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1、人工湿地在水环境保护人工湿地在水环境保护及水污染控制中的应用及水污染控制中的应用楼菊青楼菊青楼菊青楼菊青 10914038109140381091403810914038Research on Constructed WetlandsResearch on Constructed Wetlands1.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人工湿地污水处理技术1.概 述Research on Constructed Wetlands1.概 述人工湿地的描述：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
2、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。相关学科相关学科：l 土壤学l 植物学l 微生物学l 生态学l 工程学1.概 述技术发展史：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v人工湿地组成：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 Wetlands2.人工湿地的类型3.CWs去除污
3、染物机理Research on Constructed Wetlands3.CWs去除污染物机理v 总体描述总体描述 -人工湿地具有独特而复杂的净化机理，利用基质基质微生物微生物植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v（1 1）悬浮物（）悬浮物（SSSS）的去除）的去除 去除区域：去除区域：进口处510cm内完成 机理机理：l 基质层的填料l 植物的根、茎“过滤、拦截过滤、拦截”作用
4、作用l 腐殖层 流入量流出量过滤量植物衰亡量微生物净生长量 脱落量捕食量3.CWs去除污染物机理v（2 2）有机物的去除）有机物的去除 降解主体：降解主体：兼性细菌；厌氧细菌；好氧细菌 机理：机理：l 细菌l 植物的根系l 填料基质提示：运用生态学的观点分析 流入量流出量水解生成量微生物降解量植物分泌量 植物吸收量3.CWs去除污染物机理v（3 3）氮的去除）氮的去除 去除途径：去除途径：l 植物吸收及其收获而去除l 氨的挥发l 硝化反硝化作用l 基质的吸附和阳离子交换作用-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3.CWs去除污染物机理N2+N2O
5、NH3Org-NNH4NO2-NO3-NH4NO3-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v（4 4）磷的去除）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)l 一般研究认为：E:T:A 13：17：703.CWs去除污染物机理v（4 4）磷的去除）磷的去除 去除途径
6、：l 生物除磷（次要途径）l 物化除磷（主要途径）“累积而饱和累积而饱和”问题：l 提高磷的去除效率的研究l 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v（4 4）磷的去除）磷的去除 除磷填料最近研究进展：除磷填料最近研究进展：l 矿物填料：方解石；页岩；赭石；风钢渣等l 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v（5 5）难降解有机物的去除）难降解有机物的去除 去除途径：去除途径：-土壤中微生物种类比污水处理构筑物中多得
7、多l 微生物的降解作用：l 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v（6 6）金属离子的去除）金属离子的去除 去除途径：去除途径：l 植物吸收和微生物富集作用l 土壤胶体颗粒的吸附作用（离子交换）l 与S2形成硫化物沉淀 问题：问题：l 存在富集而饱和的问题l 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v（7 7）细菌的去除）细菌的去除 去除途径：去除途径：l 基质层的沉降截留作用l 植物根系的某些分泌物的灭活作用 影响因素：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 on Constr
