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1、人工湿地污水处理技术简介,1,基本概念,湿地(wetland) 包括沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区、河流、湖泊、水库、稻田等。国际湿地公约人工湿地 为处理污水而人为设计建造的、工程化的湿地系统。,2,人工湿地的发展历史与研究现状,人工湿地在国外的发展历史1903年，英国约克郡，世界上第一个处理污水的人工湿地。20世纪60年代，人工湿地污水处理工艺在世界各地受重视并较广泛应用。1977年，Kickuth提出“根区法” ，标志着人工湿地污水处理机理的初步萌芽。20世纪80年代末和90年代初，人工湿地作为一种新型污水处理技术正式进入水污染控制领域。至2006年，欧洲建有一万多座人工湿地，亚
2、洲、澳洲、拉丁美洲也有越来越多的人工湿地污水处理系统建成和投入运行。,3,人工湿地的发展历史与研究现状,人工湿地在国内的发展历史“七五”期间，我国才开始对人工湿地较大规模的研究。1989年，天津市环科所，我国第一座芦苇湿地工程。1990年，国家环保局华南环保所，深圳白泥坑，我国第一座实用型人工湿地污水处理系统。2002年，江苏泗洪县，处理规模50000t/d。2012年8月28日，青海省首项人工湿地污水处理工程开工建设，占地面积约 1.4万平方米，处理能力500 m3/d。2012年8月，山东省辖南水北调沿线已建成人工湿地14.6 万亩，修复自然湿地16.3万亩。该湿地工程对水体中氮、磷的去除
3、率达到 60% 以上，出水水质达地表水类要求。,4,人工湿地的发展历史与研究现状,应用现状,5,人工湿地的发展历史与研究现状,目前，对人工湿地处理系统的研究方兴未艾，综合前人的研究工作，可将其归纳为以下三方面：扩大人工湿地污水处理技术应用范围，研究其处理某些特殊废水的可行性与效果。探讨人工湿地处理污水的机理，建立动力学模型，用以描述污染物的降解过程和指导人工湿地的运行。提出改善人工湿地处理效果和运行条件的措施，使人工湿地的结构设计达到最优化。,6,人工湿地的组成,人工湿地一般由五部分组成：具有透水性的基质适于在饱和水和基质中生长的植物水体无脊椎或脊椎动物好氧或厌氧微生物种群,7,人工湿地的组成
4、,基质,微生物,动物,水体,水生植物,某潜流型人工湿地,8,人工湿地的分类,按照系统布水方式或水流方式差异，人工湿地一般分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。 人工湿地,自由表面流人工湿地,水平潜流人工湿地,潜流型人工湿地,垂直潜流人工湿地,9,人工湿地的分类,自由表面流人工湿地,潜流型人工湿地,基质,污水,基质,污水,10,人工湿地的分类,11,人工湿地技术的特点,12,人工湿地技术的特点,人工湿地的净化能力良好、 投资运行费用低等诸多特点， 决定了它特别适用于地理条 件比较宽裕、经济发展水平 不高的地区，例如农村和中 小城镇。另外，人工湿地还兼具仿真自然湿地和生态景观休闲服务等优势，逐渐
5、成为一种适于大力推广的污水处理和生态建设并举的新型实用技术。,13,人工湿地植物,植物,芦苇,凤眼莲，又称水葫芦,睡莲,金鱼藻,14,人工湿地植物,湿地植物具有以下功能：直接吸收、利用污水中可利用态的营养物质，吸附和富集重金属及一些有毒有害物质；输送氧气至根区，有利于微生物的好氧呼吸；庞大的根系为微生物提供多样的生境；根系生长增强和维持介质的水力传导；美观可欣赏性，改善景观生态环境,15,人工湿地植物,研究表明，不同的湿地植物，生长速度、对污染物吸收转化能力、泌氧能力等存在显著差异，因此净化功能不尽相同。可根据以下几个方面选择人工湿地的植物：耐污性生长适应能力根系的发达程度经济价值美观要求尽可
