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环境生态工程
朱端卫版本环境生态工程的大概内容，重点是老师画的，希望这份脑图会对你有所帮助。
编辑于2023-05-09 19:54:21 湖南- 大学专业课
- 环境生态工程
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环境生态工程
概论
环境生态工程的产生背景及其相关理念
产生背景国内外
相关理念
宏观上
注重利用自然资源，利用生物在生态环境中将 太阳能转化成治理环境问题的动能
微观上
更加注重化学污染物质的削减和转化，使被污染的 环境通过生态主体的修复功能、在最少能耗的基础 得以恢复
环境生态工程的学科任务
环境生态工程的定义
实施对象：生态系统
运用生态学原理，工程学措施，发挥生态系统本身的环境净化功能
遵从原则
因地制宜
开放，非平衡系统原则
自然，环境，生物互补与协调原则
环境生态工程的课程任务
环境工程，生态工程，环境生态工程的比较
环境生态工程的研究进展
国内外环境生态工程概述
环保“4R”策略
废物产生与排放减量（reduction）
废物回收（recovery）
废弃物再利用（reuse）
再循环（recycle）
环境生态工程在我国的发展前景
环境生态工程基本原理及设计基础 大框架是考点
环境生态工程的核心原理
整体性原理
整体论（宽）和还原论（窄）
社会-经济-自然复合生态系统
时间关系，空间关系，数量关系，结构关系，秩序关系
环境问题的实质
环境工程研究与处理的对象
协调与平衡原理
协调原理
（考点）生态系统的功能主要表现在
生物生产
物质循环
能量流动
信息传递
（考点）生态系统的功能
整体
协同
循环
自生
明确维护生态系统结构和功能的协调性是环境生态工程的重要准则
平衡原理
（考点）生态系统平衡
结构平衡
功能平衡
收支平衡
一个重要结论：协调与平衡原理要求在环境生态工程设计和建设时需考虑生物和环境 相适性和协调性，即生物种群数量和环境承载力相匹配，生态系统结构和功能相协调
自生原理
体现
自我组织，自我优化，自我调节，自我再生，自我繁殖，自我设计
生态系统的自组织可以说是环境生态工程的本质
（考点）自我调节主要表现在
同种生物种群间密度的自我调节
环境容纳量
异种生物种群之间数量调节
生物与环境之间的相互适应调节
意义
对维护环境生态工程相对稳定的结构和功能以及工程的可持续性具有重要意义
循环再生原理
物质循环和再生原理
多层次分级利用原理
环境生态工程的生态学原理
层次性原理
生态系统的层次分横向和纵向，即水平和垂直方向
生态位
生态系统结构层次小尺度提现
生态系统的不同梯度中被不同生物占据利用会适应的部分
生物多样性原理
物种内多样性即基因（遗传）多样性
物种间多样性
生态系统的多样性
意义分直接价值，间接使用价值，潜在使用价值
食物链的重要性
限制因子原理
耐性限度
上限（最大量）
下限（最小量）
限制因子
一个或多个生态因子限制了某生物耐受限度而阻碍它生长
在不同条件下，限制因子可以改变
包括
最小因子定律
低于某种生物所需的最少量的任何特定 因子是决定该物种生存和分布的根本因素
耐性定律
任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多， 接近或达到耐受限度会使该生物衰退或不能生存
边缘效应原理
两个生态系统交互作用处
生态交错带
流通通道作用
以强烈竞争开始，以和谐共生结束
应用
沙漠生态绿洲的扩展
景观生态原理
景观具有空间分异性和生物多样性效应
景观生态学基本原理（七点）
景观生态系统三大功能
生物生产
环境服务
文化支持
环境生态工程的工程学原理
太阳能充分利用原理
水资源循环利用原理
绿色工艺原理
技术先进
绿色特性
经济性
生物有效配置原理
生物设计是环境生态工程设计的核心
环境生态工程的经济学原理
生态经济概念
生态经济平衡原理
生态平衡与经济平衡协调统一
生态经济价值原理
生态经济效益原理
环境生态工程设计基础
设计要按照环境生态工程原理，以生态系统自组织，自我调节功能为基础 在人类辅助能帮助下，充分利用自然生态系统功能来完成