8、ucted Wetlands4.人工湿地的应用实例v（1 1）生活污水处理）生活污水处理 美国密歇根州的Vermontville村：l 植物：香蒲兼性稳定塘4.4hm2渗滤土地床4.6hm2生活污水农业灌溉l 设计流量：380m3/d；服务期限：20年（已运行25年）l 工艺流程图：4.人工湿地的应用实例v（1 1）生活污水处理）生活污水处理 美国密歇根州Vermontville：出水水质可达到美国农业灌溉水质要求l 运行经验：湿地系统为水禽提供了合适的沼泽栖息地 每年收割45次对湿地基本无破坏 湿地的运行维护管理费用低廉-1990年总费用为4200美元，其中3400美元用于劳动力和土地4.人
9、工湿地的应用实例vv（1 1）生活污水处理）生活污水处理欧洲最新运用进展欧洲最新运用进展 法国处理原城市污水20年经验总结l 人工湿地类型：垂直流人工湿地l 主要结论：（1）该系统对未经预处理的城市污水有良好的处理效果，尤其是对COD、SS和氨氮的硝化（2）系统中氨氮的硝化是最敏感的过程（3）系统出水COD60mg/L；SS15mg/L；TKN8mg/L（4）污染物的去除效率同负荷和植物种类相关（5）第一级人工湿地中污泥年积累量15mm左右，因此应每1015年清理一次污泥 丹麦人工湿地就地预处理农村单户生活污水：就地预处理单户生活污水人工湿地示意图vv（1 1）生活污水处理）生活污水处理欧洲最
10、新运用进展欧洲最新运用进展4.人工湿地的应用实例4.人工湿地的应用实例 丹麦人工湿地就地处理农村单户生活污水：l 主要研究内容 根区氧化系统设计指南 垂直流人工系统设计指南 柳树湿地系统设计指南l 问题 对除磷，还没有适宜的技术方案（目前使用化学法除磷）vv（1 1）生活污水处理）生活污水处理欧洲最新运用进展欧洲最新运用进展4.人工湿地的应用实例v（2 2）化工废水处理）化工废水处理 美国加利福尼亚州Chevron Richment炼油厂：l 工艺流程图：工业废水厂区雨水排放人工湿地l 建设运行经验：条件合适时，淤积的氧化塘改建为人工湿地是可行的 湿地可为水禽提供很有价值的栖息地 湿地稳定运行
11、的最关键因素是控制污水负荷-人工湿地上鸟类数量有200万只，鸟的种类达85种之多4.人工湿地的应用实例v（3 3）农村非点源污染控制）农村非点源污染控制 中国云南洱海人工湿地脱氮除磷：l 工艺流程图：废水出水入洱海沉淀池厌氧塘收 集系 统配水系统人工湿地人工湿地多级人工湿地4.人工湿地的应用实例v（3 3）农村非点源污染控制）农村非点源污染控制 中国云南洱海人工湿地脱氮除磷：l 主要结论：（1）高效低耗的人工湿地技术对中国经济落后的农村是一种适用技术（2）经过人工强化后的稳定塘和湿地占用土地面积少（3）稳定塘人工湿地联用技术对相对浓度高、波动大的农村非点源污染控制具有良好的效果（4）氮、磷的控
12、制对洱海的水体功能恢复至关重要（5）人工湿地不仅能控制污染，还具有景观功能，对国内的湖体修复和水环境保护具有现实意义4.人工湿地的应用实例v（4 4）农业废水处理）农业废水处理 德国某养猪厂：l 工艺流程图：养猪废水固体废物农业用水厌氧消化池人工湿地生物气：城镇供暖消化污泥：农田肥料4.人工湿地的应用实例v（4 4）农业废水处理）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13649893硝态氮342.395总氮157417689磷酸根1340.4999钾88511787铜1.140.0895l 芦苇床对养猪废水的处理效果4.人工湿地的应用实例v（5 5）
13、垃圾渗滤液处理）垃圾渗滤液处理 挪威Esval处理厂：垃圾渗滤液l 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4.人工湿地的应用实例v（5 5）垃圾渗滤液处理）垃圾渗滤液处理 挪威Esval处理厂：l 去除效率污染物去除率(%)BOD88COD91TOC71TN83TP88Fe88E.coli954.人工湿地的应用实例v（6 6）雨水处理）雨水处理 英国伦敦东郊Dagenham：l 需求分析：-城市道路和高速公路的雨水径流含油许多污染物，如：有机物；石油类；洗涤剂和重金属等l 设计施工：-雨水调节池对悬浮固体去除效果高，但对有机污染物去除效率低下-英国
