污染物处理利用生态工程学习教案

1、会计学1污染物处理污染物处理(chl)利用生态工程利用生态工程第一页，共50页。第1页/共49页第二页，共50页。1.1.水质水质(shu zh)(shu zh)自然净化的机理自然净化的机理第2页/共49页第三页，共50页。 物理作用：包括稀释、吸附、扩散、沉淀以及物理作用：包括稀释、吸附、扩散、沉淀以及再曝气作用，其中以再曝气作用为最主要的影响再曝气作用，其中以再曝气作用为最主要的影响(yngxing)(yngxing)因素。因素。水流(shuli)方向污染源污染源推流推流扩散扩散(kusn)混合均匀断面混合均匀断面稀释本身并不能去除污染物质。存在的两种运动形式：推流和扩散第3页/共49页第

2、四页，共50页。 化学作用：化学作用主要为污染物质的化学变化学作用：化学作用主要为污染物质的化学变化，在一般水温条件下，其化学作用化，在一般水温条件下，其化学作用 并不明显，并不明显，通常在扩散作用、混合作用及沉淀作用的过程的通常在扩散作用、混合作用及沉淀作用的过程的中发生氧化、还原、吸附或凝聚的现象。中发生氧化、还原、吸附或凝聚的现象。 生物生物(shngw)(shngw)作用：有机污染物被水中的作用：有机污染物被水中的微生物微生物(shngw)(shngw)分解而利用，例如，藻类行光分解而利用，例如，藻类行光合作用或微生物合作用或微生物(shngw)(shngw)分解溶解性有机物质分解溶解

3、性有机物质等，使有机物最后回归成无机安定的状态。等，使有机物最后回归成无机安定的状态。 阳阳光光 一一级级生生产产者者 原原生生动动物物 轮轮虫虫、浮浮游游甲甲壳壳动动物物 鱼鱼 其其他他动动物物 异异养养细细菌菌 废废物物、排排泄泄物物 人人 第4页/共49页第五页，共50页。物质转换过程的改善：水质自然净化作用物质转换过程的改善：水质自然净化作用(zuyng)(zuyng)的途径相当复杂，所以要选择最适当的反应机制才可加强净化处理的效果，例如，改变流况、水力停留时间及流量等；化学作用的途径相当复杂，所以要选择最适当的反应机制才可加强净化处理的效果，例如，改变流况、水力停留时间及流量等；化学

4、作用(zuyng)(zuyng)方面，如溶氧、值等；生物作用方面，如溶氧、值等；生物作用(zuyng)(zuyng)方面，包括营养盐、有机质的增加或去除等。方面，包括营养盐、有机质的增加或去除等。物质反应速率的加强：选定适当反应途径后，反应速度的加强方法包括降低中间产物的累积以及对反应条件，例如温度、值、营养盐、基质的调整。物质反应速率的加强：选定适当反应途径后，反应速度的加强方法包括降低中间产物的累积以及对反应条件，例如温度、值、营养盐、基质的调整。调整输送速度：调整物质输送速度，包括流速、水力停留时间、水流路径、营养盐或基质的溶解速度等。调整输送速度：调整物质输送速度，包括流速、水力停留时

5、间、水流路径、营养盐或基质的溶解速度等。第5页/共49页第六页，共50页。物质形状的改变：可利用物质物理特性的作用能够加强或是改善，例如增加附着体的孔隙。物质形状的改变：可利用物质物理特性的作用能够加强或是改善，例如增加附着体的孔隙。去除多余物质：去除多余物质，就是去除引发净化作用产生负面影响的物质。去除多余物质：去除多余物质，就是去除引发净化作用产生负面影响的物质。生态系的生成：自然净化功能的维持，可以强化生态系的恢复，例如种植植物、改善土壤性质等。但若是使用错误生态系的生成：自然净化功能的维持，可以强化生态系的恢复，例如种植植物、改善土壤性质等。但若是使用错误(cuw)(cuw)的方式也可

6、能造成生态系的破坏，例如引进外来生物种造成与当地生物形成竞争的情形，使得原来物种的削减或是外来生物种的过度繁殖，所以在自然净化强化的方法中必须对物种的选择加以谨慎考察。的方式也可能造成生态系的破坏，例如引进外来生物种造成与当地生物形成竞争的情形，使得原来物种的削减或是外来生物种的过度繁殖，所以在自然净化强化的方法中必须对物种的选择加以谨慎考察。生物菌剂：可以在水体添加特殊的微生物菌剂，增加降解菌的扩繁能力和速率，提高降解效率。生物菌剂：可以在水体添加特殊的微生物菌剂，增加降解菌的扩繁能力和速率，提高降解效率。第6页/共49页第七页，共50页。2.2.水质自然水质自然(zrn)(zrn)净化方法

