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1、人工湿地污水处理熊飞 江汉大学生命科学学院 15927481088复合垂直流人工湿地构造主要内容一、人工湿地概念二、人工湿地的结构与类型三、人工湿地的功能四、影响人工湿地处理效果的因素五、人工湿地应用前景一、人工湿地概念二、人工湿地的结构与类型三、人工湿地的功能四、影响人工湿地处理效果的因素五、人工湿地应用前景一、人工湿地概念 湿地： 是由水、永久性或间歇性处于水饱和状态下的基质及水生生物所组成的自然综合体，因其具有丰富的生物多样性和巨大的水文及元素循环功能，被誉为“生物超市”和“地球之肾”。 人工湿地： 又称构建湿地、芦苇床系统等，是根据自然湿地生态系统中物理、化学、生化反应的协同作用来处理
2、废水。 自 20世纪 50年代起，世界各国开始研究和应用湖滨带、沼泽、漫滩地等自然湿地生态系统来进行各种类型污水的净化，但后来发现，这些用于污水处理的湿地生态系统的功能逐渐丧生，其物种组成和种群结构功能发生显著的不可逆变化，自然湿地的总体价值大受影响。 与自然湿地相比，人工湿地污水处理系统因具备自然湿地净化污水的功能而不影响其生态价值，并且容易对工艺过程进行优化控制与管理，因而倍受关注。近二十多年以来，在全球范围内，特别是在欧美国家，人工湿地系统被广泛应用来处理各种不同类型的废水，如生活污水、暴雨径流、工业废水、农业面源污染、酸性矿水及垃圾渗滤液等。再力花千屈菜黄菖蒲水葫芦千屈菜，象草和花叶芦
3、竹花叶芦竹和风车草二、人工湿地结构与类型 人工湿地的结构：一般由透水性的基质、水生植物、微生物及水体等部分组成，各部分相互作用，构成一个复杂的生态系统，通过过滤、吸附、沉淀、植物吸收、微生物降解等途径来实现污染物质的高效分解与净化。人工湿地的类型表流湿地潜流湿地人工湿地 水平流湿地潜流湿地污水在基质（通常为土壤）表面漫流，一般水层深 0.2 0.4m。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流湿地：具有较低的建设安装成本和简单的水力特征
4、，适合应用于污染河水和湖水修复、农业暴雨径流及污水二、三级处理等方面潜流湿地：水流维持在砾石基质表面以下，保温效果好，处理效果受气候、季节的影响较小，并且可以避免异味、昆虫带菌及暴露等问题，比较适合于处理垃圾渗滤液、农业污水及一些工业废水。两种类型湿地的适用范围back三、人工湿地的功能人工湿地不仅对有机物有较强的降解能力，对污水处理厂难去除的营养元素如氮、磷也有一定的去除效果。对 BOD， COD， SS及污染细菌的去除率可达 90以上。对 氮磷 的去除率较低且不稳定，一般接近 50，有的为 60 86，在有预处理设施和处理面积足够大（ 50 m2 m-3 d-1）的条件下，其总氮和总磷的去
5、除可达 90以上。人工湿地脱氮除磷的机理脱氮：废水中的氮基本以有机氮和氨氮两种形式存在，其去除机制包括：植物和其他生物的吸收、硝化作用、反硝化作用、氨的挥发作用。一般情况下，有机氮被微生物分解与转化，所以人们更关注氨氮的去除。 基质吸附： 基质不仅对磷具有吸附作用，而且含Ca和 Fe的基质可通过 Ca、 Fe与 PO34-反应而沉淀（主要途径）。 植物吸收： 无机磷也是植物必需的营养元素，废水中无机磷可被植物吸收利用组成卵磷脂、核酸及 ATP等，然后通过植物的收割而移去。 微生物去除： 微生物对磷的去除包括对磷的正常同化和对磷的过量积累。除磷back四、影响人工湿地处理效果的因素 基质 水生植
6、物 微生物 外界因素污水负荷及性质水力停留时间（ HRT）温度pH基质 :选择合适的基质：人工湿地的床体有多种类型，不同的床体结构，形成不同的渗流能力和净化机理，对湿地的净化处理效果有明显的影响。如在砾石床人工湿地中，植物可以通过根区效应氧的传输作用加快硝化作用，但在土壤床系统中，虽然也存在根区效应，但土壤床较差的孔隙条件限制了根区效应的氧传输，从而抑制了硝化细菌的作用 。不同基质对磷的去除存在较大差异，若土壤中含有较多的铁、铝氧化物，则有利于生成溶解度很低的磷酸铁或磷酸铝，增强土壤的去磷能力；若以砾石为填料的湿地，砾石中的钙可以生成不溶性磷酸钙而发生沉淀。对磷去除效果较好的基质有：石灰石、沸
7、石、白云石、浮石、沙子、钙硅石、 LECA（一种多孔渗水性好的介质）以及工业废料如炉渣、矿渣和飞灰等。注意： 防堵塞，及时更换基质。水生植物：水生植物是人工湿地的重要组成部分，它不仅可以直接摄取污水中的营养物质，而且其根系的泌氧功能为微生物分解转化有机物提供了适宜的环境条件。湿地植物的筛选是人工湿地研究的一个重要方面，不同的植物种类对人工湿地系统的污水净化效果存在一定的差异。芦苇是人工湿地中最常见的种类，其生物量大，具有较深的径和根系。微生物：人工湿地中的微生物在有机物的降解转化方面发挥着重要作用。在氮的去除方面起作用的有氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌。研究表明，微生物的反硝化是人
8、工湿地脱氮的主要途径 。除磷微生物的优势种有：不动杆菌属、气单胞菌属和假单胞菌属，有机磷和磷酸盐沉淀磷主要是通过这些菌的协调作用转化为溶解的磷酸盐，从而被植物体吸收利用。外界因素：污水的性质和负荷：间歇负荷有助于提高氮磷的去除效果。水力停留时间：温度：在成都活水公园人工湿地塘床系统中，其处理效果也明显受到季节变化影响，在丰水和平水季节，植物和其他生物生长旺盛，氮的去除主要靠生物的降解、转化和吸收，而在枯水季节，大部分生物生长状况差，湿地中氮的去除主要靠微生物的硝化和反硝化作用pH值back五、人工湿地应用前景我国水环境污染形式严峻，特别是湖泊河流富营养化趋势日益恶化，对污水处理中脱氮除磷的要求越来越高，而目前传统的二级处理脱氮除磷效率不高，三级处理因投资和运行费用昂贵而难以推广，因此，人工湿地污水处理技术以其低耗高效的优点将具有广阔的应用前景。 小城镇生活污水处理 休闲和娱乐设施污水处理 乳制品厂等的污水处理 污水处理厂尾水深度净化 农业面源污染控制back