（考点）设计的综合特性主要体现
食物链
生命周期
价值链
设计要重视
自我组织和调节
人为的干预和调控
环境生态工程设计原则
因地因类制宜原则
因地制宜原则是仅仅围绕当地的自然社会和经济条件 进行环境生态工程设计的基本原则
（考点）生物的有效配置是环境生态工程设计的核心
生态学原则
适当输入辅助能的原则
再生循环及商品生产原则
生物多样性原则
环境的时间节律与生物的机能节律原则
生物种群选择原则
种群匹配原则
人工压缩演替周期原则
种群置换原则
经济效益原则
人工合理调控与技术集成，促进生态系统恢复原则
调控包括
生物调控
系统结构调控
输入与输出调控
自然调控和社会调控相结合
考虑系统的自然环境和各种社会因素
环境生态工程创新原则
环境生态工程设计路线
拟订目标
背景调查
自然资源
社会经济
生态环境
模型分析与模拟
构建模型
模型运算
模型分析
系统评价
工程可行性评价
环境生态工程设计的科学基础
多学科性
多目标性
整合性
整体性
设计技术路线
以整体生态过程为核心
融合多学科技术
实现结构与功能的统一
将环境保护与生产消费有机结合
湿地环境生态工程
湿地环境
湿地的生态功能（考点）
保持水源
净化水质
蓄洪防旱
调节气候
维护生物多样性
湿地概念与类型
湿地的一般特征
湿地是有湿生生物和浸水环境构成的独特的自然综合体
不同的湿地具有共性特征
湿地的概念
类型多样，分布广泛，面积差异，淹水条件易变，边界不确定，故不好科学定义
湿地公约对湿地定义
湿地的类型
按海，陆及人类活动的不同
海岸咸水湿地
内陆淡水湿地
人工湿地
按地貌类型和湿地作用过程
人工湿地
沼泽湿地
湖泊湿地
泻湖湿地
海陆湿地
海域湿地
湿地的组成
非生物要素
水，土壤，气候
生物要素
生产者湿地植物
消费者哺乳类两栖类爬行类及各种水生动物及底栖无脊椎动物
分解者湿地微生物
（考点）湿地生态系统功能
湿地水文功能
蓄水、调节径流、均化洪水、功能
湿地被称为天然水库
湿地调蓄洪能力的大小与湿地属性有关
减缓水流风浪侵蚀
补给或排出地下水
沉积物截流功能
湿地的过滤作用
湿地独特的吸附、降解和排除水中污染物、悬浮物、营养物等作用
按作用原理
物理
湿地的过滤，沉积和吸附作用
生物
微生物作用
细菌对微生物降解
大型植物作用
化学
水中重金属转化
湿地的生物地球化学功能
湿地的养分输入
湿地的物质输入是 通过与其它生态系统的物理、生物、水文途径作用进行的
物理输入
裸露岩石风化
鸟类等动物的搬运
生物输入
植物微生物等对碳的光合吸收、氮的固定
水文输入（为主）
湿地的物质或元素输入
影响进入湿地径流中的化学物质含量的因素
地下水的影响
气候
地理影响
人为影响
养分迁移与输出
氮的转化
氮素是湿地最主要的限制性养分
碳的转化
磷的转化
磷也是一种主要的限制性养分
（考点）养分库功能
湿地具有“源”“汇” “转换器”及“调节器”的功能
湿地生态系统作为CO2“源”与“汇”的功能
甲烷在湿地生态系统中的生成和排放
氧化亚氮在湿地生态系统中的生成与排放
湿地生态功能（考点）
主要是指湿地在建立生态系统可持续性和食物链维持力等方面发挥的作用
主要包括
维持食物链
重要物种栖息地
鸟类栖息地
高度丰富的物种多样性
重要的物种基因库
区域生态环境变化的缓冲场区
人工湿地对污染物处理的强化功能
什么是人工湿地
广义
人工构筑而成的湿地
狭义
现在广泛提及的湿地是狭义的
从生态学原理出发，模仿自然生态系统
环境生态工程中的定义
人工湿地是指人工构筑的水池或沟槽，底面铺设防渗隔漏水层，填充一定深度的基质层，种植水生生物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化的工程设施
（考点）人工湿地是一种人工强化的污水处理生态工程技术，它充分利用 湿地中生长和生活的各种生物将污水中的氮，磷，有机污染物等加以净化
（考点）人为控制是湿地区别于天然湿地的决定性因素。
介质、水生植物、微生物是其基本构成，净化水质则是其主要功能
人工湿地的水生植物
挺水，浮水，沉水
最大功能在于它能直接吸收利用废水中的营养物质， 同时还吸附和富集部分水体中的有毒有害物质
人工湿地中的微生物