6、能增加湿地系统的生物多样性因地制宜,16,人工湿地植物,可用于人工湿地的植物有芦苇、茳芏、大米草、稗草、美人蕉等，目前最常用的是芦苇。,茳芏，俗称龙须草,大米草,17,人工湿地基质,基质填料对污染物的截留作用：提供吸附表面渗透性影响水力条件除磷作用,砾石,18,人工湿地基质,基质填料的选择原则：质轻，松散，足够的机械强度；比表面积大，孔隙率高，属多孔惰性载体；不含有害物质，化学稳定性好；水头损失小，形状系数好，吸附能力强；滤速高，工作周期长，产水量大，水质好。常用填料：砾石、沸石、碎石、粉煤灰、生物陶粒、炉渣,19,人工湿地的净化机理,人工湿地利用系统中基质-水生植物-微生物的三重协同作用，通
7、过基质的过滤、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。,20,人工湿地的净化机理,有机物的去除不溶性有机物：通过在湿地基质中的沉积、过滤作用很快地被截留；可溶性有机物：通过微生物的吸附、吸收以及厌氧、好氧生物代谢过程而被分解去除。,21,人工湿地的净化机理,氮的去除,硝化反硝化,22,人工湿地的净化机理,氮在微生物作用下去除,23,人工湿地的净化机理,磷的去除,24,人工湿地的净化机理,三条途径对磷去除的贡献大小为：基质水生植物微生物（短期结果）水生植物基质微生物（长期结果）,25,人工湿地的净化机理,悬浮物的去除基质层填料、植物的根系和茎、腐殖层的过滤和阻截作用进水
8、中悬浮物去除不代表出水无悬浮物。被截留的悬浮物在湿地中积累；微生物量的增长（相当于活性污泥的增长）；导致基质层渗透能力下降造成堵塞，有机物的不断积累逐渐向湿地出口移动，影响出水水质。,26,人工湿地的净化机理,重金属的去除,27,人工湿地的净化机理,难降解有机物的去除湿地中存在种类繁多、数量巨大的微生物群落和多种沼生植物群落，通过它们的共同作用，能够降解复杂有机物。有的研究甚至发现，湿地植物如芦苇能直接吸收一些难降解有机物。,28,人工湿地设计案例,深圳白泥坑人工湿地污水处理系统白泥坑污水处理系统于1990年7月建成，位于深圳市宝安县平湖镇东南，是我国第一座实用型人工湿地污水处理装置。占地12
9、.6亩，实际使用面积7.46亩，污水处理量为4500m3/d。湿地前有一套生物滤池污水前处理系统。污水先进入生物滤池预处理后再进入人工湿地系统。,29,人工湿地设计案例,白泥坑人工湿地污水处理场整个系统由四级处理池串联而成,每级处理池由23个小池并联使用。原污水先流经一、二级碎石床,对有机物进行降解,再进入第三级兼性塘，最后经过第四级碎石床变成洁净的水排出。,污水,出水,30,人工湿地设计案例,白泥坑人工湿地在我国是首例,因此各塘的底坡、碎石粒径、尺寸均有区别。此外在塘内分别种植芦苇、茬芷、席草、大米草等水生植物。按原设计,白泥坑污水的平均理论停留时间为23h, 但在实际运行过程中,由于死区是不可避免的,所以实际停留时间比理论停留时间短。,31,人工湿地设计案例,采用人工湿地、兼性塘结合的工艺处理原污水能对城市生活污水进行可靠的二级处理,出水达到城市污水二级排放标准，而其运行费用仅为传统活性污泥法的10。,32,人工湿地的前景,实践表明，人工湿地具有传统技术所不可比拟的巨大的综合效益，适合我国国情，具有广阔前景： 我国对整治环境污染问题，尤其对水环境污染的治理越来越重视； 我国城市污水排放量逐年增加； 传统污水处理厂运营成本偏高、运营管理相对复杂，许多中小城镇和农村没有足够资金建设传统污水处理厂。,33,Thank You！,34,
