1、1,人工濕地技術(shù)介紹,2,“濕地”一詞源自英文wetland，是包括天然或人工、長(zhǎng)久或暫時(shí)的沼澤地、泥炭地或水域地帶，包括或靜止或流動(dòng)、或?yàn)榈胂趟蛳趟w的水域，一般指低潮時(shí)水深不超過(guò)6米的水域。摘自1971年濕地公約,濕地的定義,3,濕地的類(lèi)型,從人類(lèi)干擾的角度 自然濕地 人工濕地 從水分含鹽量的角度 淡水濕地 半咸水濕地 咸水濕地,從系統(tǒng)的分類(lèi)角度 沼澤濕地 湖泊濕地 河流濕地 淺海灘涂濕地 人工濕地,4,全球濕地概況,占地球陸地面積的6，其中 湖泊占2 蘚類(lèi)沼澤占30 草本沼澤占26 森林沼澤占20 洪泛平原占15 世界紅樹(shù)林的面積約24 萬(wàn)km2，珊瑚礁約60萬(wàn)km2,濕地構(gòu)成

2、,絕大多數(shù)人工濕地由五部分構(gòu)成： 基質(zhì)，具有透水性，如土壤、砂、礫石； 水體（在基質(zhì)表面上或下流動(dòng)的水）； 植物，適于在飽和水和厭氧基質(zhì)中生長(zhǎng)，如蘆葦； 無(wú)脊椎或脊椎動(dòng)物； 好氧或厭氧微生物種群。,5,6,中國(guó)濕地概況,中國(guó)濕地面積約6594萬(wàn)公頃（其中還不包括江河、池塘等），占世界濕地的10，位居亞洲第一位，世界第四位。,7,濕地的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益,維持生物多樣性 調(diào)蓄水量和調(diào)節(jié)氣候 降解有毒物質(zhì) 保護(hù)堤岸，防止鹽水入侵 提供豐富的動(dòng)植物產(chǎn)品 在輸、儲(chǔ)和供水等方面發(fā)揮巨大作用 提供礦物資源 可為人們提供旅游、娛樂(lè)的場(chǎng)所 為教育和科學(xué)研究提供了對(duì)象、材料和試驗(yàn)基地 1公頃濕地生態(tài)系統(tǒng)每年創(chuàng)

3、造的價(jià)值高達(dá)1萬(wàn)多美元，是熱帶雨林的7倍，是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的160倍!,8,人工濕地簡(jiǎn)介,9,人工濕地的定義,人工濕地(Constructed Wetlands)，是一種為了達(dá)到環(huán)保處理效果，模仿自然濕地而人工設(shè)計(jì)的復(fù)雜的具有滲透性能的地層生態(tài)結(jié)構(gòu)，包括有浮現(xiàn)性、浸沒(méi)式植物、動(dòng)物和水體等不同的組成部分。,10,人工濕地凈化廢水的原理,11,人工濕地與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較,12,人工濕地的分類(lèi),表面流濕地(Surface Flow Wetlands縮寫(xiě)為SFW) 潛流濕地(Subsurface Flow Wetlands縮寫(xiě)為SSFW) 垂直流濕地(Vertica1 Flow Wetlands縮寫(xiě)為VF

4、W),人工濕地（Constructed Wetlands) ，它分為,13,14,15,16,設(shè)計(jì)人工濕地的技術(shù)參數(shù),概論 進(jìn)水布置及組合方式 構(gòu)造設(shè)計(jì) 填料及其構(gòu)成 植物,17,地點(diǎn)的選擇 氣候 土壤 生物環(huán)境 相似犧息地的替代 位置和地形 對(duì)地下水的污染,污水的性質(zhì) 污水的處理量 污水的可降解性,18,設(shè)計(jì)目標(biāo) 污水的處理 洪水的控制 暴雨的截留 提高附近水體的質(zhì)量 為各種水陸生生物提供生長(zhǎng)和繁衍地,19,處理目標(biāo) 達(dá)到受納水體要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 滿足循環(huán)用水或深度處理要求 預(yù)處理要求 觀光用濕地,20,土地場(chǎng)所的要求,寬度和深度 水力負(fù)荷的比率 滯留時(shí)間 填料的選用,21,植物的類(lèi)型 水上植

