人工湿地介绍与设计
《人工湿地》课件
处理城市污水，通过湿地植物、微生物等自然净化过程实现污水净 化。
未来展望
01
02
03
04
扩大人工湿地在各个领域的应 用范围，尤其在城市污水处理
和生态修复方面。
加强技术创新和研究，提高人 工湿地的处理效率和稳定性。
推动人工湿地与生态旅游、科 普教育等产业的融合发展，实 现生态、经济、社会的综合效
建设流程
前期调研
对当地的环境、资源、社会经 济等方面进行全面调查，为人 工湿地的设计提供科学依据。
设计阶段
根据前期调研结果，进行人工 湿地的规划和设计，包括湿地 类型、规模、布局、植物选择 等。
施工阶段
按照设计要求进行施工，包括 土地整理、植物种植、水利设 施建设等。
调试与运行阶段
完成施工后对人工湿地系统进 行调试，确保其正常运行，并 根据实际情况进行调整和优化
通过在湿地中建立垂直 水流，利用水流的动力 和填料床的吸附作用去 除污染物，同时利用植 物和微生物的作用实现 净化效果。
适用于土地资源有限、 气候条件较为温和的地 区。
处理效率较高，占地面 积较小。
投资较大，维护成本较 高。
混合型人工湿地
01 总结词
02 详细描述
03 适用条件
04 优点
05 缺点
政策法规与标准
法律法规 遵守国家和地方关于环境保护和 生态建设的法律法规，确保人工 湿地的建设和运行合法合规。
监管要求 遵守国家和地方关于人工湿地建 设和运行的监管要求，配合相关 部门进行监督检查，确保人工湿 地的正常运行和发展。
技术标准 遵循国家和地方关于人工湿地建 设和运行的技术标准，保证人工 湿地的建设质量和运行效果。
人工湿地介绍与设计
29
1.4 植物的年生长期长，最好是冬季半枯 萎或常绿植物；
人工湿地处理系统中常会出现因冬季植 物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降 的现象，因此，应着重选用常绿冬季生 长旺盛的水生植物类型。
产生污水量
157 L/人/天
宽度 80 m
等价污染量
2930 人
深度 0.55m
水力停留时间
3.3天
建议各建一个100m x 40m的湿地系统
流入浓度估算 (mg/L)
COD BOD1 TSS FColi1 TN1
面积 倾斜度 NH4+ NO3-
0.8 ha < 0.005% Org N1
43
44
45
4.CW系统的填料及其构成
46
5、CW系统的植物
水上植物、水底植物、浮游植物、大型挺水植物(芦苇）
47
5、CW系统的植物
灯芯草 鸢尾 香蒲 黑三菱
48
单户家庭的湿地系统设计
设计流量
表面流湿地k-C*（模型）
0.785 m3/d
长度 7.5 m
产生污水量157 L/人来自天根系发达，茎叶茂密 抗病虫害能力强 有一定的经济价值
北美人工湿地常用的 植物有芦苇、香蒲、灯 心草、水葱、竹等
22
在湿地植物根系表面生长的生物膜
23
人工湿地工艺进水布置方式 人工湿地系统组合方式
2
进 水 布 置 及 组 合 方 式
24
技术要求
随着环境保护的迅速发展，人们对湿地 功能也有了广泛的认识。湿地作为"地球 之肾"，担负着对地球自然水体的净化和 处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐 减少和消亡，因此人工湿地以其独到的 优越性受到了越来越多的关注和发展。
人工湿地设计方案
人工湿地设计方案概述人工湿地是一种模拟自然湿地的人工建造系统，用于提供水质改良、生物多样性保护和生态系统恢复等功能。
本文将介绍一个人工湿地设计方案，以满足特定的水质改善需求。
目标设计人工湿地的目标是改善特定水体的水质。
在设计之初，需明确主要目标，例如减少某些污染物的浓度、提高水体的透明度或调节水体的酸碱度等。
选择合适的湿地形式根据目标和环境条件，选择合适的湿地形式。
常见的湿地形式包括自由水面流湿地（如人工湿地池）、浸没流湿地（如流淌湿地）、湿地滤池和人工湿地堆肥床等。
