人工湿地设计教学教材50页PPT

60
国内某生活污水处理厂生 化处理后利用人工湿地 深度处理，效果不明显
出水排入水源保护区， 需达到地表水Ⅲ类标准
≤0.2 ≤1.0 ≤1.0
深度处理后，指标反而上升； 出水达不到地表水Ⅲ类标准
61
深度处理后，出水达 不到地表水Ⅲ类标准
62
以色列公司自1989年起致 力于设计和建造生态湿地。
作为以色列同行业的领先 者，设计和建造了天然生物系 统用来处理城市污水，加油站 污水，军用设施排水，来自乳 品农场、屠宰场、养鱼场的排 水、垃圾填埋场渗滤液，油脂 公司的含有碳氢化合物和脂肪 的残渣。
数据进行设计
约需要4-8平方土地 （纯生态）
经机械强化可减少用地
每立方污水约1.5平方
（需根据具体的水质）
29
需要一定坡度设计
人工湿地植物 交错种植
30
无需维护，植物 无需修剪，枯萎后 只需要补种
31
湿地可建在 建筑物周围 无需修剪维护
32
去除污水中的硝酸盐
从被污染的水源 中去除硝酸盐
33
从被污染的水源 中去除硝酸盐
51
出水末端无太阳光直照， 不会产生水绵等二次污染
人工湿地末端水质
52
植物在污泥上 生长，并将污 染物其分解。
废水中的悬浮物在 第一个池里沉淀， 产生污泥。
无需污泥处理， 降低运营成本
53
COD去除率 平均98.6%
54
BOD去除率 平均99.6%
55
总悬浮物 固体去除率 平均99.8%
56
增添景观美感
13
湿地公园可处理污 水，也可作休闲场所
14
湿地 湿地
湿地
15
16

德国汉堡人工湿地
处理城市污水，通过湿地植物、微生物等自然净化过程实现污水净 化。
未来展望
01
02
03
04
扩大人工湿地在各个领域的应 用范围，尤其在城市污水处理
和生态修复方面。
加强技术创新和研究，提高人 工湿地的处理效率和稳定性。
推动人工湿地与生态旅游、科 普教育等产业的融合发展，实 现生态、经济、社会的综合效
建设流程
前期调研
对当地的环境、资源、社会经 济等方面进行全面调查，为人 工湿地的设计提供科学依据。
设计阶段
根据前期调研结果，进行人工 湿地的规划和设计，包括湿地 类型、规模、布局、植物选择 等。
施工阶段
按照设计要求进行施工，包括 土地整理、植物种植、水利设 施建设等。
调试与运行阶段
完成施工后对人工湿地系统进 行调试，确保其正常运行，并 根据实际情况进行调整和优化
通过在湿地中建立垂直 水流，利用水流的动力 和填料床的吸附作用去 除污染物，同时利用植 物和微生物的作用实现 净化效果。
适用于土地资源有限、 气候条件较为温和的地 区。
处理效率较高，占地面 积较小。
投资较大，维护成本较 高。
混合型人工湿地
01 总结词
02 详细描述
03 适用条件
04 优点
05 缺点
政策法规与标准
法律法规 遵守国家和地方关于环境保护和 生态建设的法律法规，确保人工 湿地的建设和运行合法合规。
监管要求 遵守国家和地方关于人工湿地建 设和运行的监管要求，配合相关 部门进行监督检查，确保人工湿 地的正常运行和发展。
技术标准 遵循国家和地方关于人工湿地建 设和运行的技术标准，保证人工 湿地的建设质量和运行效果。

（2）有机物的去除
➢ 降解主体： 兼性细菌；厌氧细菌；好氧细菌
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
（3）氮的去除
➢ 去除途径：
植物吸收及其收获而去除 有机基质的吸附和阳离子交换作用 氨的挥发 硝化－反硝化作用
➢ 除磷填料最近研究进展： 矿物填料： 方解石；页岩；赭石；风钢渣等 新问题：出水pH上升；有其它物质溶出 饮用水处理剩余物： --出水pH稳定；无其它物质溶出；符合循环经济的 观点
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
1.概述 湿地系统的概念
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
人工湿地的分类
（Ⅰ）自由水面人工湿地
（Ⅱ）潜流型人工湿地
水平潜流 垂直流 复合流
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
（Ⅰ）自由水面人工湿地
自由水面人工湿地系统示意图
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
说明 微生物和植物体内
主要存在形式 唯一可被微生物和利用