5、物、水底植物、浮游植物 大型挺水植物(如蘆葦),植被,22,選擇標(biāo)準(zhǔn) 耐污能力和抗寒能力強(qiáng)，又宜于本鄉(xiāng)土生長(zhǎng)，最好以本鄉(xiāng)土植物為主 根系發(fā)達(dá)，莖葉茂密 抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng) 有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 北美人工濕地常用的植物有蘆葦、香蒲、燈心草、水蔥、竹等,23,在濕地植物根系表面生長(zhǎng)的生物膜,24,人工濕地工藝進(jìn)水布置方式,人工濕地系統(tǒng)組合方式,2 進(jìn)水布置及組合方式,技術(shù)要求,隨著環(huán)境保護(hù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)濕地功能也有了廣泛的認(rèn)識(shí)。濕地作為地球之腎，擔(dān)負(fù)著對(duì)地球自然水體的凈化和處理功能。由于城市中天然濕地的逐漸減少和消亡，因此人工濕地以其獨(dú)到的優(yōu)越性受到了越來(lái)越多的關(guān)注和發(fā)展。,25,人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化

6、技術(shù)作為一種新型生態(tài)污水凈化處理方法,其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個(gè)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)污水通過(guò)濕地系統(tǒng)時(shí)，其中的污染物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收或分解，而使水質(zhì)得到凈化。 人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化的關(guān)鍵在于工藝的選擇和對(duì)植物的選擇及應(yīng)用配置。如何選擇和搭配適宜的濕地植物，并且將其應(yīng)用于不同類(lèi)型的濕地系統(tǒng)中成了我們?cè)跔I(yíng)建人工濕地前必須思考的問(wèn)題。,26,1人工濕地污水處理系統(tǒng)植物的選用原則（1）（2） 1.1 植物在具有良好的生態(tài)適應(yīng)能力和生態(tài)營(yíng)建功能； 管理簡(jiǎn)單、方便是人工濕地生態(tài)污水處理工程的主要特點(diǎn)之一。若能篩選出凈化能力強(qiáng)、抗逆性相仿,而生長(zhǎng)量較小的植物,將會(huì)減

7、少管理上尤其是對(duì)植物體后處理上的許多麻煩。一般應(yīng)選用當(dāng)?shù)鼗虮镜貐^(qū)天然濕地中存在的植物。 1.2 植物具有很強(qiáng)的生命力和旺盛的生長(zhǎng)勢(shì)；,27, 抗凍、抗熱能力 由于污水處理系統(tǒng)是全年連續(xù)運(yùn)行的,故要求水生植物即使在惡劣的環(huán)境下也能基本正常生長(zhǎng),而那些對(duì)自然條件適應(yīng)性較差或不能適應(yīng)的植物都將直接影響凈化效果。 抗病蟲(chóng)害能力 污水生態(tài)處理系統(tǒng)中的植物易滋生病蟲(chóng)害,抗病蟲(chóng)害能力直接關(guān)系到植物自身的生長(zhǎng)與生存,也直接影響其在處理系統(tǒng)中的凈化效果。,28, 對(duì)周?chē)h(huán)境的適應(yīng)能力 由于人工濕地中的植物根系要長(zhǎng)期浸泡在水中和接觸濃度較高且變化較大的污染物,因此所選用的水生植物除了耐污能力要強(qiáng)外,對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l

8、件、土壤條件和周?chē)膭?dòng)植物環(huán)境都要有很好的適應(yīng)能力。 1.3 所引種的植物必須具有較強(qiáng)的耐污染能力； 水生植物對(duì)污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附著生長(zhǎng)在根區(qū)表面及附近的微生物去除的,因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達(dá)，對(duì)污水承受能力強(qiáng)的水生植物。,29,1.4 植物的年生長(zhǎng)期長(zhǎng)，最好是冬季半枯萎或常綠植物； 人工濕地處理系統(tǒng)中常會(huì)出現(xiàn)因冬季植物枯萎死亡或生長(zhǎng)休眠而導(dǎo)致功能下降的現(xiàn)象，因此，應(yīng)著重選用常綠冬季生長(zhǎng)旺盛的水生植物類(lèi)型。 1.5 所選擇的植物將不對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成隱患或威脅，具有生態(tài)安全性； 1.6 具有一定的經(jīng)濟(jì)效益、文化價(jià)值、景觀效益和綜合利用價(jià)值。,30,若所處理的污水不含

