1、slide 1 2004 by default!a free sample background from slide 2 2004 by default!a free sample background from 本章綱要本章綱要l水質(zhì)自然凈化機(jī)理與方法水質(zhì)自然凈化機(jī)理與方法l人工濕地處理系統(tǒng)人工濕地處理系統(tǒng)l污水土地處理系統(tǒng)污水土地處理系統(tǒng)l污水穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)污水穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)slide 3 2004 by default!a free sample background from 一、水質(zhì)自然凈化機(jī)理與方法一、水質(zhì)自然凈化機(jī)理與方法物質(zhì)在自然環(huán)境中借助各種物理、物質(zhì)在自然環(huán)境中借助各種物

2、理、 化學(xué)及生化學(xué)及生物性的輸送、轉(zhuǎn)化而降解。通過此自然界的反應(yīng)功物性的輸送、轉(zhuǎn)化而降解。通過此自然界的反應(yīng)功能能，物質(zhì)會(huì)在一定空間及一定時(shí)間內(nèi)降低其濃度，物質(zhì)會(huì)在一定空間及一定時(shí)間內(nèi)降低其濃度，這種作用稱為這種作用稱為自凈作用自凈作用。水體自凈作用水體自凈作用是指進(jìn)入水體中的污染物質(zhì)濃度是指進(jìn)入水體中的污染物質(zhì)濃度或毒性，隨時(shí)間和空間的變化而自然降低的現(xiàn)象。或毒性，隨時(shí)間和空間的變化而自然降低的現(xiàn)象。而利用自凈作用所發(fā)展出來的各類環(huán)境凈化方而利用自凈作用所發(fā)展出來的各類環(huán)境凈化方法則統(tǒng)稱為法則統(tǒng)稱為自然凈化自然凈化。從從自然自然凈化凈化的的發(fā)生機(jī)理發(fā)生機(jī)理上上來來看，可分看，可分為為物理凈物

3、理凈化化、化學(xué)凈化化學(xué)凈化和和生物凈化生物凈化三類三類。1.1.水質(zhì)自然凈化的機(jī)理水質(zhì)自然凈化的機(jī)理slide 4 2004 by default!a free sample background from slide 5 2004 by default!a free sample background from 物理作用：物理作用：包括稀釋、吸附、擴(kuò)散、沉淀以及再曝氣作用，其中以再曝氣作用為最主要的影響因素。水流方向流方向污染源污染源推流推流擴(kuò)散擴(kuò)散混合均勻斷面混合均勻斷面稀釋本身并不能去除污染物質(zhì)。存在的兩種運(yùn)動(dòng)形式：推流和擴(kuò)散slide 6 2004 by default!a free

4、sample background from 化學(xué)作用：化學(xué)作用：化學(xué)作用主要為污染物質(zhì)的化學(xué)變化，在一般水溫條件下，其化學(xué)作用 并不明顯，通常在擴(kuò)散作用、混合作用及沉淀作用的過程的中發(fā)生氧化、還原、吸附或凝聚的現(xiàn)象。 生物作用：生物作用：有機(jī)污染物被水中的微生物分解而利用，例如，藻類行光合作用或微生物分解溶解性有機(jī)物質(zhì)等，使有機(jī)物最后回歸成無機(jī)安定的狀態(tài)。 陽陽光光 一一級(jí)級(jí)生生產(chǎn)產(chǎn)者者 原原生生動(dòng)動(dòng)物物 輪輪蟲蟲、浮浮游游甲甲殼殼動(dòng)動(dòng)物物 魚魚 其其他他動(dòng)動(dòng)物物 異異養(yǎng)養(yǎng)細(xì)細(xì)菌菌 廢廢物物、排排泄泄物物 人人 slide 7 2004 by default!a free sample ba

5、ckground from 自然凈化作用強(qiáng)化方向自然凈化作用強(qiáng)化方向物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程的改善：物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程的改善：水質(zhì)自然凈化作用的途徑相當(dāng)復(fù)雜，所以要選擇最適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)機(jī)制才可加強(qiáng)凈化處理的效果，例如，改變流況、水力停留時(shí)間及流量等；化學(xué)作用方面，如溶氧、值等；生物作用方面，包括營養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)的增加或去除等。物質(zhì)反應(yīng)速率的加強(qiáng)：物質(zhì)反應(yīng)速率的加強(qiáng)：選定適當(dāng)反應(yīng)途徑后，反應(yīng)速度的加強(qiáng)方法包括降低中間產(chǎn)物的累積以及對(duì)反應(yīng)條件，例如溫度、值、營養(yǎng)鹽、基質(zhì)的調(diào)整。調(diào)整輸送速度：調(diào)整輸送速度：調(diào)整物質(zhì)輸送速度，包括流速、水力停留時(shí)間、水流路徑、營養(yǎng)鹽或基質(zhì)的溶解速度等。slide 8 2004 by defa

6、ult!a free sample background from 物質(zhì)形狀的改變：物質(zhì)形狀的改變：可利用物質(zhì)物理特性的作用能夠加強(qiáng)或是改善，例如增加附著體的孔隙。去除多余物質(zhì)：去除多余物質(zhì)：去除多余物質(zhì)，就是去除引發(fā)凈化作用產(chǎn)生負(fù)面影響的物質(zhì)。生態(tài)系的生成：生態(tài)系的生成：自然凈化功能的維持，可以強(qiáng)化生態(tài)系的恢復(fù)，例如種植植物、改善土壤性質(zhì)等。但若是使用錯(cuò)誤的方式也可能造成生態(tài)系的破壞，例如引進(jìn)外來生物種造成與當(dāng)?shù)厣镄纬筛偁幍那樾危沟迷瓉砦锓N的削減或是外來生物種的過度繁殖，所以在自然凈化強(qiáng)化的方法中必須對(duì)物種的選擇加以謹(jǐn)慎考察。生物菌劑：生物菌劑：可以在水體添加特殊的微生物菌劑，增加降解菌