确定湿地尺寸和布局湿地的尺寸和布局对其功能起着重要作用。
在确定湿地尺寸时，需考虑入水量、水质目标和水体中污染物的初始浓度。
一般来说，湿地越大，其处理能力越强。
确定湿地填料湿地填料是湿地系统的核心，可以提供粘土、沙子、砂石和植物等材料。
填料的选择应基于处理目标和水质特性。
例如，粘土和砂石填料可以吸附和吸附污染物，而植物可以吸收营养物质。
设计湿地流量湿地流量的设计应根据处理目标、水体流量和填料特性进行。
流量过大会影响湿地内的氧气供应，而流量过小则可能无法满足处理需求。
通过调整入水流量和出水流量，可以控制湿地内的水位和水流速度。
设计湿地植被湿地植被在水质改善中起着重要作用。
通过选择合适的湿地植被，可以增强污染物的吸附和生物降解能力。
常见的湿地植被包括芦苇、蒲草和浮萍等。
确定湿地运维措施湿地的运维措施对其长期可持续运行至关重要。
包括定期清理填料、修剪植被、控制水位和监测水质等。
此外，还需密切关注湿地系统的运行情况，及时调整操作策略。
结论人工湿地是一种有效的水质改善方法，本文提供了一个人工湿地设计方案的基本框架。
根据具体需求，可对方案进行调整和优化，以实现最佳的水质改良效果。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范人工湿地是一种以模拟自然湿地生态系统为目的，通过人工方法构建的湿地系统，可以起到水质净化和生态修复的作用。
为了确保人工湿地能够有效地发挥其功能，设计与建设人工湿地需要遵循一些规范。
1.湿地选址规范：选择适宜的湿地选址是人工湿地设计的基础。
应根据周边土地利用情况、地形地貌、流域水质、水文条件等因素综合考虑，选择具有一定面积和适宜水质的区域作为湿地选址。
2.湿地设计原则：人工湿地设计应遵循生态修复和水质净化的原则，确保湿地系统能够保持良好的水质和生物多样性。
设计中要考虑到湿地面积、湿地类型、流态模式、湿地植被选择等因素，以最佳方式实现湿地功能。
3.水量控制规范：人工湿地设计中要合理控制水量，以满足湿地生态系统的需求。
设计中需要确定进水口和出水口的位置和数量，并根据流量控制要求设置相应的阀门和流速调节设施。
4.湿地植被配置规范：湿地植被是湿地系统的重要组成部分，设计中应合理选择植被类型和配置。
需要考虑植被的适应性、生长速度、抗污染能力等因素，保证湿地植被能够有效地吸附和分解水中的污染物。
5.湿地建设工艺规范：湿地建设工艺应符合相关规范和标准。
包括土方工程、石方工程、土工材料的选择和使用等。
在施工过程中要保持湿地系统的完整性，防止因施工而破坏湿地生态系统。
6.湿地管理规范：人工湿地的管理是确保湿地正常运行和发挥功能的关键。
管理规范包括定期巡查、检测水质、排除病害、保护植被等。
管理人员需要具备相关的专业知识和技能，能够及时发现和处理湿地问题。
7.监测与评估规范：人工湿地的长期监测和评估是保证湿地持续有效运行的重要手段。
监测内容包括水质、植被、动物等。
评估结果可用于调整湿地管理策略，优化湿地运行效果。
8.环境保护规范：人工湿地设计与建设应符合相关的环境保护法律法规和标准。
在设计和建设过程中应采取措施减少对周边环境的污染和破坏，并将湿地建设与周边环境相协调。
9.经费投入和使用规范：人工湿地的设计和建设需要一定的经费投入，管理和维护也需要一定的费用支持。
人工湿地设计方案
人工湿地设计方案人工湿地是一种通过模拟自然湿地环境来提供水的净化和修复功能的人工生态系统，具有净化水质、保护生物多样性、调节水资源等多种功能。
本文将对人工湿地的设计方案进行探讨。
首先，人工湿地的设计要充分考虑适宜的水体。
水体的选择应该根据地理条件以及周边环境来进行。
例如，在城市的防洪防涝等问题下，可以选择附近不易流失的地段进行湿地的设立。
对于湿地的类型选择上，根据需求可以选择湿地的功能分类。
如果需要净化水质，可以选择湿地的方式包括水稻田、连片湿地、河道等等。