t/a
1.31 24.50 0.11 2.06
8.34 36.86 0.61 2.70
2.29 20.36 0.17 1.51
1.66 102.49 0.14 8.64
1.56 7.78 1.23 6.14
1.84 20.50 0.10 1.11
0.54 0.85 0.09 0.14
0.83 1.15 0.15 0.21
0.7 TN（mg/L）
0.6
0.5
湖库 II 类上限
0.4
0.3
0.2
0.1
TP（mg/L）
洱海潜在的富营养化危机
ppt课件
0.04 0.03 0.02 0.01
9
1、美丽的高原明珠——脆弱的生态系统
30
SD（m）
25
Chl.a（ug /L）
20
藻类（106cell/L）
15
10
5
0
2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 1991
抚仙湖水质三十年演变趋势
年份
CODMn (mg/L)
BOD5 (mg/L)
T-P (mg/L)
T-N (mg/L)
1980’s
0.99
1.04
0.012
0.11
1990’s
0.99
0.66
0.012
0.22
2000’s
1.04
1.36
0.007
0.17
I类标准
2
3
0.010
0.15
2005调查*

包括挺水植物、浮水植物和沉水植物， 为湿地提供氧气和养分，并吸收水中 的污染物。
微生物
分解有机物，将污染物转化为无害物 质，促进湿地净化功能。
水生动物
包括鱼类、贝类、昆虫等，维持生态 系统的平衡和稳定。
人类活动
合理的人工湿地设计和管理，能够促 进生态系统的稳定和可持续发展。
主要功能与作用
净化水质
调节气候
人工湿地通过物理、化学和生物过程，有 效去除水中的氮、磷等营养物质以及重金 属等有毒物质。
湿地具有较大的水面和植被覆盖，能够调 节气温、湿度和降雨量，缓解城市热岛效 应。
保护生物多样性
提供休闲空间
湿地为水生生物提供栖息地，是众多野生 动植物的生存场所，有助于维护生物多样 性。
人工湿地可以作为城市公园、景观等公共 空间，为市民提供休闲、娱乐和亲近自然 的场所。
06
详细描述
潜流人工湿地的地下水位较高，能够承受较大 的水力负荷，具有较强的抗冲击能力。
垂直流人工湿地
总结词
处理效果好
详细描述
垂直流人工湿地通过垂直水流的方向，使污水 在湿地中得到充分净化，处理效果较好。
总结词
占地面积小
详细描述
垂直流人工湿地面积较小，可以充分利用城市空间 ，尤其适用于土地资源紧张的城市。
植物种植技术
种植容器
根据植物种类和生长需求，选择 合适的种植容器，如盆栽、网箱
等。
种植深度
根据植物的生长习性，确定种植深 度，保证植物的正常生长和发育。
种植密度
合理控制种植密度，避免过度密集 或稀疏的现象出现，以确保人工湿 地的生态功能和景观效果。
05 人工湿地生态系统与功能
生态系统构成
湿地植物

3
后期监测设计
4
说明人工湿地后期监测设计的目的和方 法，以确保其长期稳定和环境效益。
方案设计
详细介绍人工湿地的方案设计过程，包 括初步设想、系统布局和设计优化。
运营管理设计
讲述人工湿地运营管理设计的关键，包 括监测与维护、水质调控和安全管理。
人工湿地设计的要点
系统设计
强调设计中需要考虑 的元素，如尺寸、流 量和操作要求。
生态设计
详述如何优化人工湿 地以支持多样的生态 系统和物种。
工程设计
讨论工程设计方面的 注意事项，如材料选 择和结构设计。
维护管理设计
介绍如何设计人工湿 地以方便维护、保养 和管理。
人工湿地设计的应用案例
水处理
探索人工湿地在城市和农村水处 理领域的成功应用。
生态修复
介绍人工湿地如何帮助恢复受损 湿地的生态系统功能。
城市景观建设
展示人工湿地在城市景观设计中 的创新和美学价值。
人工湿地的优缺点
优点
详细解释人工湿地的环境效益，如水质改善和自然保护。
缺点
探讨人工湿地设计和管理中可能遇到的挑战和限制。
人工湿地的发展趋势
1 技术创新
介绍当前人工湿地设计中 的新技术和创新方法。
2 环境治理需求的增加
讨论人工湿地在应对环境 问题和生态面流湿地的原理、 结构和适用场景。
2 底部流湿地
3 湿地池
解释底部流湿地如何工作， 以及其在水处理和氮污染 控制中的应用。
讨论湿地池的功能和设计 原则，以及在城市景观中 的应用。
人工湿地设计的步骤
1
施工设计
2
阐述人工湿地施工设计的要求，包括土
壤改良、湿地植被和排水系统。