7、的擴(kuò)繁能力和速率，提高降解效率。slide 9 2004 by default!a free sample background from l植生處理法：植生處理法：包括濕地、水生植物處理、植物緩沖帶、草溝和浮島等。l土地處理法：土地處理法：灌溉處理、地下滲濾。l接觸氧化法：接觸氧化法：包括礫間接觸、填充濾材等。l其他處理方法：其他處理方法：直接曝氣法、穩(wěn)定塘、多自然型河流工程方法。2.2.水質(zhì)自然凈化方法水質(zhì)自然凈化方法基于水體現(xiàn)狀及自然凈化方法的應(yīng)用原理，分為：基于水體現(xiàn)狀及自然凈化方法的應(yīng)用原理，分為：slide 10 2004 by default!a free sample back

8、ground from 二、二、 人工濕地處理系統(tǒng)人工濕地處理系統(tǒng)slide 11 2004 by default!a free sample background from 人工濕地系統(tǒng)（人工濕地系統(tǒng)（constuctedconstucted wetland wetland），），是指以工程方式構(gòu)筑池深小于是指以工程方式構(gòu)筑池深小于 1.51.5 左右的左右的池塘或溝渠并種植水生植物后，導(dǎo)入污水進(jìn)池塘或溝渠并種植水生植物后，導(dǎo)入污水進(jìn)行凈化處理的技術(shù)。根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署出行凈化處理的技術(shù)。根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署出 版的人工濕地處理城市廢水手冊(cè)所述，版的人工濕地處理城市廢水手冊(cè)所述，人工濕地系統(tǒng)已

9、有人工濕地系統(tǒng)已有4040 余年的應(yīng)用歷史。只要余年的應(yīng)用歷史。只要設(shè)計(jì)及操作得當(dāng)，人工濕地系統(tǒng)是可靠、有設(shè)計(jì)及操作得當(dāng)，人工濕地系統(tǒng)是可靠、有效的自然凈化處理系統(tǒng)，效的自然凈化處理系統(tǒng)， 處理水質(zhì)可達(dá)二級(jí)處理水質(zhì)可達(dá)二級(jí)至三級(jí)處理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。至三級(jí)處理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 1.1.人工濕地系統(tǒng)的概念人工濕地系統(tǒng)的概念slide 12 2004 by default!a free sample background from slide 13 2004 by default!a free sample background from 2. 2. 人工濕地凈化廢水的機(jī)理人工濕地凈化廢水的機(jī)理人工濕地是由

10、基質(zhì)、水體、植物、動(dòng)物和微生人工濕地是由基質(zhì)、水體、植物、動(dòng)物和微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)。生活在土壤中的微生物（細(xì)菌物組成的生態(tài)系統(tǒng)。生活在土壤中的微生物（細(xì)菌和真菌）在有機(jī)物的去除中起主要作用，濕地植物和真菌）在有機(jī)物的去除中起主要作用，濕地植物的根系將氧氣帶入周圍的土壤，但遠(yuǎn)離根部的環(huán)境的根系將氧氣帶入周圍的土壤，但遠(yuǎn)離根部的環(huán)境處于厭氧，形成處理環(huán)境的變化帶，這就加強(qiáng)了人處于厭氧，形成處理環(huán)境的變化帶，這就加強(qiáng)了人工濕地去除復(fù)雜污染物的難處理污染物的能力。大工濕地去除復(fù)雜污染物的難處理污染物的能力。大部分有機(jī)物的去除是靠土壤中的微生物，但某些污部分有機(jī)物的去除是靠土壤中的微生物，但某些污染物

11、如重金屬、硫、磷等依賴于土壤和植物的作用染物如重金屬、硫、磷等依賴于土壤和植物的作用。slide 14 2004 by default!a free sample background from slide 15 2004 by default!a free sample background from slide 16 2004 by default!a free sample background from 懸浮物去除懸浮物去除 污水中的懸浮物含有大量的污染物質(zhì)，例如有機(jī)物、污水中的懸浮物含有大量的污染物質(zhì)，例如有機(jī)物、氮磷、重金屬和病原菌等，因此去除懸浮物可以提高污氮磷、重金屬和病原菌等

12、，因此去除懸浮物可以提高污水的去除率。懸浮物主要通過過濾、沉淀、濕地介質(zhì)表水的去除率。懸浮物主要通過過濾、沉淀、濕地介質(zhì)表面的吸附及微生物生長等作用從水中去除。濕地對(duì)懸浮面的吸附及微生物生長等作用從水中去除。濕地對(duì)懸浮物的去除非常有效，懸浮固體出水值一般低于物的去除非常有效，懸浮固體出水值一般低于10mg/l10mg/l。為防止在進(jìn)水口附近發(fā)生堵塞，進(jìn)水前必須設(shè)置預(yù)處理為防止在進(jìn)水口附近發(fā)生堵塞，進(jìn)水前必須設(shè)置預(yù)處理以降低總固體濃度，一般設(shè)置沉淀池即可。以降低總固體濃度，一般設(shè)置沉淀池即可。slide 17 2004 by default!a free sample background fr

13、om 有機(jī)物的去除有機(jī)物的去除污水中的有機(jī)物包括包括顆粒性有機(jī)物和溶解性有機(jī)污水中的有機(jī)物包括包括顆粒性有機(jī)物和溶解性有機(jī)物。前者通過沉淀和過濾可迅速去除，而后者則通過植物。前者通過沉淀和過濾可迅速去除，而后者則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解而去除。微生物降解有機(jī)物又分為好氧降解和厭氧降解而去除。微生物降解有機(jī)物又分為好氧降解和厭氧降解。好氧降解主要由好氧好氧降解主要由好氧異異養(yǎng)養(yǎng)菌菌控制：控制：ch2o+o2=co2+h2o厭氧降解由兼性厭氧菌和專性厭氧菌控制，該過程分厭氧降解由兼性厭氧菌和專性厭氧菌控制，該過程分兩步進(jìn)

