人工湿地.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人工湿地,目录,1,2,3,4,人工湿地概述,人工湿地、稳定塘设计原理,人工湿地工艺设计,人工湿地应用实例,若尔盖湿地（四川省阿坝）,巴音布鲁克（新疆天山）,三江平原湿地,(,黑龙江,),黄河三角洲,(,山东,),扎龙保护区,(,黑龙江,),辽河三角洲湿地（渤海辽东湾）,湿地是地球上一种重要的生态系统。它处于陆地生态系统（如森林和草地）与水生生态系统（如深水湖和海洋）之间。湿地是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带。,湿 地 概 述,人工湿地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。,人工湿地分为,表面流湿地、潜流湿地、垂直流湿地,三大类，是一个独特的土壤、植物、微生物综合生态系统。,绝大多数人工湿地由五部分构成：,基质,具有透水性，如土壤、砂、砾石,水体,（在基质表面上或下流动的水）,植物,适于在饱和水和厌氧基质中生长，,如芦苇,水葫芦等,无脊椎或脊椎动物,好氧或厌氧微生物种群,湿 地 构 成,人工湿地污水处理系统由,预处理单元,和,人工湿地,单元组成。通过合理设计可将,BOD,5,、,SS,、营养盐、原生动物、金属离子和其他物质处理达到二级和高级处理水平。,预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。构筑物包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。,人工湿地中的流态采用,推流式,、,回流式,、,阶梯进水,或,综合式,。,人工湿地系统,人工湿地是由,基质、水体、植物、动物和微生物组成,的生态系统。生活在土壤中的,微生物,（细菌和真菌）在有机物的去除中起主要作用，湿地植物的根系将氧气带入周围的土壤，但远离根部的环境处于厌氧，形成处理环境的变化带，这就加强了人工湿地去除复杂污染物的能力。大部分有机物的去除是靠土壤中的微生物，但某些污染物如重金属、硫、磷等依赖于土壤和植物的作用。,人工湿地净化废水机理,通俗地说，人工湿地对废水的处理综合了,物理、化学、生物,的三种作用。实地系统成熟后，填料表面和植物根系将因大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜时，大量,SS,被,填料,和,植物根系,阻挡截留，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。湿地系统中因,植物根系对氧的传递释放,，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，通过,硝化,、反,硝化作用,将其除去，最后湿地系统,更换填料,或,收割栽种植物,将污染物最终除去。,人工湿地、稳定塘设计原理,人工湿地与稳定塘,1.,湿地基质的过滤吸附作用,污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用，水流中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被,拦截,。水中颗粒迁移到基质颗粒表面时，在,范德华力,和,静电力,作用下以及某些化学键和某些特殊的,化学吸附力作用,下，被粘附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的,架桥作用,而被吸附。,此外，由于湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形成,土壤胶体,，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进水中的悬浮颗粒。,物理过滤,和,吸附作用,是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化污水的目的的重要途径之一。,2.,湿地植物的作用,植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地根据主要植物优势种的不同，被分为浮水植物人工湿地，浮叶植物人工湿地，挺水植物人工湿地，沉水植物人工湿地等不同类型。湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的影响。,首先，湿地植物和所有进行,光合自养,的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力。植物通过,吸收同化,作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。,2.,湿地植物的作用,其次，植物的根系能,吸附和富集,重金属和有毒有害物质。植物的根茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。,再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的,表面积,。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。最后，植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。,由此可见，湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。,3.,微生物的消解作用,湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。,4.,其他生物作用,此外，湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。,人工湿地对,N,、,P,去除,-,利用生物脱氮及植物吸收方法,物理沉淀,：,1,、固体在湿地中重力沉降去除；,2,、过滤，通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除；,化学微生物代谢,：利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物；通过生物硝化,-,反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。自然死亡：细菌和病毒处于不适宜环境中会引起自然衰败及死亡，植物植物代谢利用植物对有机物的吸收而去除，植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用植物吸收相当数量的氮和磷能被植物吸收而去除；,多年生沼泽生植物，每年,收割,一次，可将氮、磷吸收、合成后分移出人工湿地系统。,稳定塘,稳定塘,稳定塘旧称氧化塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。,主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点,运行原理,稳定塘是以太阳能为初始能量，通过在塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。在太阳能（日光辐射提供能量）作为初始能量的推动下，通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生植物和水产、水禽的形式作为资源回收，净化的污水也可作为再生资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现污水处理资源化。,运行原理,人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、鸭、鹅等形成多条食物链。其中，不仅有分解者生物即细菌和真菌，生产者生物即藻类和其他水生植物，还有消费者生物，如鱼、虾、贝、螺、鸭、鹅、野生水禽等，三者分工协作，对污水中的污染物进行更有效地处理与利用。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好多生态平衡系统。污水进入这种稳定塘其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源，氮源和磷源，以太阳能为初始能量，参与到食物网中的新陈代谢过程，并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物，从而获得可观的经济效益。,稳定塘生态系统,稳定塘对污水的净化作用,1,、稀释作用,2,、沉淀与絮凝作用,3,、好氧微生物的代谢作用,4,、厌氧微生物的代谢作用,5,、浮游生物的作用,6,、水生维管束植物的作用,分类,好氧塘 好氧塘是一种菌藻共生的污水好氧生物处理唐。