➢ 建議植栽種類: 台灣水龍、水燭、大安水簑衣…
第四池(生態池)
➢ 設計重點：營造生物網絡健全的水域環境，設計為自然處 理系統的三級處理單元
➢ 主要去除機制：利用生態系統內的物質循環與能量流動機 制，將各式污染物移除
➢ 建議植栽種類: 圓葉節節菜、黃花水龍、過長沙、水毛花、睡蓮、燈心草、田 蔥、台灣萍蓬草、水蓼、烏蘇里聚藻、野慈姑、鴨舌草、窄 葉澤瀉、三白草
廣義定義
常受到漫淹，土壤處於缺氧狀況的 豐水生態系生物(維管束植物)可以 適應週期性水文消長的狀態
濕地構成要件
水文
位於水陸交界的漸變帶 季節性水位消長
植物
以水生植物為優勢族群
土壤
下層以還原性土壤為主
濕地
動物
以底棲、水昆、兩棲、 魚類、水禽等為特徵
常受到漫淹，土壤處於缺氧狀況的豐水生態系 生物(維管束植物)可以適應週期性水文消長的狀態
第二池：開放水域
➢ 設計重點：營造好氧、多生物擔體環境 ➢ 主要去除機制 物理性：沉澱
生物性：好氧消化、硝化（氨氮轉換為硝酸 ➢ 建議植栽態種氮類）:
金魚藻、蝦藻、水車前、冠果眼子菜、水王孫、茨藻
第三池密植區二
➢ 設計重點：營造無氧、 多生物擔體環境
➢ 主要去除機制 物理性：沉澱、攔截（尤以藻類） 生物性：無氧消化、脫硝作用（硝酸態氮轉換為氮氣）
人工溼地的定義、分類與功能
人工溼地定義
透過人為的設置，且其水文、土壤及生態相符 合於自然濕地構成要件者，均可稱為人工濕地
人工溼地類型 水質淨化型 滯澇蓄洪型 開發補償型 教育展示型
細部設計 ─新海人工濕地自然淨化系統
濕地設置
放
抽
水 井 ： 取
流 量 計

功能
人工湿地是利用与自然生态系统相似的物理、 化学、生物的三重协同作用来实现对污水的净化技术。
物理作用 过滤和沉淀 除去含有C、N、P 的有机及无机颗粒 物和悬浮固体
微生物作用 氧化－还原反应 吸收降解
化学作用 吸附和絮凝 可溶性的有机化合物 阴离子（ PO43- ）和阳离子 （重金属阳离子）
挥发作用
典型工艺
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 机物进行降解，再进入第三级兼性塘，最后经过第四级碎 石床变成洁净的水排出。
人工湿地的配套设施
人工湿地系统有两种： 表流湿地、潜流湿地。潜流系统可分为平流
湿地和垂直流湿地。 表流湿地
表流湿地通常是衬有不透水材料层的浅蓄水 池，填有土壤或砂砾基质，栽种露出水面的植物。 设计成水淹型，所以水位在基质表面之上，废水 在基质上面流动，通过稠密的植物，模拟天然湿 地的水流。它的建造费用较低。
潜流湿地的基质厚度约60 cm左右。
人工湿地的构造与工程参数是人工湿地工艺设计的核心， 包括水力学特性、湿地床构型和配套设施的构筑三方面。水力 学特性包括水力停留时间、水力负荷；湿地床构型设计包括水 力坡度、湿地床的长宽比和水位控制；配套设施的构筑包括进 出水装置、隔板装置和防渗设施。
设计中实际水力停留时间采用理论值的4O～80％ 。 水力坡度：表面流人工湿地采用0.5％ 或更小,潜流人工湿地采 用0.5～2％。
矿渣、粉煤灰对磷去除效果好。基质中游离氧化铁、氧 化铝和胶体氧化铁、氧化铝含量越高，其固定形成的磷酸铁 盐和磷酸铝盐数量越多，基质净化磷素的能力越强。
煤灰渣基质对有机污染物的处理效果较好。COD和BOD 的 去除率分别达71～88％和80～89％。设计时应根据污水所含 污染物配置合适的基质。

