人工濕地設(shè)計(jì)手冊美國EPA

1、人工濕地技術(shù)介紹吳旭琲 博士1濕地概況2 “濕地”一詞源自英文wetland，是包括天然或人工、長久或暫時(shí)的沼澤地、泥炭地或水域地帶，包括或靜止或流動(dòng)、或?yàn)榈?、半咸水或咸水水體的水域，一般指低潮時(shí)水深不超過6米的水域。摘自1971年濕地公約濕地的定義3濕地的類型從人類干擾的角度自然濕地人工濕地從水分含鹽量的角度淡水濕地半咸水濕地咸水濕地從系統(tǒng)的分類角度沼澤濕地湖泊濕地河流濕地淺海灘涂濕地人工濕地4全球濕地概況占地球陸地面積的6，其中湖泊占2蘚類沼澤占30草本沼澤占26森林沼澤占20洪泛平原占15世界紅樹林的面積約24 萬km2，珊瑚礁約60萬km25中國濕地概況中國濕地面積約6594萬公頃（

2、其中還不包括江河、池塘等），占世界濕地的10，位居亞洲第一位，世界第四位。6濕地的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)及社會效益維持生物多樣性調(diào)蓄水量和調(diào)節(jié)氣候降解有毒物質(zhì)保護(hù)堤岸，防止鹽水入侵 提供豐富的動(dòng)植物產(chǎn)品在輸、儲和供水等方面發(fā)揮巨大作用 提供礦物資源可為人們提供旅游、娛樂的場所 為教育和科學(xué)研究提供了對象、材料和試驗(yàn)基地 1公頃濕地生態(tài)系統(tǒng)每年創(chuàng)造的價(jià)值高達(dá)1萬多美元，是熱帶雨林的7倍，是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的160倍!7人工濕地簡介8人工濕地的定義 人工濕地(Constructed Wetlands)，是一種為了達(dá)到環(huán)保處理效果，模仿自然濕地而人工設(shè)計(jì)的復(fù)雜的具有滲透性能的地層生態(tài)結(jié)構(gòu)，包括有浮現(xiàn)性、浸沒式植物、

3、動(dòng)物和水體等不同的組成部分。9物理作用過濾和沉淀能除去含有C、N、P的有機(jī)及無機(jī)顆粒物和懸浮固體微生物作用氧化還原反應(yīng)吸收降解化學(xué)作用植物作用吸附和絮凝可溶性的有機(jī)化合物陰離子（ PO43- ）和陽離子（重金屬陽離子）揮發(fā)作用揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)氣體運(yùn)輸作用植物吸收根系有利于微生物繁殖人工濕地凈化廢水的原理10人工濕地與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較人工濕地傳統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)比較占地面積大能耗高使用微生物使用植物使用化學(xué)藥品土壤鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)輸入能量少建造費(fèi)用$3,664,00$4,112,000使用和維修費(fèi)用$45,000/年$152,000/年備注兼性氧化塘和人工濕地帶硝化功能的傳統(tǒng)活性污泥法的二級水處理廠廢

4、水=1MGD/3786(m3/D)11人工濕地的分類表面流濕地(Surface Flow Wetlands縮寫為SFW) 潛流濕地(Subsurface Flow Wetlands縮寫為SSFW) 垂直流濕地(Vertica1 Flow Wetlands縮寫為VFW)人工濕地（Constructed Wetlands) ，它分為12三種濕地的示意圖13利用人工濕地處理生活污水的工藝流程 14潛流人工濕地設(shè)計(jì)示意圖(一)15潛流人工濕地設(shè)計(jì)示意圖(二)16設(shè)計(jì)人工濕地的技術(shù)參數(shù)17地點(diǎn)的選擇氣候土壤生物環(huán)境相似犧息地的替代位置和地形對地下水的污染污水的性質(zhì)污水的處理量污水的可降解性18設(shè)計(jì)目標(biāo)污

5、水的處理洪水的控制暴雨的截留提高附近水體的質(zhì)量為各種水陸生生物提供生長和繁衍地19處理目標(biāo)達(dá)到受納水體要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)滿足循環(huán)用水或深度處理要求預(yù)處理要求觀光用濕地20土地場所的要求寬度和深度水力負(fù)荷的比率滯留時(shí)間填料的選用21植物的類型水上植物、水底植物、浮游植物大型挺水植物(如蘆葦)植被22選擇標(biāo)準(zhǔn)耐污能力和抗寒能力強(qiáng)，又宜于本鄉(xiāng)土生長，最好以本鄉(xiāng)土植物為主根系發(fā)達(dá)，莖葉茂密抗病蟲害能力強(qiáng)有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值北美人工濕地常用的植物有蘆葦、香蒲、燈心草、水蔥、竹等 23在濕地植物根系表面生長的生物膜 24單戶家庭的濕地系統(tǒng)設(shè)計(jì)表面流濕地k-C*（模型）設(shè)計(jì)流量0.785 m3/d長度7.5 m產(chǎn)生

6、污水量157 L/人/天寬度3 m等價(jià)污染量5人深度0.55m水力停留時(shí)間5.5天面積22.5m2建議建一個(gè)7.5m x 3m的濕地系統(tǒng)傾斜度 0.73%流入濃度估算(mg/L)CODBOD1TSSFColi1TN1NH4+NO3-Org N1流入濃度預(yù)計(jì)(mg/L)1569.2400.0406.1105162.980.5125.882.4預(yù)測量降解比率%173.924.740.268132.366.730.661.873.093.890.199.918.817.175.725.025表面流濕地k-C*（模型）設(shè)計(jì)流量460 m3/d長度100 m產(chǎn)生污水量157 L/人/天寬度80 m等價(jià)污

7、染量2930 人深度0.55m水力停留時(shí)間3.3天面積0.8 ha建議各建一個(gè)100m x 40m的濕地系統(tǒng)傾斜度 0.005%流入濃度估算(mg/L)CODBOD1TSSFColi1TN1NH4+NO3-Org N1流入濃度預(yù)計(jì)(mg/L)643.1400.064.410570.053.249.116.8預(yù)測量降解比率%173.924.816.5109261.847.520.814.373.093.874.498.911.710.857.614.8大型濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)26人工濕地實(shí)例介紹27Nativitas 人工濕地的建設(shè)28地點(diǎn)分析：位于墨西哥市附近北部：農(nóng)場和園藝場南部：大城市水資源缺乏

8、亟需污水處理系統(tǒng)29Nativitas濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案30預(yù)處理穩(wěn)定塘31二級處理潛流濕地32三級處理垂直流濕地33污染物在各級處理中的凈化效果化學(xué)需氧量（COD)總懸浮顆粒（TSS）總氮(TN)34353637廢水中的有機(jī)污染物的種類殺蟲劑PAHs 和PCBs激素醫(yī)藥品人體保健品表面活性劑（NPEOs屬于雌激素） 38NPEO 表面活性劑及其衍生物3940濕地面積的計(jì)算公式A = (0.0365 Q/k) ln(Ci C*)/(Ce C*)A ：濕地的設(shè)計(jì)面積Q ：水流量k ：降解速率常數(shù)Ci ：進(jìn)水污染物濃度C*：濕地水體本底污染物的濃度Ce： 要求出水污染物的濃度K的取值TSSTNNH4-NNO3-NOrg-NCOD 香蒲54.261.771.1017.724.2325.27觀賞性植物47.593.593.6918.303