其次，人工湿地的设计需要充分考虑植被的种类和植物的布局。
植被是湿地的核心部分，可以通过光合作用去除水体中的氮、磷等营养物质。
因此，人工湿地的设计方案要选择能够适应湿地湿润环境的植物种类以及植物的布局。
通常来说，湿地植物分为浅水带植物、湿地植物和湿润植物。
可以根据实际需要进行植物的选择。
第三，人工湿地的设计方案要考虑湿地底质的构建。
湿地底质是湿地生态系统的根基，具有固定和吸附营养物质的作用。
如果底质不适宜，会对湿地系统的正常运行产生不利影响。
因此，在湿地设计过程中，要注意选择适宜的底质，例如砂质土壤或混合底质等。
最后，人工湿地的设计方案还要考虑湿地的水体调节和疏浚工艺。
湿地需要保持一定的水位，以维持湿地的生态系统运行。
因此，在设计方案中要考虑湿地的排水和供水系统，以及疏浚工艺等。
在湿地水位过高或过低的情况下，都会对湿地的生态系统产生不利影响，甚至导致湿地的破坏。
综上所述，人工湿地的设计方案需要考虑适宜的水体、植被种类和植物布局、底质构建以及水体调节和疏浚工艺等方面。
通过科学合理的设计，可以建立起一个高效强大的人工湿地，为环境保护和生态修复提供有力的保障。
人工湿地设计PPT课件
微生物
分解有机物，将污染物转化为无害物 质，促进湿地净化功能。
水生动物
包括鱼类、贝类、昆虫等，维持生态 系统的平衡和稳定。
人类活动
合理的人工湿地设计和管理，能够促 进生态系统的稳定和可持续发展。
主要功能与作用
净化水质
调节气候
人工湿地通过物理、化学和生物过程，有 效去除水中的氮、磷等营养物质以及重金 属等有毒物质。
湿地具有较大的水面和植被覆盖，能够调 节气温、湿度和降雨量，缓解城市热岛效 应。
保护生物多样性
提供休闲空间
湿地为水生生物提供栖息地，是众多野生 动植物的生存场所，有助于维护生物多样 性。
人工湿地可以作为城市公园、景观等公共 空间，为市民提供休闲、娱乐和亲近自然 的场所。
06
详细描述
潜流人工湿地的地下水位较高，能够承受较大 的水力负荷，具有较强的抗冲击能力。
垂直流人工湿地
总结词
处理效果好
详细描述
垂直流人工湿地通过垂直水流的方向，使污水 在湿地中得到充分净化，处理效果较好。
总结词
占地面积小
详细描述
垂直流人工湿地面积较小，可以充分利用城市空间 ，尤其适用于土地资源紧张的城市。
植物种植技术
种植容器
根据植物种类和生长需求，选择 合适的种植容器，如盆栽、网箱
等。
种植深度
根据植物的生长习性，确定种植深 度，保证植物的正常生长和发育。
种植密度
合理控制种植密度，避免过度密集 或稀疏的现象出现，以确保人工湿 地的生态功能和景观效果。
05 人工湿地生态系统与功能
生态系统构成
湿地植物
人工湿地的设计与计算
人工湿地的设计与计算人工湿地是利用湿地生态系统的自净作用，通过人工方式模拟湿地生物和非生物因素，净化和改善水体质量的一种生态工程技术。
其设计和计算需要考虑多个方面，包括湿地类型选择、湿地规划设计、主要构筑物选取、水流计算等。
1.湿地类型选择在设计人工湿地时，首先需要选择适合的湿地类型。
常见的湿地类型包括自由水面湿地和人工湿地。
自由水面湿地通常需要一定的土地面积才能建设，适用于处理大量水量。
而人工湿地适合处理小型水体，优点是占地面积小、维护方便。
2.湿地规划设计湿地规划设计包括湿地形状、湿地面积、湿地深度等的确定。
通常情况下，湿地的形状可以选择为长方形、正方形、圆形等。
湿地面积的确定需要根据入水量和出水量进行估算，确保湿地能够有效处理污水。
湿地深度的确定需要考虑污水的水质要求、湿地底部材料的透水性等因素。
3.主要构筑物选取湿地中的主要构筑物包括入、出水口、挡水坝、植物种植等。
入、出水口的选取需要根据处理水量和水质要求进行合理确定。
挡水坝主要用于控制湿地水位，可以选择建设小堤坝或水闸。
植物种植是湿地的重要组成部分，不仅可以美化湿地环境，还能够促进湿地生态系统的运行。
4.水流计算水流计算主要包括湿地进水和出水水量的计算。