深度较浅，一般为,0.30.5m,。阳光可以直接射透到塘底，塘内存在着细菌、原生动物和藻类，由藻类的光合作用和风力搅动提供溶解氧，好氧微生物对有机物进行降解。,兼性塘 有效深度介于,1.02.0m,。上层为好氧区；中间层为兼性区；塘底为厌氧区，沉淀污泥在此进行厌氧发酵。兼性塘是在各种类型的处理塘中最普遍采用的处理系统。,厌氧塘 塘水深度一般在,2m,以上，最深可达,45m,。厌氧塘水中溶解氧很少，基本上处于厌氧状态。,曝气塘 塘深大于,2m,，采取人工曝气方式供氧，塘内全部处于好氧状态。曝气塘一般分为好氧曝气塘和兼性曝气塘两种。,此外，还有其他一些类型的稳定塘,深度处理塘,作用是进一步提高二级处理水的出水水质。,水生植物塘,在塘内种植一些纤维管束水生植物，比如芦苇、水花生、水浮莲、水葫芦等，能够有效地去除水中的污染物，尤其是对氮磷有较好的去除效果。,生态系统塘,在塘内养殖鱼、蚌、螺、鸭、鹅等，这些水产水禽与原生动物、浮游动物、底栖动物、细菌、藻类之间通过食物链构成复杂的生态系统，既能进一步净化水质，又可以使出水中藻类的含量降低。,由于稳定塘具有很多类型，所以可以组合成多种不同的流程。,好氧塘,工作原理,好氧塘内有机物的降解过程，实质上是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物,细菌与藻类细胞的过程。好氧细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物，使成为无机物,CO2,、,NH4+,、和,PO43-,、并合成新的细菌细胞。,藻类利用好氧细菌所提供的二氧化碳、无机营养物以及水，借助于光能合成有机物，形成新的藻类细胞，释放出氧，从而又为好氧细菌提供代谢过程中所需的氧。在好氧塘中，藻是生产者，好氧细菌是分解者。此外，好氧塘中存在的浮游动物以细菌、藻类和有机碎屑为食物，是初级消费者。生产者、分解者和消费者，与塘水共同组成一个水生态系统，完成系统中物质与能量的循环和传递，从而使进塘的污水得到净化。,好氧塘,工作原理,稳定塘 塘中的藻类，除在其光合作用中为污水的好氧降解提供溶解氧以外，还能去除污水中的氮、磷营养物质，并能吸附一些有机质。,兼性塘,工作原理,兼性塘是最常见的一种稳定塘。兼性塘的有效水深一般为,1.02.0m,，从上到下分为三层：上层好氧区，中层兼性区（也叫过渡区），塘底厌氧区。,好氧区对的净化原理与好氧塘基本相同。藻类进行光合作用，产生氧气，溶解氧充足。有机物在好氧性异养菌的作用下进行氧化分解，兼性区的溶解氧的供应比较紧张，含量较低，且时有时无。其中存在着异养型兼性细菌，它们既能利用水中的少量溶解氧对有机物进行氧化分解，同时，在无分子氧的条件下，还能以,NO3-,、,CO32-,作为电子受体进行无氧代谢。,厌氧区内不存在溶解氧。进水中的悬浮固体物质以及藻类、细菌、植物等死亡后所产生的有机固体下沉到塘底，形成,1015cm,厚的污泥层，厌氧微生物在此进行厌氧发酵和产甲烷发酵过程，对其中的有机物进行分解。在厌氧区一般可以去除,30%,的,BOD,。,兼性塘,工作原理,厌氧塘,工作原理,厌氧塘的原理与其他厌氧生物处理过程一样，依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解。,反应分为两个阶段：首先由产酸菌将复杂的大分子有机物进行水解，转化成简单的有机物（有机酸、醇、醛等）；,然后产甲烷菌将这些有机物作为营养物质，进行厌氧发酵反应，产生甲烷和二氧化碳等。,厌氧塘,工作原理,人工湿地与稳定塘的区别,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。,是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。,稳定塘是菌藻为主，湿地则水生植物多,人工湿地工程设计,Company Logo,人工湿地的设计,潜流型,人工湿地,设计类型,表面流型,人工湿地,设计步骤,2.,确定,组合形式,1.,选址,3.,确定,水力负荷,6.,确定,长宽比,4.,选择植物,5.,计算,表面积,7.,设计,结构,人工湿地工艺流程设计,人工湿地组合形式设计,潜流湿地,设计废水流过基质，且水位保持在基质表面之下。潜流系统适于寒冷的气候，可防止在零下气温时结冰。潜流系统不像表流系统易产生臭味或蚊子，可处理较高负荷的废水。