人工湿地介绍与设计

1、1人工湿地技术介绍人工湿地技术介绍2 “湿地”一词源自英文wetland，是包括天然或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，包括或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体的水域，一般指低潮时水深不超过6米的水域。摘自1971年湿地公约湿地的定义湿地的定义3湿地的类型湿地的类型从人类干扰的角度从人类干扰的角度自然湿地自然湿地人工湿地人工湿地从水分含盐量的角度从水分含盐量的角度淡水湿地淡水湿地半咸水湿地半咸水湿地咸水湿地咸水湿地从从系统的系统的分类角度分类角度沼泽湿地沼泽湿地湖泊湿地湖泊湿地河流湿地河流湿地浅海滩涂湿地浅海滩涂湿地人工人工湿地湿地4占地球陆地面积的占地球陆地面积的6，其中，其中

2、湖泊占湖泊占2藓类沼泽占藓类沼泽占30草本沼泽占草本沼泽占26森林沼泽占森林沼泽占20洪泛平原占洪泛平原占15世界红树林的面积约世界红树林的面积约24 万万km2，珊瑚礁约，珊瑚礁约60万万km256中国湿地面积约中国湿地面积约6594万公顷（其中还不包万公顷（其中还不包括江河、池塘等），括江河、池塘等），占世界湿地的占世界湿地的10，位居亚洲第一位，世位居亚洲第一位，世界第四位。界第四位。7维持生物多样性维持生物多样性调蓄水量和调节气候调蓄水量和调节气候降解有毒物质降解有毒物质保护堤岸，防止盐水入侵保护堤岸，防止盐水入侵 提供丰富的动植物产品提供丰富的动植物产品在输、储和供水等方面发挥巨大作

3、用在输、储和供水等方面发挥巨大作用 提供矿物资源提供矿物资源可为人们提供旅游、娱乐的场所可为人们提供旅游、娱乐的场所 为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地 1公顷湿地生态系统每年创造的价值高达公顷湿地生态系统每年创造的价值高达1万多美元，是热带雨林的万多美元，是热带雨林的7倍，是农田生态系统的倍，是农田生态系统的160倍倍!89 人工湿地(Constructed Wetlands)，是一种为了达到环保处理效果，模仿自然湿地而人工设计的复杂的具有渗透性能的地层生态结构，包括有浮现性、浸没式植物、动物和水体等不同的组成部分。10人工湿地净化废水的原理

4、人工湿地净化废水的原理11人工湿地与传统系统的比较人工湿地与传统系统的比较12人工湿地（人工湿地（Constructed Wetlands) ，它分为，它分为1314151617地点的选择地点的选择气候气候土壤土壤生物环境生物环境相似牺息地的替代相似牺息地的替代位置和地形位置和地形对地下水的污染对地下水的污染污水的性质污水的性质污水的处理量污水的处理量污水的可降解性污水的可降解性18设计目标设计目标污水的处理污水的处理洪水的控制洪水的控制暴雨的截留暴雨的截留提高附近水体的质量提高附近水体的质量为各种水陆生生物提供生长和为各种水陆生生物提供生长和繁衍地繁衍地19处理目标处理目标达到受纳水体要求的

5、水质达到受纳水体要求的水质标准标准满足循环用水或深度处理满足循环用水或深度处理要求要求预处理要求预处理要求观光用湿地观光用湿地20土地场所的要求土地场所的要求宽度和深度宽度和深度水力负荷的比率水力负荷的比率滞留时间滞留时间填料的选用填料的选用21植物的类型植物的类型水上植物、水底植物、浮游植物水上植物、水底植物、浮游植物大型挺水植物大型挺水植物(如芦苇如芦苇)植被植被22选择标准选择标准耐污能力和抗寒能力强，耐污能力和抗寒能力强，又宜于本乡土生长，最好又宜于本乡土生长，最好以本乡土植物为主以本乡土植物为主根系发达，茎叶茂密根系发达，茎叶茂密抗病虫害能力强抗病虫害能力强有一定的经济价值有一定的经