湿地进水水量的计算需要考虑污水产生量、污水处理要求等方面，并结合设计流量进行确定。
湿地出水水量的计算需要根据进水水量和湿地入渗量来计算，确保湿地能够满足出水要求。
水流计算还需要考虑水力学原理，例如水力坡度、水体流速等。
总之，人工湿地的设计与计算需要综合考虑湿地类型、规划设计、主要构筑物选择以及水流计算等多个方面的因素。
通过科学的设计和合理的计算，人工湿地可以有效地净化和改善水体质量，起到环境保护和生态恢复的作用。
人工湿地系统设计
人工湿地系统设计人工湿地（Constructed Wetland, CW）是指通过人工手段模拟湿地自然环境和生物过程，利用湿地植物和微生物群落等生物活动，处理城市污水、农村污水和工业废水等水体的一种水处理方法。
相比传统的化学方法和机械法，人工湿地系统具有效果好、工艺简单、经济性好、环保性强的优点，在城市污水处理和水资源管理中有广泛应用。
1.选择适当的湿地类型：湿地类型包括自由水面流式湿地、水平流湿地和垂直流湿地等。
选择适当的湿地类型要考虑到处理水体的性质、水质目标和项目财力等因素。
2.设计适当的湿地尺寸：湿地面积和深度是湿地系统设计中的关键参数。
湿地面积要根据处理水体的流量和负荷来确定，一般采用最大日流量的1.2倍作为设计流量。
湿地深度一般为0.3-1.0米，需要根据不同湿地类型和处理水体的不同污染物浓度来确定。
3.选择适宜的湿地植物：湿地植物是人工湿地系统中的关键组成部分，可以吸收、转化和降解水中的有机物和无机物质，同时为微生物提供生境。
选择适宜的湿地植物要考虑到其耐短暂淹没、耐盐碱和抗病虫害等特性，一般选择芦苇、蒲草和菖蒲等湿地植物。
4.设计适当的湿地流态：湿地流态是指水体在湿地中的流动方式，包括自由水面流动、水平流动和垂直流动。
自由水面流动适用于水质较好的情况下，水平流动适用于水质中等的情况下，垂直流动适用于水质较差的情况下。
根据处理水体的水质要求和能源消耗等方面的考虑，选择适当的湿地流态。
5.设计适当的湿地进水与出水方式：湿地的进水和出水方式对于处理效果和工艺运行都有很大影响。
进水方式可以选择表面进水或底部进水，根据处理水体的水质目标和湿地自洁能力来确定。
出水方式可以选择自由出水或收集出水，根据处理水体的营养盐排放标准和后续处理工艺考虑。
6.设计适当的湿地监测与维护：湿地系统设计完成后，需要进行监测和维护，确保系统能够持续有效地运行。
湿地监测包括水质监测和植物监测，水质监测通过监测处理水体的污染物浓度和水质指标来评估系统的处理效果；植物监测通过观察植物生长情况和植物对污染物的吸收转化能力来评估系统的生物群落健康状况。
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传统系统
能耗高
备注
兼性氧化塘和人工湿地
带硝化功能的传统活性污泥法的 二级水处理厂
废水=1MGD/3786(m3/D)
10
人工湿地的分类
人工湿地（Constructed Wetlands) ，它分为
表面流湿地(Surface Flow Wetlands缩写为 SFW) 潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands缩写为 SSFW) 垂直流湿地(Vertica1 Flow Wetlands缩写为 VFW)
微生物作用
氧化－还原反应
吸收降解
化学作用
吸附和絮凝
－可溶性的有机化合物 －阴离子（ PO43- ）和阳离子 （重金属阳离子）
植物作用
气体运输作用 植物吸收 根系有利于微生物繁殖
9
挥发作用
－挥发性有机物(VOC)
人工湿地与传统系统的比较
人工湿地 特 点 比 较
建造费用 使用和维修费用 占地面积大 使用微生物 使用植物 土壤 输入能量少 $3,664,00 $45,000/年 $4,112,000 $152,000/年 使用化学药品 钢筋混凝土结构
深, 从而缩短了停留时间, 进而对处理效果