9、有毒、有害成分,其綜合利用可從以下幾個(gè)方面考慮:作飼料,一般選擇粗蛋白的含量20%(干重)的水生植物；作肥料,應(yīng)考慮植物體含肥料有效成分較高,易分解；生產(chǎn)沼氣,應(yīng)考慮發(fā)酵、產(chǎn)氣植物的碳氮比,一般選用植物體的碳氮比為2530.5/1；工業(yè)或手工業(yè)原料，如蘆葦可以用來(lái)造紙，水蔥、燈心草、香蒲、莞草等都是編制草席的原料。 由于城鎮(zhèn)污水的處理系統(tǒng)一般都靠近城郊,同時(shí)面積較大,故美化景觀也是必須考慮的。,31,然而在實(shí)際工作中，很多人工濕地的工藝設(shè)計(jì)者和建設(shè)者考慮得最多的是植物的獨(dú)有性和觀賞價(jià)值等表在因素，沒(méi)有考慮到栽種該植物后的植株生長(zhǎng)效果、濕地的運(yùn)行效果、生長(zhǎng)表現(xiàn)以及對(duì)生態(tài)的安全性等，導(dǎo)致人工濕地在

10、運(yùn)行一段時(shí)間后功能驟降或運(yùn)行費(fèi)用劇增，最后導(dǎo)致系統(tǒng)癱費(fèi)或閑置。,32,2人工濕地植物特性的研究及植物配置分析 21 根據(jù)植物類(lèi)型分析 211 漂浮植物 212 根莖、球莖及種子植物 213 挺水草本植物類(lèi)型 214 沉水植物類(lèi)型 215 其它類(lèi)型的植物,33,22 根據(jù)植物原生環(huán)境分析 根據(jù)植物的原生環(huán)境分析，原生于實(shí)土環(huán)境的一些植物如美人蕉、蘆葦、燈心草、旱傘竹、皇竹草、蘆竹、薏米等，其根系生長(zhǎng)有一定的向土性，配置于表面流濕地系統(tǒng)中，生長(zhǎng)會(huì)更旺盛。但由于它們的根系大都垂直向下生長(zhǎng)，因此，凈化處理的效果不及應(yīng)用于潛流式濕地中；對(duì)于一些原生于沼澤、腐殖層、草炭濕地、湖泊水面的植物如水蔥、野茭、山

11、姜、藨草、香蒲、菖蒲等，由于其生長(zhǎng)已經(jīng)適應(yīng)了無(wú)土環(huán)境，因此更適宜配置于潛流式人工濕地；而對(duì)于一些塊根塊莖類(lèi)的水生植物如荷花、睡蓮、慈姑、芋頭等則只能配置于表面流濕地中。,34,23 根據(jù)植物對(duì)養(yǎng)分的需求類(lèi)型分析 根據(jù)植物對(duì)養(yǎng)分的需求情況分析，由于潛流式人工濕地濕地系統(tǒng)填料之間的空隙大，植物根系與水體養(yǎng)分接觸的面積要較表流式人工濕地濕地廣，因此對(duì)于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛、植株生長(zhǎng)迅速、植株生物量大、一年有數(shù)個(gè)萌發(fā)高峰的植物如香蒲、水蔥、苔草、水莎草等植物適宜栽種于潛流濕地；而對(duì)于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并存，生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，一年只有一個(gè)萌發(fā)高峰期的一些植物如蘆葦、茭草、薏米等則配置于表面流濕地系統(tǒng)。,35,24

