濕地生態(tài)系統(tǒng)污水凈化課件.ppt

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1、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)污水凈化班級(jí)：資環(huán)094姓名：王金軟學(xué)號(hào)：200905254121、引言2、人工濕地的概念、分類、結(jié)構(gòu)組成及基本的設(shè)計(jì)類型3、人工濕地的去污機(jī)理及影響處理效率的主要因素4、研究方法與應(yīng)用前景展望目錄濕地被應(yīng)用于污水凈化始于20世紀(jì)50年代,而用人工濕地進(jìn)行污水凈化的研究始于20世紀(jì)70年代末。人工濕地是一個(gè)自適應(yīng)的系統(tǒng),它是近20年發(fā)展起來(lái)的一種廢水處理新技術(shù),其特點(diǎn)是投資省,處理效果好,運(yùn)行維護(hù)方便,它屬于一種生態(tài)治理污水的方法,可作為傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)的一種有效替代方案,這對(duì)于節(jié)省資金、保護(hù)水環(huán)境以及進(jìn)行有效

2、的生態(tài)恢復(fù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義,也越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視和關(guān)注。目前它被廣泛應(yīng)用于處理生活污水、工業(yè)廢水、礦山及石油開(kāi)采廢水、農(nóng)業(yè)點(diǎn)源污染和面源污染以及水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的治理。人工濕地比天然濕地污水處理提供了更好的機(jī)會(huì),因?yàn)槿斯竦夭糠植扇×巳藶榭刂拼胧?從而可以優(yōu)化系統(tǒng)去除BOD、COD、營(yíng)養(yǎng)元素和細(xì)菌性污染物的性能。它不僅可以為昆蟲(chóng)和其他動(dòng)物提供生境,也可以作為一種美學(xué)景觀,而且可以最大限度地進(jìn)行水力條件的控制和濕地植物的管理。1.引言2.人工濕地的概念、分類、結(jié)構(gòu)組成及基本的設(shè)計(jì)類型2.1人工濕地的概念美國(guó)著名的濕地研

3、究、設(shè)計(jì)與管理專家Hammer等人將人工濕地定義為:一個(gè)為了人類的利用和利益,通過(guò)模擬自然濕地,人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植被、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體。夏漢平等人[13]認(rèn)為,人工濕地是指通過(guò)模擬天然濕地的結(jié)構(gòu)與功能,選擇一定的地理位置與地形,根據(jù)人們的需要人為設(shè)計(jì)與建造的濕地。除此之外,人工濕地的叫法也較多,如man2madewetland,engi2neeredwetland,createdwetland,artificialwetland,con2structedwetland等,當(dāng)首屆國(guó)際人工濕地處理污水大會(huì)

4、于1988年在美國(guó)召開(kāi)后,constructedwetland才開(kāi)始逐漸取代上述其他術(shù)語(yǔ)而成為人工濕地的通用名詞。2.2人工濕地的分類人工濕地至少可分為4大類[14]:①人工生境濕地,協(xié)助天然濕地用于生物多樣性的保護(hù);②人工抗洪濕地,用于控制洪水或泄洪;③人工水產(chǎn)濕地,用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水產(chǎn)養(yǎng)殖;④人工處理濕地,用于污水污物處理。目前提及的人工濕地污水凈化系統(tǒng)通常是指處理濕地。2.3結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)類型水體、基質(zhì)、水生濕生植物和微生物是構(gòu)成人工濕地污水處理系統(tǒng)的的4個(gè)基本要素。濕地凈化污水是濕地中基質(zhì)、植物和微生物相互關(guān)聯(lián),物理、化學(xué)

5、和生物過(guò)程協(xié)同作用的結(jié)果。目前人工濕地污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型按污水的流動(dòng)方式可以分為3種:表面流人工濕地(SFW)、潛流人工濕地(SFS)和垂直流人工濕地(VCW)。其他設(shè)計(jì)類型大都是以此為基礎(chǔ),進(jìn)行必要的改進(jìn)或復(fù)合而產(chǎn)生的。表面流人工濕地系統(tǒng)中,廢水在濕地的土壤表層流動(dòng),水深較淺(一般在011～016m)。與潛流人工濕地系統(tǒng)相比,其優(yōu)點(diǎn)是投資省,缺點(diǎn)是負(fù)荷低,北方地區(qū)冬季表面會(huì)結(jié)冰,夏季會(huì)滋生蚊蠅,散發(fā)臭味。潛流人工濕地系統(tǒng),污水在濕地床的表面下流動(dòng),一方面可以充分利用填料截留等作用,提高處理效果和處理能力;另一方面由于水

6、流在地表以下流動(dòng),保濕性較好,處理效果受氣候影響較小,占地較小,且衛(wèi)生條件較好,建設(shè)成本較高,是目前歐洲國(guó)家大多采用的一種設(shè)計(jì)類型。而與水平流系統(tǒng)對(duì)污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除效果相比,由Seidel首次設(shè)計(jì)的垂直流人工濕地系統(tǒng)具有更大的優(yōu)越性。3.人工濕地的去污機(jī)理及影響處理效率的主要因素3.1人工濕地的去污機(jī)理人工濕地對(duì)污水的處理有十分復(fù)雜的凈化機(jī)理。一般認(rèn)為,人工濕地生態(tài)系統(tǒng)是通過(guò)物理、化學(xué)及生化反應(yīng)三重協(xié)同作用凈化污水。其中物理作用主要是過(guò)濾、沉積作用,污水進(jìn)入濕地,經(jīng)過(guò)基質(zhì)層及密集的植物莖葉和根系,可以過(guò)濾、截留污水中的懸浮物

7、,并沉積在基質(zhì)中;化學(xué)反應(yīng)主要指化學(xué)沉淀、吸附、離子交換、拮抗和氧化還原反應(yīng)等,這些化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生主要取決于所選擇的基質(zhì)類型;生化反應(yīng)主要指微生物在好氧、兼氧及厭氧狀態(tài)下,通過(guò)開(kāi)環(huán)、斷鍵分解成簡(jiǎn)單分子、小分子等作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的降解和去除。其中構(gòu)成人工濕地的4個(gè)基本要素都具有單獨(dú)的凈化污水能力,尤其是人工濕地基質(zhì)中微生物類群在人工濕地污水凈化過(guò)程中起到極其重要的作用。3.2　人工濕地凈化污水的關(guān)鍵要素3.2.1濕地植物人工濕地成熟以后,當(dāng)污水進(jìn)入濕地,經(jīng)過(guò)基質(zhì)層及密集的植物莖葉和根系,可以過(guò)濾、截留污水中的懸浮物。同時(shí)濕地中的

8、植物能夠從廢水中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作為自身生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)源而去除污染物。其次,根據(jù)德國(guó)學(xué)者KickuthR1的根區(qū)法理論,由于生長(zhǎng)在濕地中的挺水植物對(duì)氧的輸送、釋放、擴(kuò)散作用,將空氣中的氧轉(zhuǎn)運(yùn)到根部,再經(jīng)過(guò)植物根部的擴(kuò)散,在植物根須周圍環(huán)境中依次出現(xiàn)好氧區(qū)、兼氧區(qū)和厭