14、行。第一步主要產(chǎn)物為脂肪酸，如乙酸、乳酸、兩步進(jìn)行。第一步主要產(chǎn)物為脂肪酸，如乙酸、乳酸、乙醇、乙醇、co2和和h2。slide 18 2004 by default!a free sample background from c6h12o6+2h2o=2ch3cooh+4h2+2co2 c6h12o6=2ch3chohcooh c6h12o6=2co2+2ch3ch2oh硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌利用上述脂肪酸進(jìn)行代謝活動(dòng)。硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌利用上述脂肪酸進(jìn)行代謝活動(dòng)。 ch3cooh+h2so4=2co2+2h2o+h2s ch3cooh+4h2=2h2o+2ch4 co2+4h2=ch4

15、+2h2obod的去除包括幾個(gè)生物化學(xué)過程：好氧呼吸，厭氧消減的去除包括幾個(gè)生物化學(xué)過程：好氧呼吸，厭氧消減和硫酸鹽還原。和硫酸鹽還原。slide 19 2004 by default!a free sample background from 氮、磷的去除氮、磷的去除污水中的氮包括無機(jī)氮和有機(jī)氮。無機(jī)氮包括氨氮污水中的氮包括無機(jī)氮和有機(jī)氮。無機(jī)氮包括氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽。有機(jī)氮包括尿素、氨基酸、嘌呤、亞硝酸鹽和硝酸鹽。有機(jī)氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。研究表明，人工濕地處理系統(tǒng)對(duì)氮的去除作用和嘧啶。研究表明，人工濕地處理系統(tǒng)對(duì)氮的去除作用包括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀、揮發(fā)、植物的吸收和微包

16、括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀、揮發(fā)、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。生物硝化、反硝化作用。人工濕地系統(tǒng)中對(duì)人工濕地系統(tǒng)中對(duì)p p的去除主要通過下面三個(gè)方面：的去除主要通過下面三個(gè)方面：微生物正常的同化或植物的吸收作用；聚磷菌的過量攝微生物正常的同化或植物的吸收作用；聚磷菌的過量攝p p作用；基質(zhì)的物理化合作用。其中最主要的是基質(zhì)對(duì)作用；基質(zhì)的物理化合作用。其中最主要的是基質(zhì)對(duì)p p的的吸附作用及其納吸附作用及其納p p容量，其吸附作用與基質(zhì)中容量，其吸附作用與基質(zhì)中fe fe ，al al 和和caca等金屬離子有關(guān)，而植物吸收對(duì)等金屬離子有關(guān)，而植物吸收對(duì)p p的去除效率影響不大的去除效率影

17、響不大。slide 20 2004 by default!a free sample background from 重金屬去除重金屬去除 人工濕地對(duì)重金屬也有很強(qiáng)的去除能力。金屬離人工濕地對(duì)重金屬也有很強(qiáng)的去除能力。金屬離子去除機(jī)理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤膠子去除機(jī)理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤膠體顆粒的吸附、懸浮顆粒的過濾和沉淀，人工濕地對(duì)體顆粒的吸附、懸浮顆粒的過濾和沉淀，人工濕地對(duì)污水中重金屬去除是通過植物、微生物、土壤基質(zhì)等污水中重金屬去除是通過植物、微生物、土壤基質(zhì)等組成成分共同起作用的組成成分共同起作用的。slide 21 2004 by default!a fr

18、ee sample background from 3. 3. 人工人工濕地的組成濕地的組成絕大多數(shù)人工濕地由五部分構(gòu)成：絕大多數(shù)人工濕地由五部分構(gòu)成： 基質(zhì)，基質(zhì)，具有透水性，如土壤、砂、礫石；具有透水性，如土壤、砂、礫石； 水體水體（在基質(zhì)表面上或下流動(dòng)的水）；（在基質(zhì)表面上或下流動(dòng)的水）； 植物，植物，適于在飽和水和厭氧基質(zhì)中生長，如蘆葦；適于在飽和水和厭氧基質(zhì)中生長，如蘆葦； 無脊椎或脊椎無脊椎或脊椎動(dòng)物動(dòng)物； 好氧或厭氧好氧或厭氧微生物微生物種群。種群。slide 22 2004 by default!a free sample background from 濕地系統(tǒng)正是在這種有一

19、定長寬比和底濕地系統(tǒng)正是在這種有一定長寬比和底面坡度的洼地中，由土壤和填料（如礫石等面坡度的洼地中，由土壤和填料（如礫石等）混合組成的填料床，污水在床體的填料縫）混合組成的填料床，污水在床體的填料縫隙中流動(dòng)或在床體表面流動(dòng)，并在床體表面隙中流動(dòng)或在床體表面流動(dòng)，并在床體表面種植具有性能好、成活率高、抗水性強(qiáng)、生種植具有性能好、成活率高、抗水性強(qiáng)、生長周期長、美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物長周期長、美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物（如蘆葦、蒲草等），從而形成一個(gè)獨(dú)特的（如蘆葦、蒲草等），從而形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)。動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)。 slide 23 2004 by default!a free

20、sample background from 植物植物植物是人工濕地的重要組成部分。人工濕地植物是人工濕地的重要組成部分。人工濕地凈化污水過程中凈化污水過程中, , 植物的作用可以歸納為植物的作用可以歸納為3 3個(gè)重個(gè)重要的方面要的方面: : 回收利用污水中可利用態(tài)的營養(yǎng)物質(zhì)回收利用污水中可利用態(tài)的營養(yǎng)物質(zhì), , 吸吸附、富集重金屬和一些有毒有害物質(zhì)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。增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸。slide 24 2004 by default!a free sample background