6、济价值北美人工湿地常用的植北美人工湿地常用的植物有芦苇、香蒲、灯心物有芦苇、香蒲、灯心草、水葱、竹等草、水葱、竹等 23在湿地植物根系表面生长的生物膜在湿地植物根系表面生长的生物膜 24人工湿地工艺进水布置方式人工湿地工艺进水布置方式人工湿地系统组合方式人工湿地系统组合方式252627282930313233343536373839处理池宜并联，种植芦苇、茳芏、席草、大米草等水生植处理池宜并联，种植芦苇、茳芏、席草、大米草等水生植物，采用碎石作基质。原水先流经一、二级碎石床，对有物，采用碎石作基质。原水先流经一、二级碎石床，对有机物进行降解，再进入第三级兼性塘，最后经过第四级碎机物进行降解，再

7、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。石床变成洁净的水排出。典型工艺典型工艺人工湿地的配套设施人工湿地的配套设施403、CW的构造设计41424344454647 水上植物、水底植物、浮游植物、大型挺水植物水上植物、水底植物、浮游植物、大型挺水植物( (芦苇）芦苇） 48单户家庭的湿地系统设计单户家庭的湿地系统设计50表面流湿地表面流湿地k-C*（模型）（模型）设计流量460 m3/d长度100 m产生污水量157 L/人/天宽度80 m等价污染量2930 人深度0.55m水力停留时间3.3天面积0.8 ha建议各建一个100m x 40m的湿地系统倾斜度 0.005%流入浓

8、度估算(mg/L)CODBOD1TSSFColi1TN1NH4+NO3-Org N1流入浓度预计(mg/L)643.1400.064.410570.053.249.116.8预测量降解比率%173.924.816.5109261.847.520.814.373.093.874.498.911.710.857.614.8大型湿地系统的设计大型湿地系统的设计5152人工湿地人工湿地5354北戴河湿地北戴河湿地5556575812工业废水处理工业废水处理59系统的性能系统的性能 人工湿地污水处理系统主要由植物、微生物、人工湿地污水处理系统主要由植物、微生物、基质、水体及动物组成基质、水体及动物组成,

9、 , 各组成成分分别起着不同各组成成分分别起着不同的作用的作用, , 并且相互协同并且相互协同, , 使得整个湿地生态系统平使得整个湿地生态系统平衡运转衡运转, , 发挥良好的净化功能发挥良好的净化功能. .植物植物 植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地净植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地净化污水过程中化污水过程中, , 植物的作用可以归纳为植物的作用可以归纳为3 3个重要的个重要的方面方面: : 回收利用污水中可利用态的营养物质回收利用污水中可利用态的营养物质, , 吸吸附、富集重金属和一些有毒有害物质附、富集重金属和一些有毒有害物质; ; 为根区好为根区好氧微生物输送氧气氧微生物输送

10、氧气; ; 增强和维持介质的水力传输。增强和维持介质的水力传输。60日处理量日处理量3100t/d3100t/d废水工程实例废水工程实例61潜流湿地，种茫潜流湿地，种茫荼，芦苇荼，芦苇2 2个并联个并联运行运行水水 格栅格栅潜流湿地，种芦苇，潜流湿地，种芦苇，大米草大米草3 3个并个并联运行联运行氧化塘氧化塘3 3个个并联运行并联运行潜流湿地，种芦潜流湿地，种芦苇，茫荼苇，茫荼3 3个并联个并联运行运行出出水水62 低温时生物活性下降和植物的死亡；对低温时生物活性下降和植物的死亡；对于表面流和竖流湿地于表面流和竖流湿地, , 低温时表面会结冰，低温时表面会结冰，冰层覆盖不仅阻碍了大气的复氧过程冰层覆盖不仅阻碍了大气的复氧过程, , 使生使生化水平降低化水平降低, ,而且冰层的存在减少了有效水而且冰层的存在减少了有效水深深, , 从而缩短了停留时间从而缩短了停留时间, , 进而对处理效果进而对处理效果产生影响。因此产生影响。因此, , 低温会导致处理效果的显低温会导致处理效果的显著降低。目前著降低。目前, , 湿地温度带来的问题还没有湿地温度带来的问题还没有完全解决完全解决, , 但可以采取一些措施适当的降低