植物是人工湿地的重要组成部分。水生植物在人工湿地的作用有：将景观水中的部分污染物作为自身生长的 养料而被吸收；能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质；根系生长有利于景观水均匀地分布 在湿地植物床过水断面上，向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境；增加或稳定土壤 的透水性。
近年来由于湿地围垦生物资源的过度利用湿地环境污染湿地水资源过度利用大江大河流域水利工程建设泥沙淤积海岸侵蚀与破坏城市建设与旅游业的盲目发展等不合理利用导致湿地生态系统退化造成湿地面积缩小水质下降水资源减少甚至枯竭生物多样性降低湿地功能降低甚至丧失
人工湿地概述
完整版课件
1
01、人工湿地简介
02、人工湿地的构造
通过植物的收割而从废水和湿地系统中去除。
• 氮在微生物的作用下进行氨氮的硝化过程： N4 H N2 O N3 O
• 在远离根区的部位，由于缺氧环境而进行反硝化过程，从而使氮以气体的形式而除去： N 3 O N 2 O N O N 2 O N 2
湿地底部有机物的分解和生物降解及底部较低的NO 的浓度，及充足的有机物做碳源，这些都为反硝化过 程的进行创造了条件。
03、人工湿地的去除机理
04、人工湿地系统的工艺流程
目
05、影响人工湿地净化效果的主要因素 06、目前湿地设计建造中存在的问题
录
07、国内人工湿地应用实例
08、人工湿地的工程选址及总体布置
09、未来展望及挑战
完整版课件
2
1、人工湿地简介
概念 人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污 水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用， 对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植 物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

技术特点
据悉，这项从德国引进的人工湿地PKA水处理技 术经过科研人员二次研发，已完成本土化过程，不仅 植物品种增至七八种，而且工艺流程简单、投资运作 费用低、操作管理简便。它综合运用物理、化学、生 物三种方式，去除污水中的有机物、悬浮物、氮气、 磷、重金属、油脂和病原体等。整个“消化”污水过 程全自动运行，无需专人看管，也不用添加生物和化 学制品。其建设成本是常规技术的一半，运营维护成 本也只有常规技术的十分之一，每吨污水处理仅需 7 分钱，使用期限在 20年以上。
人工湿地
人工湿地的定义
人工湿地是通过模拟自然湿地而人为设计和建造的具有可控性和工程化特点，以基质、植物及微生物协 同通过物理、化学和生物作用进行污水处理的自然生态系统。
人工湿地的机理
一般认为人工湿地对污水的处理综合了物理、化学和生 物的三种作用。
湿地系统成熟以后，基质表面和植物根系吸附了大量微 生物形成生物膜。污水流经生物膜时，大量的悬浮物被基质和 植物根系截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化 作用而被去除，湿地床系统中因植物根系对氧的传递释放，使 其周围的环境依次呈现好氧、缺氧和厌氧状态。保证了污水中 的氮磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且 还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用使 其从污水中去除，最后通过湿地床基质的定期更换和栽培植物 的收割而使污染物最终从系统中去除。
地表流湿地
也称水面湿地系统。在地表流湿地系统中， 污水在湿地的表面流动，水位较浅，多在0．10．9 m之间。
这种系统与自然湿地最为接近。污水中的 大部分有机污染物的去除是依靠生长在植物水下 部分的茎、竿上的生物膜来完成的。
这种湿地系统的优点是投资低，缺点是处 理能力低，卫生条件差。在我国北方一些地区由 于冬季气候寒冷而不能正常运行。