人工湿地介绍与设计

1、人工湿地介绍与设计人工湿地介绍与设计第一页，共62页。 “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第二页，共62页。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第三页，共62

2、页。全球湿地概况占地球陆地面积的占地球陆地面积的6，其中，其中湖泊占湖泊占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km2第四页，共62页。第五页，共62页。中国湿地概况中国湿地面积约中国湿地面积约6594万万公顷（其中还不包括江公顷（其中还不包括江河、池塘等），占世界河、池塘等），占世界湿地的湿地的10，位居亚洲，位居亚洲第一位，世界第四位。第一位，世界第四位。第六页，共62页。湿地的生态、经济及社会效益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

3、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，是农倍，是农田生态系统的田生态系统的160倍倍!第七页，共62页。人工湿地简介第八页，共62页。人工湿地的定义 人工湿地(C

4、onstructed 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。第九页，共62页。人工湿地净化废水的原理人工湿地净化废水的原理第十页，共62页。人工湿地与传统系统的比较人工湿地与传统系统的比较第十一页，共62页。人工湿地的分类人工湿地（人工湿地（Constructed Wetlands) ，它分为，它分为第十二页，共62页。第十三页，共62页。第十四页，共62页。第十五页，共62页。设计人工湿地的技术参数设计人工湿地的技术参数第十六页，共62页。地点的选择地点的选择气候气候土壤

5、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第十七页，共62页。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第十八页，共62页。处理目标处理目标达到受纳水体要求的水质标准达到受纳水体要求的水质标准满足循环用水或深度处理要求满足循环用水或深度处理要求预处理要求预处理要求观光用湿地观光用湿地第十九页，共62页。土地场所的要求土地场所的要求宽度

6、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第二十页，共62页。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)植被植被第二十一页，共62页。选择标准选择标准耐污能力和抗寒能力强，又耐污能力和抗寒能力强，又宜于本乡土生长，最好以本宜于本乡土生长，最好以本乡土植物为主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、灯心草物有芦苇、香蒲、灯心草、水葱、竹等、水葱、竹等 第二十二页，

7、共62页。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 第二十三页，共62页。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第二十四页，共62页。第二十五页，共62页。第二十六页，共62页。第二十七页，共62页。第二十八页，共62页。第二十九页，共62页。第三十页，共62页。第三十一页，共62页。第三十二页，共62页。第三十三页，共62页。第三十四页，共62页。第三十五页，共62页。第三十六页，共62页。第三十七页，共62页。第三十八页，共62页。处理池宜并联，种植芦苇、茳芏、席草、大米草等水生植物处理池宜并联，种植芦苇、茳芏、席草、大

8、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，对有机物，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，最后经过第四级碎石床变进行降解，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。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第三十九页，共62页。3、CW的构造设计第四十页，共62页。第四十一页，共62页。第四十二页，共62页。第四十三页，共62页。第四十四页，共62页。第四十五页，共62页。第四十六页，共62页。 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

9、） 第四十七页，共62页。第四十八页，共62页。单户家庭的湿地系统设计单户家庭的湿地系统设计第四十九页，共62页。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%173.924.816.51092

10、61.847.520.814.373.093.874.498.911.710.857.614.8大型湿地系统的设计大型湿地系统的设计第五十页，共62页。第五十一页，共62页。人工湿地人工湿地第五十二页，共62页。第五十三页，共62页。北戴河湿地北戴河湿地第五十四页，共62页。第五十五页，共62页。第五十六页，共62页。第五十七页，共62页。12工业废水处理工业废水处理第五十八页，共62页。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、基人工湿地污水处理系统主要由植物、微生物、基质、水体及动物组成质、水体及动物组成, , 各组成成分分别起着不同的作用各组成成分分别起着不同的作用,

11、 , 并且相互协同并且相互协同, , 使得整个湿地生态系统平衡运转使得整个湿地生态系统平衡运转, , 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。人工湿地净化污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个重要的方面个重要的方面: : 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, , 吸附、富集吸附、富集重金属和一些有毒有害物质重金属和一些有毒有害物质; ; 为根区好氧微生物输送为根区好氧微生物输送氧气氧气; ; 增强和维持介质的水力传输。增强和维持介质的水力传输。

12、第五十九页，共62页。日处理量日处理量3100t/d3100t/d废水工程实例废水工程实例第六十页，共62页。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水出水第六十一页，共62页。 低温时生物活性下降和植物的死亡；对于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表面流和竖流湿地, , 低温时表面会结冰，冰层低温时表面会结冰，冰层覆盖不仅阻碍了大气的复氧过程覆盖不仅阻碍了大气的复氧过程, , 使生化水平使生化水平降低降低, ,而且冰层的存在减少了有效水深而且冰层的存在减少了有效水深, ,