人工湿地专题

zhanghe602 · 发表于 2007-7-16 09:09:03

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用人工湿地(Constructed wetland)来处理城市污水是发达国家近十年来才兴起的生态处理法，它是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好，成活率高，抗水性强，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇，蒲草等)形成一个独特的动植物生态体系。人工湿地去除的污染物范围广泛，包括N ，P ，SS ，有机物，微量元素，病原体等。有关研究结果表明，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85％――95％，COD去除率可达80％以上，处理出水中BOD5的浓度在10mg/l左右，SS小于20mg/l。(2)废水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分，最终被转化为微生物体及CO2 ，H2O。人工湿地面积可视情况而言，可在市郊结合部，也可在污水处理厂出水的附近建造。一些人工湿地属预处理型，在那些目前还不具备建造污水处理厂的城乡结合部建造人工湿地，将生活污水排入，利用所种植物对其进行处理，然后再排入自然水系，保护水体；还有些湿地属于加强型，在污水处理厂附近建造人工湿地，将污水处理厂处理过的水引入，再经过人工湿地的加强处理，提高其水质，然后排入自然水系，作为其补充水源。 人工湿地的分类 根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为：1、浮游植物系统； 2、挺水植物系统；3、沉水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段，其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N ，P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。挺水植物系统根据废水流经的方式，可分为表面流湿地(SFW)、潜流湿地(SSFW)、立式流湿地(VFW)。(3)表面流湿地和立式流湿地因环境条件差(易孳生蚊虫)，处理效果受气温影响较大以及对基建要求较高，现多不再采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。 人工湿地在国外研究应用发展 自西德1974年首次建造人工湿地以来，各种不同的湿地在世界各地已被用来处理大量不同的废水。1996年9月在奥地利维也纳召开的第四次国际研讨会，标志着人工湿地作为一种独具特色的新型废水处理技术已经正式进入水污染控制领域。自由表面流湿地在欧洲发展缓慢。瑞典1994年在Wittgren建一座处理6500PE，占地22公顷的自由表面流湿地。在北美约200座湿地处理系统有2/3是自由表面流湿地，其中一半又是自然湿地。自然湿地的大小从1―1000公顷，其中一半在10－100公顷。人工自然表面流湿地通常较小，60％小于10公顷。自然湿地水力负荷小于人工湿地。系统水深范围5－90cm，30－40cm较普及。最常用的预处理是兼性或好氧塘，表明许多湿地系统用于现行塘系统的精处理。(4)地下潜流系统在欧洲应用较多，有几百座。在丹麦，德国，英国等国家都至少有200个系统在运行。此技术还在快速发展，特别是在一些东欧国家。绝大多数系统种植有芦苇，也有种植其它湿地植物的。在德国大多数系统介质是土壤，人们认为根的生长和芦苇根区会增加和稳定导水性，但几乎所有土壤系统都遇到表面断流问题。为保证潜流，英国和北美绝大多数采用砾石床。虽有些砾石床也堵塞，但主要是由于预处理不足。在欧洲此类系统趋向对近1000PE的乡村级社区进行二级处理；北美则趋向更多人口的高级处理。在澳大利亚和南非则用于处理各类废水。美国EPA目前正在开发北美人工湿地数据库，地方数据库在其它国家已存在，为减少重复劳动和改良经验湿地设计方法，所有这些湿地都应通过公共数据库使世界各地的工程师和科技人员能够获得。这样的数据库可减少建设低效湿地的风险。两种湿地的设计指南现已出版，但改良工作仍然需要，有必要更细致的研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。竖流湿地在欧洲许多地方投入运行已有几十年。竖流系统至今未广泛使用是因为其需要更细致的建设和介质选择。最近国际会议上有几篇文章对竖流系统评价很高，目前世界上科技工作者正投入大量精力以改良人工湿地技术。潜流系统的处理效率可通过选择竖流系统，采用间歇负荷和合理选择介质而获得提高，还可引入一些传统处理技术的理论，如回流。此外，不仅对竖流系统，对所有人工湿地系统都需深入研究以改良优化工程设计参数，还需对系统的长期运行能力和管理问题进行研究。人工湿地不仅可用于城市和各种工业废水的二级处理，还可用于高级处理中的精处理和对农田径流的处理。在有些情况下，人工湿地可能是唯一使用的技术。 [ 本帖最后由 karstine 于 2007-7-17 11:21 编辑 ]

