水环境保护中的湿工程技术.pptx

水环境保护中的湿地工程技术1、湿地与湿地工程技术新时期课题：如何继承工业文明优秀成果，发展生态文明。工业文明以人类征服自然为主要特征，而生态文明提倡遵循生态规律，在征服客观世界的同时，主动保护客观世界，实现人与自然相和谐、经济社会发展与生态环境保护相协调的目标。1、湿地与湿地工程技术湿地：以生物为主体包含多元素组成的生态系统。湿地工程技术：生态工程技术的重要组成部分。发展湿地工程技术、保护水生态环境，遵循可持续发展的理念，符合国家生态文明建设的方针政策。Wetland projects①洋湖污水处理系统： 湿地系统、深度净化MSBR工艺一级B人工湿地一级A湿地公园养分水源一级B地表III级靳江河\湘江尾水净化样板、城市绿色景观1.1 湿地（Wetland）Kissimmee River from Central Florida to Lake Okeechobee湿地（Wetland） ：水陆交界区，水域与陆地在时间与空间坐标上交错的界面区域，生物繁衍变异从水域到陆地的过度缓冲地带。物种宝库（96%物种、生物多样性保护）地球之肾（吸附、吸收、截留、过滤、净化）地球：生物圈1号 = 大湿地Niagara Falls尼亚加拉河独特的自然湿地景观大兴安岭内蒙洞庭湖物理（吸附过滤沉淀）化学（转化氧化还原）功能生物化学（消化降解）生物（吸收利用）生态（物质与能量转化）强化功能发展人工湿地技术在人工湿地系统中，污水成为湿地生物的养分和水分资源发展湿地技术在促进生态文明建设中可发挥重要的作用湿地的五大净化功能生态功能：生态学金字塔与生态位食物链（网）中的地位：核心生态位因素物质、能量、种类数、递减人类崛起生态塔坍缩土气水污染四级物质能量消耗三级人类:食草/肉生态位物质/空间/时间二级消费者肉食动物初级消费者食草动物生产者（绿色生物）太阳能 + H2O + CO2 + 养分 === 有机物质 + O2构建具有复合生物群落功能的人工湿地生态系统Albuquerque school sewage treatment systemFamily system城市湿地元素：华盛顿1.1 湿地：问题与思考界面区域与界面效应：异质性？能流？物流？信息流？反应活跃、组成复杂、丰富湿地的生态（服务）功能：物质能量产出、储存与转化？生物多样性？基因多样性？景观多样性？湿地净化功能：如何增强湿地五大净化功能？生物群落功能：如何构建一个具有复合生物群落（时空）功能的人工湿地生态系统？1.2.1 人工湿地类型：水流方式表流和潜流（1）表流型人工湿地Surface-flow wetlands杭州西溪湿地 Hangzhou Xixi Wetlands1.2 人工湿地（Constructed wetlands）城都活水公园洋湖湿地公园城市生态工程、现实与历史意义 （2）潜流型人工湿地（I）垂直潜流Vertical-flow constructed wetlands成都凤凰河二沟污水厂 混合污水；2万m3/d；占地面积：总：65000 m2 IIIIII(II) 水平潜流Horizontal-subsurface flow constructed wetland长沙青竹湖星月水库人工湿地系统串联与并联表流表流表流表流潜流潜流去除率（100 mg/L BOD: HLR=1T/3m2）表流：10-30%；潜流：20-40%功能表流：储水、布水、絮凝沉淀去除大颗粒物潜流：吸附、过滤、植物根系+微生物+填料1.2 .2 组合方式（1） 建设与运行成本低、生态与景观价值高（2） 适用面广（乡镇、景观区、湖区、面源污染区、 难以构建常规管网+污水处理厂地区）(1)工艺不完整 (系统结构与生物种类功能可控性) 开放生态系统状态（组成、结构、功能、物质、能量）变化的复杂性与不确定性(2) 处理效率较低 (抗水力与污染负荷能力较小)占地面积较大 (单位面积的处理容量较小)受环境影响大（冬季去除率低，夏季藻类繁殖快）1.2.3 湿地技术的主要优缺点1.2 人工湿地：问题与思考表流湿地：功能？去除率？厌氧塘？氧化塘？潜流湿地：土地过滤？沙滤？布水？填料？吸附过滤、堵塞？组合方式：串联（级数）、并联、组合优化原理？优缺点：如何提高处理效率、扩大适用范围、完善工艺，增强人工湿地净化功能和稳定性？关键技术：解决冬季与夏季问题？1.3 人工湿地组成要素与功能水、植物、动物、微生物、填料（1） 水及其主要污染物质BOD：生化需氧量：有机物 + O2 == CO2 + H2O+M+ECOD：化学需氧量：NH4+-N + O2 == NO3--N TSS： 总悬浮颗粒物：有机、无机悬浮物（水体景观）TN： 有机N、无机N（NH4+、NO3-）（有效养分）TP： 有机P、无机P（PO43-、HPO42