14、Severn-Trent水务公司4.人工湿地的应用实例v（6 6）雨水处理）雨水处理 英国伦敦东郊Dagenham：河流l 工艺流程图：生物转盘（二级处理）雨水芦苇湿地（合流制三级处理）合流制下水道雨水芦苇湿地（分流制）溢流井溢流雨水导流井分流制下水道4.人工湿地的应用实例vv（6 6）雨水处理）雨水处理欧洲最新运用进展欧洲最新运用进展 德国处理CSOs实践经验总结：l 人工湿地类型：垂直流人工湿地l 主要研究内容：（1）人工湿地的尺度问题，即由水力负荷和排放频率确定湿地的容积和面积（2）构筑总结：溢流量控制；排水系统与防渗；填料材质；出流及其构筑方式（3）费用问题技术经济经验公式（4）运行操
15、作要点：SS的负荷；长期表面淹没问题；植物初期建立4.人工湿地的应用实例 英国处理城市地表雨水径流调查：l 调查对象：类型住宅商用工业公路混合休闲机场合计SF11131128167790SSF21141411VF112合计1414133217712103l 新概念：可持续排水系统(Sustainable Drainage Systems)vv（6 6）雨水处理）雨水处理欧洲最新运用进展欧洲最新运用进展4.人工湿地的应用实例 英国处理城市地表雨水径流调查：l 去除效率调查结果(加*数据为TN)：SSBODNH3-NNO3-NE.Coli城市径流城市径流湿地76(3695)24(-5781)31(
16、062)33(-1768)(5288)滞留塘73(1399)53(1099)92(8699)植物塘55(4691)40(069)29(080)高速公路径流高速公路径流湿地(5070)18(1020)*(5090)表面流(1375)15(532)45*(1060)*82(7599)潜流73(1399)53*(1096)*92(8699)vv（6 6）雨水处理）雨水处理欧洲最新运用进展欧洲最新运用进展4.人工湿地的应用实例 英国处理城市地表雨水径流调查：l 结论与建议：（1）目前，在许多国家“可持续的排水系统”(SUDS)研究与发展的热点问题（2）该系统应结合人工湿地技术（3）为了最大限度地去除污
17、染物质，也为了暴雨湿地系统能够持续有效运行，其设计与运行管理的规范化工作有待进一步提高与加强vv（6 6）雨水处理）雨水处理欧洲最新运用进展欧洲最新运用进展工艺特点：生态处理系统利用基质工艺特点：生态处理系统利用基质微生物微生物植物复合生态系统的物理、化学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。物分解来实现对污水的高效净化。存在问题：水力负荷和污染物负荷较低，有较大的面积需求。存在问题：水力负荷和污染物负荷较低，有较大的面积需求。(7)(7)
18、处理污水厂尾水处理污水厂尾水4.人工湿地的应用实例（7）处理污水厂尾水）处理污水厂尾水如果生态处理系统对氮磷去除有要求：一般情况下：垂直流有利于硝化；如果生态处理系统对氮磷去除有要求：一般情况下：垂直流有利于硝化；水平流有利于反硝化；钢渣、自来水厂泥饼等填料具有很好除磷效果。水平流有利于反硝化；钢渣、自来水厂泥饼等填料具有很好除磷效果。N2+N2ONH3Org-NNH4NO2-NO3-NH4NO3-空气水体土壤4.人工湿地的应用实例湿湿 地地 进进 水水人人工工湿湿地地系系统统湿湿 地地 出出 水水vv（8 8）用于受污染水体的水质净化）用于受污染水体的水质净化4.人工湿地的应用实例景观人工湿
19、地景观人工湿地人工湿地人工湿地受污染城市水体修复技术受污染城市水体修复技术受污染城市水体修复技术受污染城市水体修复技术人工湿地发挥净化作用人工湿地发挥净化作用水质净化和环境美化结合的湿地技术楼菊青Thank You!11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。14、梦想总
20、是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。18、在人生的舞台上，当有人愿
21、意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重
22、的样子。4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢
23、长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过.但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。15、所有的辉煌和伟
24、大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其实都是祝愿。