21、from 一般來說一般來說, , 選擇濕地植物要注意幾個(gè)原則：選擇濕地植物要注意幾個(gè)原則：凈化能力，耐污能力和抗寒、抗熱能力強(qiáng)，對(duì)不同凈化能力，耐污能力和抗寒、抗熱能力強(qiáng)，對(duì)不同的污染物采用相應(yīng)的植物種類；的污染物采用相應(yīng)的植物種類；選擇在本地適應(yīng)性好的植物，最好是本地植物；選擇在本地適應(yīng)性好的植物，最好是本地植物；根系發(fā)達(dá)、生物量大；根系發(fā)達(dá)、生物量大；抗病蟲害能力強(qiáng)；抗病蟲害能力強(qiáng)；最好有廣泛用途或經(jīng)濟(jì)價(jià)值；最好有廣泛用途或經(jīng)濟(jì)價(jià)值；易管理，綜合利用價(jià)值高。易管理，綜合利用價(jià)值高。不同的植物類型對(duì)不同的污染物質(zhì)具有一定的針對(duì)性。對(duì)氮磷去除效果較好的濕地植物，如茭白、蘆葦、水燭、燈心草。對(duì)重

22、金屬有較好的去除作用的植物是：寬葉香蒲，且對(duì)pb、zn、cd 等重金屬有較好的去除作用。slide 25 2004 by default!a free sample background from 微生物微生物人工濕地中微生物是凈化污水的人工濕地中微生物是凈化污水的“主力軍主力軍”。其數(shù)量。其數(shù)量在一定程度上可反映人工濕地凈化污水的能力。它們把有在一定程度上可反映人工濕地凈化污水的能力。它們把有機(jī)質(zhì)作為機(jī)質(zhì)作為豐富能源豐富能源，將其轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)物質(zhì)和能量。人工濕，將其轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)物質(zhì)和能量。人工濕地在處理污水之前，各類微生物的數(shù)量與自然濕地基本相地在處理污水之前，各類微生物的數(shù)量與自然濕地基本相同

23、。但隨著污水不斷進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，某些微生物的數(shù)同。但隨著污水不斷進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，某些微生物的數(shù)量將逐漸增加，并在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大值而趨于穩(wěn)定。量將逐漸增加，并在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大值而趨于穩(wěn)定。人工濕地系統(tǒng)中的微生物主要去除污水中的有機(jī)質(zhì)和人工濕地系統(tǒng)中的微生物主要去除污水中的有機(jī)質(zhì)和n n，某些難降解的有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)需要運(yùn)用微生物的誘，某些難降解的有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)需要運(yùn)用微生物的誘發(fā)變異特性，培育馴化適宜吸收和消化這些有機(jī)物質(zhì)和有發(fā)變異特性，培育馴化適宜吸收和消化這些有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)的優(yōu)勢細(xì)菌，進(jìn)行降解。人工濕地中微生物的活動(dòng)毒物質(zhì)的優(yōu)勢細(xì)菌，進(jìn)行降解。人工濕地中微生物的活動(dòng)是濕

24、地凈化污水的最主要因素。現(xiàn)有研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在是濕地凈化污水的最主要因素。現(xiàn)有研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在bod5bod5、cod cod 以及氮等降解的過程中微生物都發(fā)揮了重要作用。以及氮等降解的過程中微生物都發(fā)揮了重要作用。slide 26 2004 by default!a free sample background from 人工濕地中的優(yōu)勢菌種有假單胞桿菌屬人工濕地中的優(yōu)勢菌種有假單胞桿菌屬pseudomonaspseudomonas、產(chǎn)、產(chǎn)堿桿菌屬堿桿菌屬alcaligens alcaligens 和黃桿菌屬和黃桿菌屬flavobacterium flavobacterium ，均為生，均為生長快

25、速的微生物，其體內(nèi)含有降解質(zhì)粒，是分解有機(jī)物的主長快速的微生物，其體內(nèi)含有降解質(zhì)粒，是分解有機(jī)物的主體微生物種群。此外，對(duì)于有些難降解的有機(jī)物和有毒物須體微生物種群。此外，對(duì)于有些難降解的有機(jī)物和有毒物須運(yùn)用微生物誘導(dǎo)變異特性，培育馴化適宜吸收和消化這些物運(yùn)用微生物誘導(dǎo)變異特性，培育馴化適宜吸收和消化這些物質(zhì)的優(yōu)勢種，進(jìn)行降解。質(zhì)的優(yōu)勢種，進(jìn)行降解。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)濕地中的微生物數(shù)目和種類與污水凈化效同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)濕地中的微生物數(shù)目和種類與污水凈化效果也有一定的關(guān)系。其數(shù)量越多則去除率越高。其中污水中果也有一定的關(guān)系。其數(shù)量越多則去除率越高。其中污水中bod5bod5的去除率與濕地細(xì)菌總數(shù)顯著相

26、關(guān)，氨氮的去除率與硝的去除率與濕地細(xì)菌總數(shù)顯著相關(guān)，氨氮的去除率與硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的數(shù)量密切相關(guān)，污水中總大腸桿菌的化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的數(shù)量密切相關(guān)，污水中總大腸桿菌的去除率與濕地原生動(dòng)物和放線菌數(shù)量也存在顯著相關(guān)性。這去除率與濕地原生動(dòng)物和放線菌數(shù)量也存在顯著相關(guān)性。這也從一個(gè)方面說明濕地微生物在污染物降解中起到了重要作也從一個(gè)方面說明濕地微生物在污染物降解中起到了重要作用。用。slide 27 2004 by default!a free sample background from 基質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)基質(zhì), , 又稱填料又稱填料, , 是人為設(shè)計(jì)的由不同大小的礫、沙是人為設(shè)計(jì)的由不同大小的