7、净化方法基于水体现状及自然净化基于水体现状及自然净化(jnghu)(jnghu)方法的应用原理，分为：方法的应用原理，分为：第7页/共49页第八页，共50页。第8页/共49页第九页，共50页。1.1.人工湿地人工湿地(sh d)(sh d)系统的概念系统的概念第9页/共49页第十页，共50页。第10页/共49页第十一页，共50页。第11页/共49页第十二页，共50页。第12页/共49页第十三页，共50页。水口附近发生堵塞，进水前必水口附近发生堵塞，进水前必须设置预处理以降低总固体浓须设置预处理以降低总固体浓度，一般设置沉淀池即可。度，一般设置沉淀池即可。第13页/共49页第十四页，共50页。C

8、H2O+O2=CO2+H2OCH2O+O2=CO2+H2O厌氧降解由兼性厌氧菌和专厌氧降解由兼性厌氧菌和专性厌氧菌控制性厌氧菌控制(kngzh)(kngzh)，该，该过程分两步进行。第一步主要过程分两步进行。第一步主要产物为脂肪酸，如乙酸、乳酸、产物为脂肪酸，如乙酸、乳酸、乙醇、乙醇、CO2CO2和和H2H2。第14页/共49页第十五页，共50页。第15页/共49页第十六页，共50页。方面：微生物正常的同化或植方面：微生物正常的同化或植物的吸收作用；聚磷菌的过量物的吸收作用；聚磷菌的过量摄摄P P作用；基质的物理化合作用。作用；基质的物理化合作用。其中最主要其中最主要(zhyo)(zhyo)的

9、是基的是基质对质对P P的吸附作用及其纳的吸附作用及其纳P P容量，容量，其吸附作用与基质中其吸附作用与基质中Fe Fe ，Al Al 和和CaCa等金属离子有关，而植物等金属离子有关，而植物吸收对吸收对P P的去除效率影响不大。的去除效率影响不大。第16页/共49页第十七页，共50页。第17页/共49页第十八页，共50页。第18页/共49页第十九页，共50页。第19页/共49页第二十页，共50页。气气; ; 增强增强(zngqing)(zngqing)和维持和维持介质的水力传输。介质的水力传输。第20页/共49页第二十一页，共50页。第21页/共49页第二十二页，共50页。将逐渐增加，并在一

10、定时间内达将逐渐增加，并在一定时间内达到到(d do)(d do)最大值而趋于稳定。最大值而趋于稳定。人工湿地系统中的微生物主人工湿地系统中的微生物主要去除污水中的有机质和要去除污水中的有机质和N N，某，某些难降解的有机物质和有毒物质些难降解的有机物质和有毒物质需要运用微生物的诱发变异特性，需要运用微生物的诱发变异特性，培育驯化适宜吸收和消化这些有培育驯化适宜吸收和消化这些有机物质和有毒物质的优势细菌，机物质和有毒物质的优势细菌，进行降解。人工湿地中微生物的进行降解。人工湿地中微生物的活动是湿地净化污水的最主要因活动是湿地净化污水的最主要因素。现有研究已经发现在素。现有研究已经发现在BOD5

11、BOD5、COD COD 以及氮等降解的过程中微生以及氮等降解的过程中微生物都发挥了重要作用。物都发挥了重要作用。第22页/共49页第二十三页，共50页。第23页/共49页第二十四页，共50页。水流经人工湿地时水流经人工湿地时, ,基质通过一基质通过一些物理、化学途径些物理、化学途径( (如吸附、吸如吸附、吸收、过滤、沉淀、络合反应和离收、过滤、沉淀、络合反应和离子交换子交换(l z jio hun)(l z jio hun)等等) ) 来去除污水中的来去除污水中的SSSS、N N、P P等等营养物质。营养物质。自由表面流系统多以土壤为基自由表面流系统多以土壤为基质质, , 潜流与垂直流系统则

12、根据不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。并须考虑便宜、易于取材等因素。第24页/共49页第二十五页，共50页。(jinsho)(jinsho)了排泥次数。蚯了排泥次数。蚯蚓和沙蚕蚓和沙蚕(Nereisdiversicolor) (Nereisdiversicolor) 对重金属有富集作用对重金属有富集作用, , 可以推可以推测这些动物对污水中的重金属测这些动物对污水中的重金属去除也能起一些作用。去除也能起一些作用。第25页/共49页第二十六页，共50页。根据水的流动状态，将人工湿地系统根据水的流动状态，将人工湿