产生影响。因此, 低温会导致处理效果的显
著降低。目前, 湿地温度带来的问题还没有
完全解决, 但可以采取一些措施适当的降低
温度带来的影响。
47
人工湿地技术优点总结
建设和运行费用便宜 易于维护 可进行有效可靠的废水处理 可缓冲对水力和污染负荷的冲击
具有良好的生态、经济和社会效益
11
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13
14
二、设计人工湿地的技术参数
概论 进水布置及组合方式 构造设计 填料及其构成 植物
15
地点的选择
气候
土壤
生物环境 相似牺息地的替代 位置和地形 对地下水的污染
污水的性质
污水的处理量 污水的可降解性
16
设计目标
污水的处理 洪水的控制 暴雨的截留
提高附近水体的质量
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日处理量3100t/d废水工程实例
45
水
格栅
潜流湿地，种芦苇， 大米草3个并 联运行
潜流湿地，种茫 荼，芦苇2个并联 运行
出 水
潜流湿地，种芦 苇，茫荼3个并联 运行
氧化塘3个 并联运行
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低温影响 低温时生物活性下降和植物的死亡；对 于表面流和竖流湿地, 低温时表面会结冰， 冰层覆盖不仅阻碍了大气的复氧过程, 使生 化水平降低,而且冰层的存在减少了有效水
沼泽湿地 湖泊湿地 河流湿地 浅海滩涂湿地 人工湿地
从水分含盐量的角度
淡水湿地 半咸水湿地 咸水湿地
3
全球湿地概况
占地球陆地面积的6％，其中
湖泊占2％ 藓类沼泽占30％ 草本沼泽占26％ 森林沼泽占20％ 洪泛平原占15％ 世界红树林的面积约24 万km2，珊瑚礁约60万km2
4
中国湿地概况
中国湿地面积约6594 万公顷（其中还不包 括江河、池塘等）， 占世界湿地的10％， 位居亚洲第一位，世 界第四位。
人工湿地的配套设施
24
3、CW的构造设计
25
（1）场地的选择与外形
26
（2）进出水的构造
27
（3）地下防渗措施
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29
30
4.CW系统的填料及其构成
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5、CW系统的植物
水上植物、水底植物、浮游植物、大型挺水植物(芦苇）
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5、CW系统的植物
灯芯草 鸢尾 香蒲 黑三菱
33
38
北戴河湿地
39
40
41
42
1
2
工业废水处理
43
系统的性能
人工湿地污水处理系统主要由植物、微生物、 基质、水体及动物组成, 各组成成分分别起着不同 的作用, 并且相互协同, 使得整个湿地生态系统平 衡运转, 发挥良好的净化功能. 植物 植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地净 化污水过程中, 植物的作用可以归纳为3个重要的 方面: ①回收利用污水中可利用态的营养物质, 吸 附、富集重金属和一些有毒有害物质; ②为根区好 氧微生物输送氧气; ③增强和维持介质的水力传输。
为各种水陆生生物提供生长 和繁衍地
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处理目标
达到受纳水体要求的水质 标ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 满足循环用水或深度处理 要求
预处理要求
观光用湿地
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土地场所的要求