但有机负荷太高，易堵塞。通常在潜流系统前设置沉淀池，去除悬浮固体。设计中常采用多个进口，尽可能均匀地分散悬浮固体，避免堵塞。,潜流系统可设成平流或垂直流。,垂直流人工湿地,平流人工湿地,Company Logo,潜流型人工湿地的设计参数,床 体,长宽深,HRT,BOD,去除率,横断面,Ac,=,Q/(Ks,S),Ac,为横断面面积,(,宽,深,),m,2,;,Ks,为水力传导率,m,3,/m,2,d;,Q,为流量,m,3,/d;,S,为床体坡度,m/m,。,取决于所利用的植物种类,通常为,60,90cm,。,湿地床长度通常为,20,50 m,。过短，则有效处理面积过小，不能保证净化效果；湿地过长，易造成死区，使水位难于调节，不利于植物生长。,A,=,Q(,ln,C,0-ln,Ce)/(KT,d,),(,基于推流式一级反应动力学,),。,A,为湿地面积,m,2,;,Q,为流量,m,3,/d;,C,0,、,Ce,分别为进水、出水,BOD,浓度,mg/L;,KT,为一级反应速率常数,d-I;,d,为床体深度,m;,为床体孔隙度,;,T,为温度,。,一级反应速率常数,KT,=,K,20,1106,(T,-20,),BOD,负荷率应在,80,110kg/ha,d,以下。,T=v/Qav,T-,水力停留时间，,d,V-,湿地容积，,m,3,-,湿地孔隙率（无量纲）,Qav-,平均流量，,m,3,/d,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。,1,2,3,表面流型设计参数,湿地允许的,BOD5,负荷,是,73kg/ha,d,；,停留时间,至少有,12,天,湿地出水要求：,BOD5,30 mg/L,TSS,30 mg/L,NH3+NH3-N,10 mg/L,美国自然资源保护机关（,NRCS,）规范中提出了两种计算湿地尺寸的方法,假设法,给每天产生,BOD5,假定一个量，该方法适用于实际污水排量，无法确定或尚未建设好时应用。,实地监测法,对不同季节采得的样品来分析得出一 个平均的,BOD5,值进行估算。在进行假设或实地监测后，将流速、孔隙率、水温和实际的,BOD5,浓度值代入公式计算,两种方法都基于,湿地,BOD5,负荷,Ce,出水,BOD,浓度（,mg/L,）；,C0,进水,BOD,浓度（,mg/L,）；,A,以污泥形式沉淀在湿地床前部而未得到 处理的,BOD5,含量（小数表示）,Kt,设计水温下的反应速率常数（,d-1,）,A,v,微生物活动的比表面积（,m2/m3,）,L,湿地床的长度（,m,）,W,湿地床的宽度（,m,）,D,湿地床的设计水深（,m,）,N,湿地床的孔隙率（,n,为小数形式）,污染物,去除率（,%,）,BOD5,6178,其他污染物,50,依照,NRCS,规范设计的湿地的处理效果,在设计湿地系统时基质是植物的载体，是微生物生长介质，它将湿地中发生的所有处理过程连成一个整体，通过沉淀、过滤和吸附等作用去除污染物。设计基质的配置，主要考虑基质的种类、粒径、深度及除磷效果,。,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。,进、出水区的基质，一般采用粒径,60,100mill,的砾石，分布于整个床宽。处理区常选用粒径为,8,16 mm,基质，水力传导性好，适宜植物生长，处理效果好。,设计要点及技术参数,潜流湿地的基质厚度约,60cm,左右。,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。,典型工艺,人工湿地的配套设施,表面流湿地和潜流湿地优缺点比较,表面流湿地（,SFW,）,基建费用省、,基质填料用量较少、操作简单、运行费用低等优点，但占地面积较大，水力负荷率较小，去污能力有限,潜流人工湿地 水力负荷大和污染负荷大，对,BOD,COD,SS,重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和攀生蚊蝇现象，可用于处理氨氮含量较高的污水,Company Logo,人工湿地设计中须考虑的问题,1,计算公式的选择,2,人工湿地冬季越冬问题,3,人工湿地对地下水的影响及防渗处理,人工湿地中的植物,湿地中的植物,人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。,常用于人工湿地的植物种类有芦苇、香蒲、美人蕉、茭草、茭白、灯心草、菖蒲、苔草、藤草等，其中芦苇和香蒲应用最多。