27、礫、沙、土顆粒等按一定厚度鋪成的供植物生長、微生物附著的、土顆粒等按一定厚度鋪成的供植物生長、微生物附著的床體。基質(zhì)是污水處理的主要場所床體。基質(zhì)是污水處理的主要場所, ,也是微生物的主要載體也是微生物的主要載體，同時(shí)又可以為水生植物提供支持載體和生長所需的營養(yǎng)，同時(shí)又可以為水生植物提供支持載體和生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，當(dāng)這些營養(yǎng)物質(zhì)通過污水流經(jīng)人工濕地時(shí)物質(zhì)，當(dāng)這些營養(yǎng)物質(zhì)通過污水流經(jīng)人工濕地時(shí), ,基質(zhì)通過基質(zhì)通過一些物理、化學(xué)途徑一些物理、化學(xué)途徑( (如吸附、吸收、過濾、沉淀、絡(luò)合反如吸附、吸收、過濾、沉淀、絡(luò)合反應(yīng)和離子交換等應(yīng)和離子交換等) ) 來去除污水中的來去除污水中的ssss、n

28、 n、p p等營養(yǎng)物質(zhì)。等營養(yǎng)物質(zhì)。自由表面流系統(tǒng)多以土壤為基質(zhì)自由表面流系統(tǒng)多以土壤為基質(zhì), , 潛流與垂直流系統(tǒng)潛流與垂直流系統(tǒng)則根據(jù)不同的特征污染物選擇不同的基質(zhì)則根據(jù)不同的特征污染物選擇不同的基質(zhì), , 并須考慮便宜并須考慮便宜、易于取材等因素。、易于取材等因素。slide 28 2004 by default!a free sample background from 動(dòng)物動(dòng)物動(dòng)物是作為人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中必不可少的一部分動(dòng)物是作為人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中必不可少的一部分, , 其在食物鏈與營養(yǎng)級(jí)的生態(tài)平衡中起到重要作用其在食物鏈與營養(yǎng)級(jí)的生態(tài)平衡中起到重要作用, , 進(jìn)而進(jìn)而對(duì)人工濕地污水

29、處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性作出了重要貢獻(xiàn)。目對(duì)人工濕地污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性作出了重要貢獻(xiàn)。目前前, , 關(guān)于人工濕地中動(dòng)物參與污染物凈化方面的研究甚關(guān)于人工濕地中動(dòng)物參與污染物凈化方面的研究甚少少, , 有研究提到了蚯蚓有研究提到了蚯蚓(drilonema) (drilonema) 能起到清潔垃圾的能起到清潔垃圾的作用作用, , 從而減少了排泥次數(shù)。蚯蚓和沙蠶從而減少了排泥次數(shù)。蚯蚓和沙蠶(nereisdiversicolor) (nereisdiversicolor) 對(duì)重金屬有富集作用對(duì)重金屬有富集作用, , 可以推測可以推測這些動(dòng)物對(duì)污水中的重金屬去除也能起一些作用這些動(dòng)物對(duì)污水中的重金屬去除也能

30、起一些作用。slide 29 2004 by default!a free sample background from 自由水面系統(tǒng)自由水面系統(tǒng)（fwsfws），又稱表面流濕地；），又稱表面流濕地；潛流系統(tǒng)潛流系統(tǒng)（sfssfs），又稱潛流濕地。），又稱潛流濕地。 潛流濕地又分為潛流濕地又分為水平流潛流系統(tǒng)水平流潛流系統(tǒng)（hfshfs）和）和垂垂直流潛流系統(tǒng)直流潛流系統(tǒng)（vfsvfs）根據(jù)根據(jù)水的流動(dòng)狀態(tài)水的流動(dòng)狀態(tài)，將人工濕地系統(tǒng)分為如下類型：，將人工濕地系統(tǒng)分為如下類型：4.4.人工濕地系統(tǒng)的分類人工濕地系統(tǒng)的分類slide 30 2004 by default!a free sampl

31、e background from 此形式的人工濕地是在池深約0.6-1.5的淺池塘或渠道中種植各種水生植物， 包含挺水植物（如香蒲、蘆葦、 風(fēng)車草、茭白筍及開卡蘆等）、沉水植物（如水蘊(yùn)草、金魚藻等）、浮葉植物（如睡蓮、菱角等）及漂浮植物 （青萍、滿江紅等），其外觀和功能與自然濕地類似，具開放水面區(qū)、水生植物密植區(qū)、浮島等環(huán)境， 可吸引野外的動(dòng)植物，具棲息地重現(xiàn)的功能。（1 1）表面流濕地表面流濕地（fwsfws）slide 31 2004 by default!a free sample background from fwsfws濕地依濕地表面形態(tài)不同分為：濕地依濕地表面形態(tài)不同分為：sl

32、ide 32 2004 by default!a free sample background from slide 33 2004 by default!a free sample background from l此形式的人工濕地是在池深0.6-1、底部坡度0.51的溝渠或水池鋪設(shè)礫石或土壤后密植挺水植物，再導(dǎo)入污水并控制水面高度，使水面不曝露于空氣，即污水僅在介質(zhì)中流動(dòng)，沒有開放水面區(qū)。l主要處理機(jī)制為利用附著在礫石或是植物根系的微生物分解水中污染物。（2 2）潛流濕地潛流濕地（s sfsfs）slide 34 2004 by default!a free sample backgrou

33、nd from slide 35 2004 by default!a free sample background from 水平流潛流系統(tǒng)（水平流潛流系統(tǒng)（hfshfs）：污水從進(jìn)口經(jīng)由砂石等污水從進(jìn)口經(jīng)由砂石等系統(tǒng)介質(zhì)，以近水平流方式在系統(tǒng)表面以下流向出口。系統(tǒng)介質(zhì)，以近水平流方式在系統(tǒng)表面以下流向出口。此過程中，污染物得到降解。介質(zhì)通常選用水力傳導(dǎo)性此過程中，污染物得到降解。介質(zhì)通常選用水力傳導(dǎo)性良好的材料。氧主要通過植物根系釋放。在歐洲主要應(yīng)良好的材料。氧主要通過植物根系釋放。在歐洲主要應(yīng)用蘆葦，因此又稱蘆葦床處理系統(tǒng)。香蒲也是常用的濕用蘆葦，因此又稱蘆葦床處理系統(tǒng)。香蒲也是常用的濕地