13、地系统(xtng)(xtng)分为如下类型：分为如下类型：4.4.人工湿地人工湿地(sh d)(sh d)系统的分类系统的分类第26页/共49页第二十七页，共50页。（1 1）表面）表面(biomin)(biomin)流湿地（流湿地（FWSFWS）第27页/共49页第二十八页，共50页。FWSFWS湿地依湿地表面湿地依湿地表面(biomin)(biomin)形态不同分为：形态不同分为：第28页/共49页第二十九页，共50页。第29页/共49页第三十页，共50页。（2 2）潜流）潜流(qinli)(qinli)湿地（湿地（SFSSFS）第30页/共49页第三十一页，共50页。第31页/共49页第

14、三十二页，共50页。水平流潜流系统（水平流潜流系统（HFSHFS）：污水从进口经由砂石等系统介质，以近水平流方式在系统表面以下流向出口。此过程中，污染物得到降解。介质通常选用水力传导性良好的材料。氧主要通过植物根系释放。在欧洲主要应用芦苇，因此又称芦苇床处理系统。香蒲也是常用的湿地植物。）：污水从进口经由砂石等系统介质，以近水平流方式在系统表面以下流向出口。此过程中，污染物得到降解。介质通常选用水力传导性良好的材料。氧主要通过植物根系释放。在欧洲主要应用芦苇，因此又称芦苇床处理系统。香蒲也是常用的湿地植物。 垂直流潜流系统（垂直流潜流系统（VFSVFS）：该系统通常在整个表面设置配水系统，并周

15、期性进水。系统下部排水，水流处于系统表面以下。目的）：该系统通常在整个表面设置配水系统，并周期性进水。系统下部排水，水流处于系统表面以下。目的(md)(md)是系统可以排空水，以最大程度地进行氧补给。是系统可以排空水，以最大程度地进行氧补给。第32页/共49页第三十三页，共50页。第33页/共49页第三十四页，共50页。第34页/共49页第三十五页，共50页。5.5.人工人工(rngng)(rngng)湿地系统的工艺流程湿地系统的工艺流程第35页/共49页第三十六页，共50页。推流式推流式回流回流(hu li)式式阶梯式进水阶梯式进水综合综合(zngh)式式第36页/共49页第三十七页，共50

16、页。 成都市花了五年多时间，投入了25亿人民币，拆除600多处排污管道，整条河道都进行了清淤，重新修整了42公里的河岸。然而，河道治理工程(gngchng)完成后，府南河水仍没有变得清澈起来。第37页/共49页第三十八页，共50页。 成都活水园，占地成都活水园，占地2400024000多平方米，每天有多平方米，每天有200200立方水从河中抽出除去细菌、重金属后再回到河中。立方水从河中抽出除去细菌、重金属后再回到河中。 国际国际(guj)(guj)上曾获上曾获“国际国际(guj)(guj)水岸奖最高奖水岸奖最高奖”和和“环境地域设计奖环境地域设计奖”。成都活水园成都活水园城市水净化生态城市水净

17、化生态(shngti)(shngti)工程的典范工程的典范第38页/共49页第三十九页，共50页。 公园形状是一公园形状是一“鱼鱼”形，象征活力和健康形，象征活力和健康(jinkng)(jinkng)，也成了该设计的亮点之一。，也成了该设计的亮点之一。第39页/共49页第四十页，共50页。这个喷泉池容积为这个喷泉池容积为780780立方米，功能叫立方米，功能叫“厌氧沉淀池厌氧沉淀池”。泵入池中的污水一部分经物理沉淀。泵入池中的污水一部分经物理沉淀作用作用(zuyng)(zuyng)，使比水重的悬浮物沉于池底，从排泥管排出。比水轻的悬浮物浮于水面，使比水重的悬浮物沉于池底，从排泥管排出。比水轻的

18、悬浮物浮于水面，由人工清理。另一部分经池中的厌氧微生物分解成甲烷、二氧化碳等难溶气体排入大气，由人工清理。另一部分经池中的厌氧微生物分解成甲烷、二氧化碳等难溶气体排入大气，或成较低分子有机物随水流出，进入下一道净化程序。或成较低分子有机物随水流出，进入下一道净化程序。第40页/共49页第四十一页，共50页。 这一方面极富动感和观赏价值，同时使水在回旋、震荡中充分这一方面极富动感和观赏价值，同时使水在回旋、震荡中充分(chngfn)(chngfn)地日暴气充氧，增强水中的含氧量。地日暴气充氧，增强水中的含氧量。 经过初步沉淀的水，流入一串形似经过初步沉淀的水，流入一串形似(xn s)(xn s)花瓣的莲花石溪，称为花瓣的莲花石溪，称为“水流雕塑水流雕塑”。它巧妙地引入水力学原理，利用落差产生的冲力，使水在一个个石花瓣中活泼欢跳。它巧妙地引入水力学原理，利用落差产生的冲力，使水在一个个石花瓣中活泼欢跳。第41页/共49页第四十