,灯心草,人工湿地中植物的作用,人工湿地植物的选择原则,人工湿地（,Constructed Wetiand,）是一种人为的将基质、微生物和植物按一定方式配置而成的复合生态系。,植物是人工湿地的核心，通过植物不但可以去除污染物，还可以促进污水中营养物质的循环和再利用，同时还能绿化地，改善区域气候，促进生态环境的良性循环,.,植物在人工湿地中的作用,去除污染物,维持人工湿地环境,生态美学价值,经济价值,传输氧气和分泌化感物质,植物在人工湿地中的作用,-,去除污染物,植物通过,吸收,、,吸附,和,富集,等作用消除水体中的污染物，主要是植物,根系,能从污水中吸收营养物质并加以利用、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质。,另一方面是植物根系释放到土壤中的,酶等物质,可直接降解污染物，且降解速度非常快。,吴振斌等通过建立小试系统，对有植物湿地系统和无植物湿地系统进行了比较研究，结果表明有植物湿地系统春夏季平均磷的去除率在,60%,以上，即使在冬季也能达到,40%,以上，出水总磷浓度达到或低于国家地面水三级标准，处理效果接近二级生化处理厂，而且出水水质稳定，冬季仍能正常运行，而无植物湿地系统磷的去除率仅为,28%,吴振斌,陈辉蓉,荷 锋等,.,人工湿地系统对污水磷的净化作用,.,水生生物学报，,2000,，（,1,）：,28-35,植物在人工湿地中的作用,-,维持人工湿地环境,植物在人工湿地系统中起固定床体表面、提供良好过滤条件、防止湿地被淤泥淤塞、为微生物提供良好根区环境以及冬季运行支撑冰面等作用。,成水平等人的试验发现，经过,3-5,个月的污水处理后，不种植物的对照土壤介质板结，发生淤积；而种有水烛和灯心草的人工湿地渗虑性能好，污水能很快地渗入介质，处理效果十分明显。,成水平，况琪军，夏宜,.,香 蒲、灯心草人工湿地的研究,J.,净化污水的效果,.,湖泊科学，,1997,（,4,）：,351-358,植物在人工湿地中的作用,-,生态美学价值,生态美学价值近年来也成为人工湿地追求的目标之一，充分体现在湿地的清洁性、独特性、愉悦性和可观赏性等方面，而这些价值主要是通过植物来体现的。,1 9 9 8,年美 国圣保 罗市 安姆斯 湖,(A m e s L a k e),计划中，综合运用了多种原生的沉水、浮水、挺 水和旱生植,物，为当地居民提供了一片无需远足便 可领略的自然风光。,陈飞星,8,等在利用水生植物改善北京动物园水环境的研究中指出，荷花、睡莲等水生植物不仅本身具有很高的观赏价,值，而且种有该类水生植物的湿地水域也为鱼群和水禽创造了适宜的生存环境，不时有鱼儿在游动水禽在嬉戏，呈现出,更为自然的野生气息。,8,陈飞星,朱斌,.,利用水生植物改善北京动物园水环境的研究初探,J.,上海环境科学,2002,(8):469-472,植物在人工湿地中的作用,-,经济价值,人工湿地生态系统中植物的经济价值，也是近年来才得到重视的。近年来，人工湿地植物在完成去污任务的同时，也体现出它的经济价值。,黄时达等在利用人工湿地系统处理四川黔江地区白岩煤矿坑酸性污水和生活污水的研究中指出灯心草是适宜的湿地植物 不但因为灯心草具有较高的污染净化能力，而且也是四川农民经常栽种的经济作物，可以用于编织草席出售，具有一定的经济价值。,黄时达，杨有仪，冷冰等,.,人工湿地植物处理污水的试验研究,.,四川环境，,1995,（,3,）：,5-7,植物在人工湿地中的作用,-,传输物质,湿地植物根系的输氧作用促进了,深层基质中微生物的,生长和繁殖,，有利于,扩大,净化污水的有效空间。水生植物的,根系常形成一个网状结构，它能传输约,9 0,的氧到根系周,围从而在根 区形成一种好氧环境，这一环境能刺激有机物质,的 分解和硝化细菌的生长而植物未伸展区域和微生物的呼吸,作用形成缺氧环 境。这种根区,有氧区域和缺氧区域,的共同存,在为根 区各种微生物的吸附和代谢提供了适宜的生存生境加,强了根区微生物的生长和繁殖为人工湿地污水处理系统提供,了足够的分解者。,湿地植物的选择原则,适地适种原则,多样性原则,经济和观赏价值高,耐污能力强,净化能力强,根系发达,湿地植物的选择原则,适地适种原则,各地气候条件的差异均能影响人工湿地植,物的生长、存活和去污能力，因此，在选择,植物时应优先选择本土植物，综合考虑抗逆,性强、净化能力强，生物量较大，生长周期,长的植物种类。