zhanghe602 · 发表于 2007-7-16 15:36:10

湿地是指天然的或人工的、永久或暂时的静水或流水、淡水或微咸水及咸水沼泽地、泥炭地或水域地带，包括低潮时水深不超过6米的海水区。此外，湿地还包括邻近水体的河流、湖泊沿岸、沿海区域，以及位于湿地内岛屿或低潮时水深不超过6米的海洋水体。因此，所有季节性或常年积水地带，包括沼泽、泥炭地、湿草甸、湖泊、河流、洪泛平原、河口三角洲、滩涂、珊瑚礁、红树林、盐沼、低潮时水深少于6米的海岸带以及水稻田、鱼塘、盐田、水库和运河等，均属于湿地范畴。湿地具有特殊的界面系统湿地是水、陆两种界面交互延伸的一定区域，是水域和陆地过渡形态的自然体。湿地处于大气系统、陆地系统与水体系统的界面交合处，存在联结各界面的水体一陆地一植被一大气界面系统。湿地具有特殊的景观特征湿地生态系统处于陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡区域。湿地按照地貌特征可以分为滨海湿地、河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地；按照水文特征又可将自然湿地分为浅海水域、珊瑚礁和潮下水生层等29类，人工湿地12类。湿地具有明显的植被、土壤、水位和盐度的梯度变化、斑块变化、时间变化的特征，其中水位、水流，如泛滥、潮汐、洪枯等都是有规律、有频率地变动，这些周期性的变化造成了湿地生态系统在景观上的周期性变化。湿地具有特殊的生物类群湿地生态系统所处的独特的水文、土壤、气候等环境条件所形成的独特的生态环境为丰富多彩的动植物群落提供了复杂而完备的特殊生境。不同湿地生态系统类型有：沼泽植物、盐沼植物、红树植物(胎生)、浮游植物、挺生植物、底栖植物、厌氧微生物；水禽、涉禽、海岸鸟、鱼、虾、贝、蟹、两栖、爬行动物等。由于湿地物种种类异常丰富，又有非常高的生物生产力，所以湿地生物之间形成了复杂食物链、食物网。湿地生态系统的服务功能湿地生态系统服务不仅包括为人类所提供的食物、医药及其他工农业生产的原料，更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统，维持生命物质的生物地球化学循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定。维持生物多样性由于湿地处于水陆交互作用的区域，它仅占地球表面面积的6％，却为世界上20％的生物提供了生境。湿地是许多珍稀濒危物特别是濒危珍稀水禽所必须的栖息、迁徙、越冬和繁殖的场所，在生物多样性保护方面具有极其重要的价值。我国湿地面积约占国土面积的5%，但却为约50％的珍稀鸟类提供栖息场所。在保护物种多样性的同时，湿地还是重要的物种基因库，不仅维持了野生物种种群的延续、进化，而且为改善经济物种提供了基因材料。袁隆平院士利用海南湿地的野生稻资源，通过杂交培育的水稻新品种具备高产、优质、抗病等特性。固定二氧化碳和调节区域气候湿地由于水分过于饱和的厌氧的生态特性，积累了大量的无机碳和有机碳。由于湿地中的微生物活动相对较弱，植物残体分解释放二氧化碳的过程十分缓慢，因此形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层，起到了固定碳的作用。如果湿地遭到破坏，湿地的固定碳功能将减弱，同时湿地中的碳也会氧化分解，湿地将由“碳汇”变成“碳源”，这将加剧全球变暖的进程。湿地具有调节区域气候的功能。湿地水分蒸发和湿地植被叶面的蒸腾作用，可使附近区域的温度降低、湿度增大、降雨量增加，对周边区域的气候具有明显的调节作用，对当地农业生产和人民生活具有良好的作用。