12、根據(jù)植物對(duì)污水的適應(yīng)能力分析 不同植物對(duì)污水的適應(yīng)能力不同。一般高濃度污水主要集中在濕地工藝的前端部分。因此，在人工濕地建設(shè)時(shí)，前端工藝部分如強(qiáng)氧化塘、潛流濕地等工藝一般選擇耐污染能力強(qiáng)的植物品種。末端工藝如穩(wěn)定塘、景觀塘等處理段中，由于污水濃度降低，因此可以更多考慮植物的景觀效果。,36,3小結(jié) 一個(gè)人工濕地系統(tǒng)的建立，植物的選擇和配置是很重要的考慮因素。在系統(tǒng)建立和植物栽種配置時(shí)要將系統(tǒng)的主要功能與植物的植物學(xué)特性充分結(jié)合起來(lái)考慮。只有這樣，才能充分發(fā)揮不同植物各自的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到更好的處理凈化效果。 濕地植物的栽種配置要根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)工藝來(lái)確定，對(duì)于一些應(yīng)用工藝范圍較廣的植物類(lèi)型，

13、要充分考慮其在該工藝中的優(yōu)勢(shì)，能使其充分發(fā)揮自己的長(zhǎng)處而居于主導(dǎo)地位。,37,為達(dá)到全面的處理和利用效果，應(yīng)進(jìn)行有機(jī)的搭配，如深根系植物與淺根系植物搭配，叢生型植物與散生型植物搭配，吸收N多的植物與吸收P多的植物搭配，以及常綠植物與季節(jié)性植物的季相搭配等。在進(jìn)行綜合處理的一些工藝或工藝段中，切忌配置單一品種，以避免出現(xiàn)季節(jié)性的功能下降或功能單一。作為濕地公園規(guī)劃建設(shè)的人工濕地還要考慮景觀搭配。,38,39,處理池宜并聯(lián)，種植蘆葦、茳芏、席草、大米草等水生植物，采用碎石作基質(zhì)。原水先流經(jīng)一、二級(jí)碎石床，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，再進(jìn)入第三級(jí)兼性塘，最后經(jīng)過(guò)第四級(jí)碎石床變成潔凈的水排出。,典型工藝,人工濕

14、地的配套設(shè)施,40,3、CW的構(gòu)造設(shè)計(jì),41,（1）場(chǎng)地的選擇與外形,42,（2）進(jìn)出水的構(gòu)造,43,（3）地下防滲措施,44,45,46,4.CW系統(tǒng)的填料及其構(gòu)成,47,5、CW系統(tǒng)的植物 水上植物、水底植物、浮游植物、大型挺水植物(蘆葦）,48,5、CW系統(tǒng)的植物,燈芯草 鳶尾 香蒲 黑三菱,49,單戶家庭的濕地系統(tǒng)設(shè)計(jì),50,大型濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì),51,52,人工濕地,53,54,北戴河濕地,55,56,57,58,1,2,工業(yè)廢水處理,59,系統(tǒng)的性能,人工濕地污水處理系統(tǒng)主要由植物、微生物、基質(zhì)、水體及動(dòng)物組成, 各組成成分分別起著不同的作用, 并且相互協(xié)同, 使得整個(gè)濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡運(yùn)轉(zhuǎn), 發(fā)揮良好的凈化功能. 植物 植物是人工濕地的重要組成部分。人工濕地凈化污水過(guò)程中, 植物的作用可以歸納為3個(gè)重要的方面: 回收利用污水中可利用態(tài)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 吸附、富集重金屬和一些有毒有害物質(zhì); 為根區(qū)好氧微生物輸送氧氣; 增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸。,60,日處理量3100t/d廢水工程實(shí)例,61,潛流濕地，種茫 荼，蘆葦2個(gè)并聯(lián) 運(yùn)行,水 格柵,潛流濕地，種蘆葦，大米草3個(gè)并 聯(lián)運(yùn)行,氧化塘3個(gè) 并聯(lián)運(yùn)行,潛流濕地，種蘆 葦，茫荼3個(gè)并聯(lián) 運(yùn)行,出水,62,低溫時(shí)生物活性下降和