组成： （1）防渗层 （2）基质层 （3）腐质层 （4）湿地植物 （5）水体层 2.人工湿地的类型 Research on Constructed Wetlands 2. 人工湿地的类型 3.CWs去除污染物机理 Research on Constructed Wetlands 3.CWs去除污染物机理 总体描述 --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。 3.CWs去除污染物机理 N2+N2O NH3 Org-N NH4＋ NO2 - NO3- NH4＋ NO3- 人工湿地氮循环示意图 [空气] [水体] [土壤] 流入量－流出量－植物吸收量＋植物分泌量＋植物释放量－微生物转化量＋微生物吸收量＋微生物释放量＋固氮量－吸附量＋解附量＋氨氮挥发量＋大气沉降量 3. CWs去除污染物机理 （4）磷的去除 存 在 形 式 说 明 有机磷化物 微生物和植物体内 不溶性磷酸盐 主要存在形式 可溶性磷酸盐 唯一可被微生物利用 人工湿地中磷的存在形式 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) 一般研究认为：E : T : A ＝ 13：17：70 3.CWs去除污染物机理 （4）磷的去除 去除途径： 生物除磷（次要途径） 物化除磷（主要途径） “累积而饱和” 问题： 提高磷的去除效率的研究 对磷的饱和问题的研究 流入量－流出量－植物吸收量＋植物释放量－吸附量＋解吸量－沉淀量－微生物吸收量＋微生物释放量＋大气沉降量 3.CWs去除污染物机理 （4）磷的去除 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 饮用水处理剩余物： 新问题：出水pH上升；有其它物质溶出 --出水pH稳定；无其它物质溶出；符合循环经济的观点 3.CWs去除污染物机理 （5）难降解有机物的去除 去除途径： --土壤中微生物种类比污水处理构筑物中多得多 微生物的降解作用： 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 3.CWs去除污染物机理 （6）金属离子的去除 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 3.CWs去除污染物机理 （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 影响因素： 水力负荷和水力停留时间 4.人工湿地的应用实例 Research