《湿地生态学》第7章人工湿地.pptx

;;;;;;三、人工湿地污水处理系统构造（工程湿地）;2、人工湿地污水处理的特点;– 人工湿地的缺点主要有：;3、 按照污水在湿地床中的水流方式的不同， 人工湿地分为三种形式: –表面流人工湿地 –水平潜流人工湿地 –垂直流人工湿地;11;;;;;;? 自由表面流湿地在欧洲发展缓慢。瑞典1994年在Wittgren建 一座占地22公顷的自由表面流湿地。在北美约200座湿地处理 系统有2/3是自由表面流湿地，其中一半又是自然湿地。 ? 地下潜流系统在欧洲应用较多，有几百座。在丹麦，德国， 英国等国家都至少有200个系统在运行。此技术还在快速发展， 绝大多数系统种植有芦苇，也有种植其它湿地植物的。 ? 垂直流湿地在欧洲许多地方投入运行已有几十年。垂直流系 统至今未广泛使用是因为其需要更细致的建设和介质选择。 ? 人工湿地不仅可用于城市和各种工业废水的二级处理，还可 用于高级处理中的精处理和对农田径流的处理。;4、根据湿地中植物的存在状态，可分为 ： ? 浮水植物系统； ? 沉水植物系统； ? 挺水植物系统。;湿地类型1—浮水植物系统;? 沉水植物系统：以沉水植物为主，该系统还处于 试验阶段。;? 挺水植物系统：以挺水植物为主，植物根系发 达，可通过根系向基质送氧，使基质中形成多 个好氧、兼性厌氧、厌氧小区，利于多种微生 物繁殖，便于污染物的多途径降解，目前人工 湿地主要指挺水植物系统。;;;;? 在高浓度的污染条件下，植物吸收的氮磷的量会 超过自身生长所需要的量，最后通过收割植物而 使氮磷等污染物从污水和湿地系统中去除。 ? 实验表明，在湿地使用的第一年，营养物质在植 物根部的含量占到35%以上，随着时间的增长， 根部的营养物质含量还会增加到75%以上。所以， 仅仅通过收割植物地面上部分而去除的氮营养元 素，仅占去除总氮量的8%－16%。;;? 重金属去除效率取决于植物类型和重金属类型 – 浮萍植物能够贮存大量铜、镉、硒 – 镉、铜、镍、铅和锌与硫化物形成不溶性化合物 – 铬、铜、铅和锌与有机物质结合成复杂的化合物 – 铬和铜能与粘土通过化学键结合，并被固定起来;? 通过沉降作用去除 –研???表明：57% 总大肠杆菌、62% 粪便大肠 杆菌、98% 贾第鞭毛虫病、87% 似隐孢菌都 能被湿地去除。 –细菌聚积在沉淀物表面 ? 会受到人为活动干扰 ? 通过根系结构过滤;;;;;? 水文条件包括积水期与深度变化、季节和年际波 动、水力负荷速率等参量。 (1) 积水期与深度变化 ? 工程湿地最基础设计参量之一是积水期与水深 度。随时间的变化，具有季节性水深度波动变 化的湿地对生物多样性和生物地球化学过程有 着最大的潜力。;? 在工程湿地的启动阶段，需要低水位来避免破坏 新长出的挺水植物，然而连续的淹水对于漂浮植 物和沉水植物却是必需的。 ? 如果湿地植物是从种子发芽开始生长的，精确阶 段性的水位降低是必需的。 ? 植物建立的启动阶段可能会花2-3年，而形成一个 充足沉积物过滤层可能还会在其后再花2-3年时间。;(2) 季节和年际波动;(3)水力负荷速率:;3. 集水区地形;4. 化学负荷;;（1）人工湿地基质的构建;（2）有机质含量;（3）营养物;? 表面流人工湿地多以土壤为基质，潜流与垂直流 系统则根据不同的特征污染物选择不同的基质， 并须考虑便宜、易于取材等因素。;? 以SS，BOD和COD为特征的污水，须根据水力停 留时间、水容量以及出水水质等因素，选择土壤、 细沙、砾石、瓦片或灰渣中的一种或多种为填料。 ? 以P为特征的污水，最好选择飞灰和页岩为填料， 其次是铝矾土、石灰石和膨润土等；泡沸石与油 页岩对P的吸附能力较差，不宜选用。;? 人工湿地系统中除氮的关键在于选择填料，因此 新型价廉高效的吸附材料的开发应用是目前人工 湿地污水处理的研究重点。 ? 如聂发辉等研究了硅石在实验条件下去除污水中 氨氮的能力以及水中pH值、湿度、浓度、硅石粗 细对去除氨氮的影响，为硅石作为一种新型填料 的应用提供了基础数据和理论依据。;6. 植物;;;（3）引种植物必须具有较强的耐污染能力；;（4）植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿;（6）具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和 综合利用价值。;– 由于城镇污水处理系统靠近城郊，同时面积较大,故美化景 观也是必须考虑的。 – 然而在实际工作中，很多工艺设计者和建设者考虑得最多 的是植物的独有性和观赏价值等表在因素，没有考虑到栽 种该植物后的植株生长效果、湿地的运行效果、生长表现 以及对生态的安全性等，导致人工湿地在运行一段时间后 功能骤降或运行费用剧增，最后导致系统瘫痪或闲置。;;? 由于这类植物以营养生长为主，对N的吸收利用 率要高，因此，在进行植物配置时应重视