34、植物。地植物。 垂直流潛流系統(tǒng)垂直流潛流系統(tǒng)（vfsvfs）：該系統(tǒng)通常在整個(gè)表面該系統(tǒng)通常在整個(gè)表面設(shè)置配水系統(tǒng)，并周期性進(jìn)水。系統(tǒng)下部排水，水流處設(shè)置配水系統(tǒng)，并周期性進(jìn)水。系統(tǒng)下部排水，水流處于系統(tǒng)表面以下。目的是系統(tǒng)可以排空水，以最大程度于系統(tǒng)表面以下。目的是系統(tǒng)可以排空水，以最大程度地進(jìn)行氧補(bǔ)給。地進(jìn)行氧補(bǔ)給。slide 36 2004 by default!a free sample background from slide 37 2004 by default!a free sample background from 幾種不同濕地系統(tǒng)比較幾種不同濕地系統(tǒng)比較slide 38

35、2004 by default!a free sample background from 人工濕地污水處理系統(tǒng)由人工濕地污水處理系統(tǒng)由預(yù)處理單元預(yù)處理單元和和人工濕人工濕地單元地單元組成。通過合理設(shè)計(jì)可將組成。通過合理設(shè)計(jì)可將bodbod5 5、ssss、營養(yǎng)鹽、營養(yǎng)鹽、原生動(dòng)物、金屬離子和其他物質(zhì)處理達(dá)到二級(jí)和、原生動(dòng)物、金屬離子和其他物質(zhì)處理達(dá)到二級(jí)和高級(jí)處理水平。高級(jí)處理水平。預(yù)處理主要去除粗顆粒和降低有機(jī)負(fù)荷。構(gòu)筑預(yù)處理主要去除粗顆粒和降低有機(jī)負(fù)荷。構(gòu)筑物包括雙層沉淀池、化糞池、穩(wěn)定塘或初沉池。物包括雙層沉淀池、化糞池、穩(wěn)定塘或初沉池。人工濕地中的流態(tài)采用推流式、回流式、階梯人工濕地

36、中的流態(tài)采用推流式、回流式、階梯進(jìn)水或綜合式。進(jìn)水或綜合式。5.5.人工濕地系統(tǒng)的工藝流程人工濕地系統(tǒng)的工藝流程slide 39 2004 by default!a free sample background from 推流式推流式回流式回流式階梯式進(jìn)水階梯式進(jìn)水綜合式綜合式slide 40 2004 by default!a free sample background from 6.6.人工濕地系統(tǒng)的區(qū)塊配置方案人工濕地系統(tǒng)的區(qū)塊配置方案slide 41 2004 by default!a free sample background from 一般說來，系統(tǒng)主要由3部分組成：(1)收集

37、和預(yù)處理設(shè)施收集和預(yù)處理設(shè)施。由污水集水管網(wǎng)、污水集水池、格柵和沉淀池等組成。如果取水于被污染的河流，可取消污水集水管網(wǎng)和污水集水池。(2)配水和集水設(shè)施配水和集水設(shè)施。由配水井、配水槽、配水管網(wǎng)、布水管、集水管和集水池組成。(3)濕地床濕地床。根據(jù)出水水質(zhì)要求，可設(shè)計(jì)一級(jí)或多級(jí)濕地床，污水經(jīng)串聯(lián)或并聯(lián)的濕地床多次凈化。7.7.人工濕地系統(tǒng)的配套設(shè)施人工濕地系統(tǒng)的配套設(shè)施slide 42 2004 by default!a free sample background from 人工濕地污水處理技術(shù)還處于開發(fā)階段、尤其在我國還沒有比較成熟的設(shè)計(jì)參數(shù)，其工藝設(shè)計(jì)也還處于試驗(yàn)階段。人工濕地系統(tǒng)的設(shè)

38、計(jì)受很多因素的影響，主要是水力負(fù)荷、有機(jī)負(fù)荷、濕地床的構(gòu)造形式、工藝流程及其布置方式、進(jìn)水系統(tǒng)和出水系統(tǒng)的類型和濕地所種栽植物的種類等。由于不同國家及不同地區(qū)的氣候條件、植被類型以及地理情況各有差異。因而大多根據(jù)各自的情況，經(jīng)小試或中試取得有關(guān)數(shù)據(jù)后進(jìn)行人工濕地的設(shè)計(jì)。8.8.人工濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人工濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)slide 43 2004 by default!a free sample background from slide 44 2004 by default!a free sample background from （1 1）表面流濕地的設(shè)計(jì)）表面流濕地的設(shè)計(jì)/tlwdn qsli

39、de 45 2004 by default!a free sample background from 1.750exp( 0.7()/etvcak alwdnqcslide 46 2004 by default!a free sample background from slide 47 2004 by default!a free sample background from l在歐洲，工程蘆葦床濕地的設(shè)計(jì)是根據(jù)活塞流在歐洲，工程蘆葦床濕地的設(shè)計(jì)是根據(jù)活塞流動(dòng)力學(xué)。濕地床通常由粘土或一種合成薄膜密動(dòng)力學(xué)。濕地床通常由粘土或一種合成薄膜密封，種上蘆葦（封，種上蘆葦（phragmites au

40、stralis）。濕地）。濕地尺寸的計(jì)算是基于德國的尺寸的計(jì)算是基于德國的kickuth的研究工作上的研究工作上得出的。濕地的尺寸與流速，進(jìn)水的得出的。濕地的尺寸與流速，進(jìn)水的bod濃度濃度，預(yù)期的出水，預(yù)期的出水bod值及常數(shù)值及常數(shù)k1有關(guān)。濕地床的有關(guān)。濕地床的進(jìn)水口處的床身建議值為進(jìn)水口處的床身建議值為0.6m，坡度為，坡度為26%，水深只有，水深只有25mm。所以大多數(shù)水流是潛流式。所以大多數(shù)水流是潛流式的。這樣適合在坡面上栽種蘆葦床來促進(jìn)水力的。這樣適合在坡面上栽種蘆葦床來促進(jìn)水力流動(dòng)。流動(dòng)。（2 2）潛流式濕地的設(shè)計(jì)）潛流式濕地的設(shè)計(jì)slide 48 2004 by defaul