降解污染和净化水质湿地是自然生态系统中自净能力最强的生态系统之一。湿地水流速度缓慢，有利于污染物沉降。在湿地中生长的植物、微生物和细菌等通过湿地生物地球化学过程的转换，包括物理过滤、生物吸收和化学合成与分解等，将生活和生产污水中的污染物吸收、分解或转化，使湿地水体得到净化。减缓径流和蓄洪防旱由于湿地土壤具有特殊的水文物理性质，湿地因此具有超强的蓄水性和透水性，是蓄水防洪的天然“海绵”。许多湿地地区是地势低洼地带，与河流相连，在暴雨和河流涨水期将过量的水分存储起来，均匀地缓慢释放，减弱危害下游的洪水。在干旱季节，湿地可将洪水期间容纳的水量向周边地区和下游排放，防旱功能十分显著。因此湿地在控制洪水、调节河川径流、维持区域水平衡中发挥着重要作用。湿地水资源功能湿地是地球上淡水的主要蓄积地，人类生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水除开采地下水外，均来源于湿地，而且湿地还是补充地下水的主要来源。众多的沼泽、河流、湖泊和水库的水都是可被直接利用的水，湿地在输水、储水和供水方面发挥着巨大效益。如果湿地受到破坏或消失，会影响对地下蓄水层的供水，地下水资源就会减少。因此，可以认为湿地直接和间接地为人类提供重要的淡水资源。丰富的产品资源湿地水源充沛、养分充足，有利于水生动植物生长，因此湿地具有极高的生产力，每平方米湿地可年均生产2公斤左右的有机物质。湿地除了可为人类提供丰富的水产品、粮食、水果以及可用作加工原料的皮革、木材、药材以及芦苇等，还可为人类提供泥炭这种独特的产品。湿地是人工养殖和湿地经济植物种植的优良场所。湿地的社会功能复杂的湿地生态系统、丰富的动植物群落、珍贵的濒危物种、独特的自然景观等，使湿地成为人类休憩旅游以及教育和研究的理想场所。有些湿地是人类社会文明的发祥地，保留了极具历史价值的文化遗址，有些湿地中的泥炭层保留了过去的生物、地理等方面演化进程的信息。此外，滨海湿地还提供了保护堤岸、防治海水入侵、抵抗海浪台风、保护沿海工农业生产的功能。在河流入海口形成的湿地，通过泥沙的淤积，具有成陆造地的功能。有些湿地开阔的水域为航运提供了条件。

zhanghe602 · 发表于 2007-7-16 15:36:38

人工湿地。中国的稻田广布亚热带与热带地区，淮河以南广大地区的稻田约占全国稻田总面积的90%。近年来北方稻区不断发展，稻田面积有所扩大。全国现有大中型水库2903座，蓄水总量1805亿立方米。另外，人工湿地还包括渠道、塘堰、精养鱼池等。湿地是重要的国土资源和自然资源，如同森林、耕地、海洋一样，具有多种功能。湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，它不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而且具有巨大的环境功能和效益，在抵御洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、美化环境等方面有其它系统不可替代的作用，因此，湿地被誉为“地球之肾”。在世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。

zhanghe602 · 发表于 2007-7-16 15:38:54

关于人工湿地的更多内容，大家可以浏览水世界网站中的热点专题：http://www.chinacitywater.org/rdzt/rssdbhsd/index.shtml（认识湿地、保护湿地）。如果大家还有好的资料，也可以在本贴后面跟帖，我会把大家好的有参考价值的资料补充道我们的专题中。希望大家支持哟！