,湿地植物的选择原则,多样性原则,每种植物的净化能力不一样，对营养物质,的去除也存在差异，因此，应根据污水中污,染物的具体指标，设计多种植物加以组合去,污，提高系统的处理性能。,湿地植物的选择原则,经济和观赏价值高,在优先考虑人工湿地的生态净化功能的同时，也要兼顾它的景观功能和经济价值。,尽量应用具有绿化、原材料和观赏等用途的植物作为人工湿地植物。,湿地植物的选择原则,耐污能力强,大多数植物对于污染这种特殊的逆境均有一定,的适应性，会产生一定的抗性，并且这种抗性在一,定程度上具有遗传性，从而可以进行代间传递 利用,植物这种对污染的适应性进化，可以筛选出符合要,求的人工湿地植物,.,但不同植物耐污能力相差较大，,所以构建人工湿地选择物种时要选择耐污能力强的,植物，可以保证植物的正常生长，而且也有利于高,人工湿地的污染物净化能力,.,如：人工湿地常用的植物凤眼莲、满江红、水浮莲等耐污能力均较强，在污染较为严重的水体均能存活，对水体中的亚硝态氮、氨态氮、硝态氮和磷等营养物质均有较好的去除效果,湿地植物的选择原则,净化能力强,为了提高人工湿地的去污能力，在选择植物时不,但要选择耐污能力强的植物，同时也要求植物的净,化能力要强，即单位面积的污染物去除率要高,.,主要,从两方面考虑，一方面是植物的生物量较大，另一,方面是植物体内污染物的浓度较高。,高吉喜等选择了,7,种湿地植物，研究发现，慈菇和茭白的综合净化率最高。,高吉喜，叶 春，杜 娟等,.,水生植物对面源污水净化效率研究,.,中国环境科学，,1997,（,3,）：,247-251,湿地植物的选择原则,根系发达,发达的植物根系 可以分泌较多的根分泌,物，为微生物的生存创造良 好的条件，促进,根际的生物降解，提高人工湿地净化能力。,植物的根系在固定床体表面、笼络土壤,和保持植物与微生物旺盛生命力等方面发挥,着重要作用，对保持湿地生态系统的稳定性,具有重要意义。,湿地植物的选择原则,净化能力强,为了提高人工湿地的去污能力，在选择植物时不,但要选择耐污能力强的植物，同时也要求植物的净,化能力要强，即单位面积的污染物去除率要高,.,主要,从两方面考虑，一方面是植物的生物量较大，另一,方面是植物体内污染物的浓度较高。,高吉喜等选择了,7,种湿地植物，研究发现，慈菇和茭白的综合净化率最高。,高吉喜，叶 春，杜 娟等,.,水生植物对面源污水净化效率研究,.,中国环境科学，,1997,（,3,）：,247-251,人工湿地应用实例,云南玉溪九溪人工湿地公园,1.,九溪湿地公园基本情况,抚仙湖：,216.6 km,2,星云湖：,34.3 km,2,两湖出流改道工程：,将由原来的,星云湖流入抚仙湖,改道为,抚仙湖水入流星云湖,出流改道工程包括,水利工程和环境及水质净化工程,两部分,人工湿地前出水改道工艺流程：星云湖水,格栅,清渣桥,挺水植物带,沉砂池,出水闸,挺水植物带,是出流改道工程进行水质净化处理的第一道设施。星云湖水经挺水植物带初步净化后，经引水渠系（包括明渠、暗渠、涵管、隧洞工程）向九溪河方向出流排水。,挺水植物池,54.22,亩，沉砂池,7.24,亩，其他附属用地,7.47,亩。建设粗格栅,1,道、清渣桥,1,座、星云湖类芦苇,16.5,万株。,人工湿地工程简介：,氧化塘,+,水平潜流,+,垂直潜流,工艺流程：星云湖水,高等水生维菅束植物净化池,除藻池,一级水生物塘,一级植物碎石床,二级水生物塘,二级植物碎石床,植物砂滤池,出水,污水类型：富营养化污水（蓝藻水）,处理能力：,100000m,3,/d,出流改道工程完成后，星云湖出流水要达到,20,万立方米,/,天,占地面积：,150000m,2,达标要求：地表,IV,类水要求，部分满足,III,类要求,目前状况：正常运行，出水达标,2.,九溪人工湿地场地分析,占地面积：,18,万,m,2,(A,区,4,万,m,2,、,B,区,14,万,m,2,),污水处理工艺：,植物碎石床,，,生物塘组合,A,区组成：植物塘，应急池,B,区组成：植物塘，沙滤池，一块苗圃地,工程是目今为止，国内外面积最大的填料型人工湿地,光碎石填料就达,15,万立方。工程继续秉承环保部华南环境科学研究所，采用高负荷高效能设计的基本原则，节约每一平方米土地。工程出水除磷和氨氮外，均达到了地表,3,类的标准，其蓝藻的去除率达到,99%,以上。