41、t!a free sample background from slide 49 2004 by default!a free sample background from slide 50 2004 by default!a free sample background from slide 51 2004 by default!a free sample background from 示例：示例：slide 52 2004 by default!a free sample background from slide 53 2004 by default!a free sample bac

42、kground from slide 54 2004 by default!a free sample background from （3 3）設(shè)計(jì)參數(shù)）設(shè)計(jì)參數(shù)slide 55 2004 by default!a free sample background from slide 56 2004 by default!a free sample background from slide 57 2004 by default!a free sample background from slide 58 2004 by default!a free sample background fro

43、m slide 59 2004 by default!a free sample background from slide 60 2004 by default!a free sample background from （4 4）其他設(shè)計(jì)要素的確定）其他設(shè)計(jì)要素的確定 地址的選擇地址的選擇slide 61 2004 by default!a free sample background from 進(jìn)出水系統(tǒng)布置進(jìn)出水系統(tǒng)布置slide 62 2004 by default!a free sample background from slide 63 2004 by default!a fr

44、ee sample background from slide 64 2004 by default!a free sample background from 填料的選擇填料的選擇slide 65 2004 by default!a free sample background from slide 66 2004 by default!a free sample background from 案例案例1 1： 成都府南河活水公園成都府南河活水公園 成都市花了五年多時(shí)間，投入了25億人民幣，拆除600多處排污管道，整條河道都進(jìn)行了清淤，重新修整了42公里的河岸。然而，河道治理工程完成后，府

45、南河水仍沒有變得清澈起來。slide 67 2004 by default!a free sample background from 成都活水園，占地成都活水園，占地2400024000多平方米，每天有多平方米，每天有200200立方立方水從河中抽出除去細(xì)菌、重金屬后再回到河中。水從河中抽出除去細(xì)菌、重金屬后再回到河中。 國際上曾獲國際上曾獲“國際水岸獎(jiǎng)最高獎(jiǎng)國際水岸獎(jiǎng)最高獎(jiǎng)”和和“環(huán)境地域設(shè)環(huán)境地域設(shè)計(jì)獎(jiǎng)計(jì)獎(jiǎng)”。成都活水園成都活水園城市水凈化生態(tài)工程的典范城市水凈化生態(tài)工程的典范slide 68 2004 by default!a free sample background from 公

46、園形狀是一公園形狀是一“魚魚”形，象征活力和健形，象征活力和健康，也成了該設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)之一。康，也成了該設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)之一。slide 69 2004 by default!a free sample background from 生態(tài)凈水第一步：噴水池生態(tài)凈水第一步：噴水池這個(gè)噴泉池容積為這個(gè)噴泉池容積為780780立方米，功能叫立方米，功能叫“厭氧沉淀池厭氧沉淀池”。泵入池中的污水一部分經(jīng)物。泵入池中的污水一部分經(jīng)物理沉淀作用，使比水重的懸浮物沉于池底，從排泥管排出。比水輕的懸浮物浮于水面理沉淀作用，使比水重的懸浮物沉于池底，從排泥管排出。比水輕的懸浮物浮于水面，由人工清理。另一部分經(jīng)池中的厭

47、氧微生物分解成甲烷、二氧化碳等難溶氣體排入，由人工清理。另一部分經(jīng)池中的厭氧微生物分解成甲烷、二氧化碳等難溶氣體排入大氣，或成較低分子有機(jī)物隨水流出，進(jìn)入下一道凈化程序。大氣，或成較低分子有機(jī)物隨水流出，進(jìn)入下一道凈化程序。slide 70 2004 by default!a free sample background from 生態(tài)凈水第二步：蓮花石溪生態(tài)凈水第二步：蓮花石溪 這一方面極富動(dòng)感和觀這一方面極富動(dòng)感和觀賞價(jià)值，同時(shí)使水在回旋、賞價(jià)值，同時(shí)使水在回旋、震蕩中充分地曝氣充氧，增震蕩中充分地曝氣充氧，增強(qiáng)水中的含氧量。強(qiáng)水中的含氧量。 經(jīng)過初步沉淀的水，經(jīng)過初步沉淀的水，流入一串形

48、似花瓣的蓮花流入一串形似花瓣的蓮花石溪，稱為石溪，稱為“水流雕塑水流雕塑”。它巧妙地引入水力學(xué)原。它巧妙地引入水力學(xué)原理，利用落差產(chǎn)生的沖力理，利用落差產(chǎn)生的沖力，使水在一個(gè)個(gè)石花瓣中，使水在一個(gè)個(gè)石花瓣中活潑歡跳。活潑歡跳。slide 71 2004 by default!a free sample background from 生態(tài)凈水第三步：生態(tài)凈水第三步：水從蓮花石溪流向微生物池水從蓮花石溪流向微生物池水通過水流雕塑后，進(jìn)入微生物池，也叫水通過水流雕塑后，進(jìn)入微生物池，也叫“兼氧池兼氧池”。它的深度。它的深度為為1.61.6米、容積為米、容積為4848立方米。污水在池中被微生物部分凈

49、化后，立方米。污水在池中被微生物部分凈化后，從微生物池泵入植物池。從微生物池泵入植物池。slide 72 2004 by default!a free sample background from 生態(tài)凈水第四步：生態(tài)凈水第四步：植物池植物池人工濕地生態(tài)系統(tǒng)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)它是它是“活水公園活水公園”水處理工程的核心部分，由水處理工程的核心部分，由6 6個(gè)植物塘、個(gè)植物塘、1212個(gè)植個(gè)植物床組成，其中養(yǎng)殖的植物達(dá)數(shù)十種，還有多種魚類、昆蟲和兩棲物床組成，其中養(yǎng)殖的植物達(dá)數(shù)十種，還有多種魚類、昆蟲和兩棲動(dòng)物。動(dòng)物。slide 73 2004 by default!a free sample b