宽度和深度 水力负荷的比率 滞留时间 填料的选用
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植被
植物的类型
水上植物、水底植物、浮游植物 大型挺水植物(如芦苇)
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选择标准
耐污能力和抗寒能力强， 又宜于本乡土生长，最好 以本乡土植物为主 根系发达，茎叶茂密 抗病虫害能力强 有一定的经济价值
5
湿地的生态、经济及社会效益
维持生物多样性 调蓄水量和调节气候 降解有毒物质 保护堤岸，防止盐水入侵 提供丰富的动植物产品 在输、储和供水等方面发挥巨大作用 提供矿物资源 可为人们提供旅游、娱乐的场所 为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地
——1公顷湿地生态系统每年创造的价值高达1万多美元，是热带雨林的 7倍，是农田生态系统的160倍!
< 0.73%
建议建一个7.5m x 3m的湿地系统
COD 1569.2
173.9 73.0
TSS 406. 1
40.2 90.1
FColi1 105
68 99.9
TN1 162.9
132.3 18.8
NH4+ 80.5
66.7 17.1
NO3125.8
30.6 75.7
Org N1 82.4
61.8
48
34 25.0
大型湿地系统的设计
表面流湿地k-C*（模型） 设计流量 产生污水量 等价污染量 460 m3/d 157 L/人/天 2930 人 长度 宽度 深度 100 m 80 m 0.55m
水力停留时间
3.3天
BOD1 400.0 24.8 93.8 TSS 64.4 16.5 74.4 FColi1 105 1092 98.9 TN1 70.0 61.8 11.7 NH4+ 53.2 47.5 10.8
北美人工湿地常用的 植物有芦苇、香蒲、灯 心草、水葱、竹等
21
在湿地植物根系表面生长的生物膜
22
人工湿地工艺进水布置方式
人工湿地系统组合方式
进 水 布 置 及 组 合 方 式
23
2
典型工艺
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。
人工湿地技术介绍
1
湿地的定义
“湿地”一词源自英文 wetland，是包括天然或人 工、长久或暂时的沼泽地、 泥炭地或水域地带，包括 或静止或流动、或为淡水、 半咸水或咸水水体的水域， 一般指低潮时水深不超过 6米的水域。——摘自1971
年湿地公约
2
湿地的类型
从人类干扰的角度
自然湿地 人工湿地
从系统的分类角度
面积
倾斜度 NO349.1 20.8 57.6
0.8 ha
< 0.005% Org N1 16.8 14.3 14.8
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建议各建一个100m x 40m的湿地系统 流入浓度估算 (mg/L) 流入浓度预计 (mg/L) 预测量降解比率 % COD 643.1 173.9 73.0
36
人工湿地
37
单户家庭的湿地系统设计
表面流湿地k-C*（模型）
设计流量
产生污水量
0.785 m3/d
157 L/人/天
长度
宽度
7.5 m
3m
等价污染量
水力停留时间
流入浓度估算 (mg/L) 流入浓度预计 (mg/L)
预测量降解比率 %
5人
5.5天
BOD1 400.0
24.7 93.8
深度
面积
倾斜度
0.55m
22.5m2
6
人工湿地简介
7
人工湿地的定义
人工湿地(Constructed Wetlands)，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。
8
人工湿地净化废水的原理
物理作用
过滤和沉淀
－能除去含有C、N、P的有机 及无机颗粒物和悬浮固体