,九溪人工湿地进水,经过前端表流湿地处理后的九溪人工湿地进水,一级生物塘（氧化塘）系统，还可以看到明显的蓝藻,九溪人工湿地出水,用于曝气的跌水系统,九溪人工湿地水平潜流系统中生长繁茂的花叶芦竹,生长繁茂的象草系统,生长繁茂的风车草和花叶芦竹系统,上海世博园后滩公园湿地景观设计,后滩公园湿地景观的自然环境,世博园后滩湿地公园为上海世博园的核心绿地景观之一，在黄浦江东岸与浦明路之间，南临园区新建浦明路，西至倪家浜，北望卢浦大桥，占地为,14,2 hm,2,。黄浦江水质污染严重，水质在,类左右，严重污染的水质威胁着湿地的动植物生存。场地原为钢铁厂,(,浦东钢铁集团,),和后滩船舶修理厂所在地。后滩公园湿地位于江湾内侧，处在缓水区和漩涡区，泥沙易在此地堆积，其沉积物主要由软土、粘性土、粉性土和砂土组成，土地相对肥沃并受涨落潮流交替作用，潮位随洪、枯季和大、小汛而变化。水位变化明显，有利于发展湿地生物群落多样性。,上海世博园后滩公园湿地景观设计,后滩公园湿地系统的功能分区,原生湿地保护区,近自然湿地修复区,湿地游览活动区,保护区内禁止人员进入，以充分保障生物的生息场所，保护湿地内完整的生态循环系统，使其形成完整的自我供给、自我循环更新的立体生态链系统，从而维护生物多样性分布结构，实现湿地的原生态,保护。,内滩近自然湿地突出自然栖息地和水生系统净化的功能、生产以及审美启智和科普教育功能，重点修复被污染土地与展示湿地生态系统、生物多样性、湿地自净功能和湿地景观，使整个区域生态系统与景观的结合趋于完善。,以湿地为主体的休闲、游览活动区，设置有游憩设施，休憩空间周围以自然式的植物造景为主，回归自然与和谐，既丰富景观又方便人们休闲娱乐，同时又构建了以人为本、安全健康的水环境。,上海世博园后滩公园湿地景观设计,上海世博园后滩公园湿地景观设计,后滩公园湿地净化过程可分为,10,个步骤,:,初过滤,(,过滤格栅及自然沉淀,),蓄水池,(,具有自然沉淀池功能,),曝气跌水净化与景观墙,;,生物,/,生态净化,重金属净化,病原体净化,营养物净化,综合净化,水质稳定和控制,清水蓄积,(,清潭粉荷,),，然后消毒加压输送,上海世博园后滩公园湿地景观设计,营造湿地系统最佳净化效果,防潮护坡设计,植物综合净化区,植物床净化区,重金属净化区,病原体净化区,营养物净化区,水质稳定调节区,上海世博园后滩公园湿地景观设计,坡顶高程为,5m,，这样,50,年一遇潮汐才会漫过坡顶这样的场地可为后滩湿地动物提供避难和繁殖场所,护坡在高程,3.5m,以下采用微渗水处理，既可保证内滩湿地的水位不受潮汐影响，又可保证黄浦江水和后滩湿地间的微量水体交换,配置吸污能力强、根系发达、固沙力强、耐淹的草本植物，挺水植物，湿生植物。,渗水控制,坡顶高程,控制,植物配置,防潮护坡,上海世博园后滩公园湿地景观设计,植物综合净化,科学配置与种植挺水、漂浮、沉水植物，利用水生植物中的抗污染先锋种，通过生物操纵调节食物链网，促进水体自净。,植物综合,净化区,植物配置原则,一般水底深在,22m,至,3,29 m,之间，植物耐淹性有永久性和间歇性水淹。选择种植对各种污染物有综合吸收能力的植物，或各种植物交错种植。,上海世博园后滩公园湿地景观设计,重金属净化区,(,长约,260m),主要通过水生植物吸附、富集一些有毒有害物质，如重金属铅、镉、汞、砷等,吸收积累能力为,:,沉水植物 漂浮植物 挺水植物,不同部位浓缩作用也不同，一般为,:,根 茎 叶,植物配置原则,:,以沉水植物为主，以漂浮和浮叶植物为辅,上海世博园后滩公园湿地景观设计,营养物净化区,原理,:,营养物净化区长约,250m,，植物在受污染江水中吸收大量的无机氮、磷等营养物质，供其生长发育。水中无机磷、氨氮被植物直接摄取，转化为植物的蛋白质、有机氮、,ATP,、,PNA,等有机成分，通过鱼类摄食与收割得以去除。其他不易被植物吸收的大部分氮通过水和土壤中微生物的降解，一部分释放于空气中，一部分被植物吸收。生根植物直接从土壤中去除氮磷等营养物质，而浮水植物则在水中去除营养物质。,植物配置原则,:,主要以种植,挺水植物,和,浮水植物,为主。,上海世博园后滩公园湿地景观设计,群落多样性营造,后滩公园湿地主要植物配置,公园内植物品种选择原则上宜为黄浦江水系及其湿地的乡土湿生植物，极力回避外来物种和引进物种。,水生动物配置工艺,在保护水生植物生长、存活和发挥净水功能的前提下，完善人工生态系统的食物链和食物网结构，采用长江流域上海地区水域生存的本土种，促进有机质分解，加速自净过程和底质分解，降低内源污染释放，减少水体沉积率,.,上海世博园后滩公园湿地景观设计,2010,年上海世博会结束时，对清水区水质抽样检测,(,取,4,个点位,),，其主要水质指标仍达到,类水标准，见表,