50、ackground from 生態(tài)凈水第五步：生態(tài)凈水第五步：經(jīng)植物池凈化后的水進(jìn)入魚塘經(jīng)植物池凈化后的水進(jìn)入魚塘slide 74 2004 by default!a free sample background from 魚塘出來的水進(jìn)入戲水池魚塘出來的水進(jìn)入戲水池slide 75 2004 by default!a free sample background from 凈化后的水從這里流向府南河凈化后的水從這里流向府南河slide 76 2004 by default!a free sample background from 活水公園模擬自然的堤岸活水公園模擬自然的堤岸slide 77

51、 2004 by default!a free sample background from 案例案例2：日本渡良瀨蓄水池的人工濕地日本渡良瀨蓄水池的人工濕地 渡良瀨蓄水池位于日本栃木縣，是一座人工挖掘的平原水庫，總庫容2640萬m3，水面面積4.5km2 ,水深6.5m左右。這座蓄水池平時(shí)為茨城縣等六縣市64萬人口供水，日供水量21.6萬m3。蓄水池周圍是渡良瀨川的滯洪區(qū)，汛期時(shí)洪水由溢流堤流入蓄水池，此時(shí)蓄水池用于調(diào)洪，提供調(diào)洪庫容1000萬m3。 由于近年來上游用水造成生活污水以及含氮、磷的水流入，致使渡良瀨蓄水池出現(xiàn)霉臭等水質(zhì)問題。為保護(hù)蓄水池的水質(zhì)，自1993年起在蓄水池一側(cè)滯洪洼地

52、上建人工濕地，這是一座設(shè)有人工設(shè)施的蘆葦蕩。將蓄水池的水引到蘆葦蕩，通過吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，達(dá)到對(duì)水體進(jìn)行自然凈化的目的。這種凈化過程循環(huán)進(jìn)行，確保蓄水池水質(zhì)潔凈。slide 78 2004 by default!a free sample background from 渡良瀨蓄水池人工濕地平面圖1渡良瀨蓄水池2蓄水池泵站3橡膠壩4旁通水渠5地下水渠6連接渠7調(diào)節(jié)渠8取水泵站9進(jìn)水渠10荻草蕩11蘆葦蕩凈化設(shè)施12出水渠13集水池14蘆葦蕩泵站15北閘slide 79 2004 by default!a free sample background from 日

53、本渡良瀨蓄水池的人工濕地slide 80 2004 by default!a free sample background from 渡良瀨人工濕地的人工植被從陸地到水面依次為：杞柳（水邊林）蘆葦、荻、蓑衣草（濕地植物）茭白、寬葉香蒲（吸水植物）荇菜、菱（浮葉植物），形成了一體的生態(tài)空間。渡良瀨人工濕地已經(jīng)成為日本最大的蘆葦蕩，也成為對(duì)居民、兒童進(jìn)行環(huán)保及愛水教育的場所，組織學(xué)生進(jìn)行自然觀察。在這里可以看到綠頭鴨、針尾鴨等禽類及蘆燕、白頭鷂和鳶等鳥類。 為凈化渡良瀨蓄水池的水體，還在蓄水池中部建一批人工生態(tài)浮島，種植蘆葦?shù)戎参铮涓蹈街⑸铮商峁┏渥阊鯕猓⑼ㄟ^遷移、轉(zhuǎn)化水中的氮、磷等物

54、質(zhì)，降解水中有機(jī)質(zhì)。浮島還設(shè)置為魚類產(chǎn)卵用的產(chǎn)卵床，也為小魚設(shè)有棲身地，水中的浮游植物成了魚餌。人工生態(tài)浮島保證了蓄水池水質(zhì)的潔凈。 slide 81 2004 by default!a free sample background from 植 物 昆 蟲 鳥 類 1993 31科，104種 19科，45種 18科，22種 1998 45科，166種 45科，116種 25科，50種 治理前后動(dòng)植物種類變化治理前后動(dòng)植物種類變化 slide 82 2004 by default!a free sample background from 案例案例3：山東省南四湖人工濕地山東省南四湖人工濕地s

55、lide 83 2004 by default!a free sample background from slide 84 2004 by default!a free sample background from slide 85 2004 by default!a free sample background from slide 86 2004 by default!a free sample background from slide 87 2004 by default!a free sample background from slide 88 2004 by default!a

56、 free sample background from slide 89 2004 by default!a free sample background from slide 90 2004 by default!a free sample background from slide 91 2004 by default!a free sample background from slide 92 2004 by default!a free sample background from 案例案例4：美國美國arcata人工濕地處理系統(tǒng)人工濕地處理系統(tǒng)slide 93 2004 by de

57、fault!a free sample background from slide 94 2004 by default!a free sample background from figure 1: main structure of the arcata wastewater treatment plant headworksfigure 2: wastewater enters the headworks at a sump below these two screw pumps1. headworksslide 95 2004 by default!a free sample back

58、ground from figure 3: bar racks and mechanical cleaning mechanism moving up the bar racksfigure 4: mechanical cleaning mechanism and common debrisslide 96 2004 by default!a free sample background from 2. clarifierslide 97 2004 by default!a free sample background from 3. digestersfigure 2: layout of

59、sludge treatment at the arcata wastewater treatment plant slide 98 2004 by default!a free sample background from figure 6: diagram of an anaerobic digesterfigure 3: digester at the arcata wastewater treatment plant figure 5: biogas pipes coming out of a digester at the arcata wastewater treatment plant slide 99 2004 by default!a free sample background from figure 4: sludge drying bed at the arcata wastewater treatment plant figure 1. an arcata wastewater treatment plant sludge drying bedslide 100 2004 by default!a free sample background from 4. oxidation pondsfigure 1. an arcata wastewa