湿地生态系统污水净化课件.ppt

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1、人工湿地生态系统污水净化班级：资环094姓名：王金软学号：200905254121、引言2、人工湿地的概念、分类、结构组成及基本的设计类型3、人工湿地的去污机理及影响处理效率的主要因素4、研究方法与应用前景展望目录湿地被应用于污水净化始于20世纪50年代,而用人工湿地进行污水净化的研究始于20世纪70年代末。人工湿地是一个自适应的系统,它是近20年发展起来的一种废水处理新技术,其特点是投资省,处理效果好,运行维护方便,它属于一种生态治理污水的方法,可作为传统的污水处理技术的一种有效替代方案,这对于节省资金、保护水环境以及进行有效

2、的生态恢复具有十分重要的现实意义,也越来越受到世界各国的重视和关注。目前它被广泛应用于处理生活污水、工业废水、矿山及石油开采废水、农业点源污染和面源污染以及水体富营养化问题的治理。人工湿地比天然湿地污水处理提供了更好的机会,因为人工湿地部分采取了人为控制措施,从而可以优化系统去除BOD、COD、营养元素和细菌性污染物的性能。它不仅可以为昆虫和其他动物提供生境,也可以作为一种美学景观,而且可以最大限度地进行水力条件的控制和湿地植物的管理。1.引言2.人工湿地的概念、分类、结构组成及基本的设计类型2.1人工湿地的概念美国著名的湿地研

3、究、设计与管理专家Hammer等人将人工湿地定义为:一个为了人类的利用和利益,通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体。夏汉平等人[13]认为,人工湿地是指通过模拟天然湿地的结构与功能,选择一定的地理位置与地形,根据人们的需要人为设计与建造的湿地。除此之外,人工湿地的叫法也较多,如man2madewetland,engi2neeredwetland,createdwetland,artificialwetland,con2structedwetland等,当首届国际人工湿地处理污水大会

4、于1988年在美国召开后,constructedwetland才开始逐渐取代上述其他术语而成为人工湿地的通用名词。2.2人工湿地的分类人工湿地至少可分为4大类[14]:①人工生境湿地,协助天然湿地用于生物多样性的保护;②人工抗洪湿地,用于控制洪水或泄洪;③人工水产湿地,用于农业生产与水产养殖;④人工处理湿地,用于污水污物处理。目前提及的人工湿地污水净化系统通常是指处理湿地。2.3结构组成和结构类型水体、基质、水生湿生植物和微生物是构成人工湿地污水处理系统的的4个基本要素。湿地净化污水是湿地中基质、植物和微生物相互关联,物理、化学

5、和生物过程协同作用的结果。目前人工湿地污水处理系统的结构设计类型按污水的流动方式可以分为3种:表面流人工湿地(SFW)、潜流人工湿地(SFS)和垂直流人工湿地(VCW)。其他设计类型大都是以此为基础,进行必要的改进或复合而产生的。表面流人工湿地系统中,废水在湿地的土壤表层流动,水深较浅(一般在011～016m)。与潜流人工湿地系统相比,其优点是投资省,缺点是负荷低,北方地区冬季表面会结冰,夏季会滋生蚊蝇,散发臭味。潜流人工湿地系统,污水在湿地床的表面下流动,一方面可以充分利用填料截留等作用,提高处理效果和处理能力;另一方面由于水

6、流在地表以下流动,保湿性较好,处理效果受气候影响较小,占地较小,且卫生条件较好,建设成本较高,是目前欧洲国家大多采用的一种设计类型。而与水平流系统对污水中营养物质的去除效果相比,由Seidel首次设计的垂直流人工湿地系统具有更大的优越性。3.人工湿地的去污机理及影响处理效率的主要因素3.1人工湿地的去污机理人工湿地对污水的处理有十分复杂的净化机理。一般认为,人工湿地生态系统是通过物理、化学及生化反应三重协同作用净化污水。其中物理作用主要是过滤、沉积作用,污水进入湿地,经过基质层及密集的植物茎叶和根系,可以过滤、截留污水中的悬浮物

7、,并沉积在基质中;化学反应主要指化学沉淀、吸附、离子交换、拮抗和氧化还原反应等,这些化学反应的发生主要取决于所选择的基质类型;生化反应主要指微生物在好氧、兼氧及厌氧状态下,通过开环、断键分解成简单分子、小分子等作用,实现对污染物的降解和去除。其中构成人工湿地的4个基本要素都具有单独的净化污水能力,尤其是人工湿地基质中微生物类群在人工湿地污水净化过程中起到极其重要的作用。3.2　人工湿地净化污水的关键要素3.2.1湿地植物人工湿地成熟以后,当污水进入湿地,经过基质层及密集的植物茎叶和根系,可以过滤、截留污水中的悬浮物。同时湿地中的

8、植物能够从废水中吸收营养物质作为自身生长所需的营养源而去除污染物。其次,根据德国学者KickuthR1的根区法理论,由于生长在湿地中的挺水植物对氧的输送、释放、扩散作用,将空气中的氧转运到根部,再经过植物根部的扩散,在植物根须周围环境中依次出现好氧区、兼氧区和厌