主要功能是分解有机物
好氧微生物
厌氧微生物
人工湿地的发展
20世纪初
人工湿地机理研究
根区理论
由于植物根系的输氧作用使得根系周围形成一个好氧区域，同时由于好氧生物膜对氧的 利用而使距离根系较远的区域呈缺氧状态，更远的区域呈现厌氧状态，使硝化、反硝化得以实现
人工湿地的填料和植物根系的存在也为多种微生物 提供附着载体，形成去除污染物的“微环境”
污染物在湿地水环境中的迁移转化过程
输入、输出过程
形态过程
溶解，水力推流平移、挥发、沉淀过程
转化过程
生物降解过程
光解作用
氧化还原作用
生物累积过程
悬浮物的去除机理
主要机理
吸附
填料的截留吸附作用
生物膜的吸附作用
过滤
微生物作用
微生物对有机物的分解、代谢吸收作用
沉淀
植物对人工湿地去除悬浮固体物质
SS与湿地堵塞
用停床休作和轮作缓解堵塞
预处理
格栅，沉沙池，曝气池，沉淀池，厌氧沉淀
有机物的去除机理
主要机理
湿地植物的吸收作用
土壤吸附及湿地内填料上微生物膜联合作用
不溶性有机物
可溶性在各区去除各不相同
好氧
缺氧
厌氧区
微生物的作用，是人工湿地废水中有机污染物降解最主要的机制
（考点）植物去除有机物
植物直接吸收有机污染物
植物根系释放分泌物和酶
植物和根系微生物的联合作用
基质的作用
在有机物浓度很低的情况下去除效果好
人工湿地中有机污染物降解的影响因素
生物因素
化学因素
工程因素
氮的去除机理（考点）
一般机理
异养菌，自养硝化细菌，反硝化细菌
植物
A²/O工艺
湿地系统中氮转化途径
氨化，同化，硝化，反硝化，植物吸收作用
磷的去除机理（考点）
一般机理
基质吸附与沉淀
植物吸收作用
微生物同化
填料的作用
化学沉淀
吸附作用
微生物的作用
对磷的正常同化
对磷的过量积累
对聚磷的分解
植物的作用
重金属离子的去除机理
植物对重金属的吸收
微生物作用
病原微生物的去除机理
人工湿地的设计与施工
基本概念
人工湿地的类型，按污水流动方式
表面流人工湿地
概念
构成
布水
优缺点
潜流人工湿地
垂直潜流人工湿地
水平潜流人工湿地
潮汐流人工湿地
人工湿地的工艺组合，设计程序及其参数
人工湿地的进水方式（考点）填空
推流式
回流式
阶梯进水式
综合式
人工湿地的工艺组合
进水方式排列组合以及复式
人工湿地的设计程序（考点）
（考）人工湿地的应用首先通过分析污水特征，区域环境，出水水质要求，选择人工湿地的类型后进行相关设计
分析所在地区的情况
设计主要包括
床体的面积设计
集配水系统设计
一级处理系统的设计需要注意的问题
人工湿地运行的重要设计参数
水力停留时间HRT
表面有机负荷
表面水力负荷
水力坡度
设计水质
设计水量，污染物去除效率
人工湿地处理工艺设计
人工湿地基本工艺流程
人工湿地工程主要内容
厂址选择
厂区布置
预处理
主要设计参数的确定
面积设计
占地面积不受限制的水平潜流人工湿地
占地面积受限制的人工湿地
垂直潜流人工湿地
填料与防渗设计
集配水与通气的设计
注意事项
配水集水均匀性
应便于建造和维护
保证集配水均匀性，不懂为什么重复
水平潜流人工湿地的集水系统
（考点）垂直潜流人工湿地的集水系统
设置通气管的目的
是向系统内部充氧并保证池内气体的排出，防治由于发生厌氧反应产生臭味
另外，维护时可以用水进行反冲洗，防治堵塞
通气管通常设在填料层的底部，与湿地底部的排水管相连接，可以使得氧气到达湿地底部，听过水管环形穿孔，向湿地内部扩散，同时，局部区域厌氧反应产生的沼气和硫化氢等气体能够向外界即使散逸。
当设置承托层时，通气管置于承托层的上方
通气管底部可以加伞盖，以防止树叶等杂物进入管内，从而可以避免堵塞现象的发生
湿地植物的选择
施工
人工湿地运行与管理
运行调试
系统维护
污水负荷满足设计要求
如果长期高负荷运行，须扩建
特殊控制
系统监测
故障处理
人工湿地的堵塞问题
固体物沉淀和过滤及生物过程的结果
水平潜流人工湿地堵塞后
复合垂直潜流人工湿地
堵塞导致的不良结果
基质堵塞过程
第一阶段过滤速度迅速下降
平衡状态第二阶段
第三间歇堵塞直至持续的堵塞发生
影响基质堵塞的因素（考点）
基质粒径
有机负荷
悬浮物
温度
污水投配状况
植物和微生物
堵塞的解决办法
水解酸化预处理
间歇运行
曝气运行
选择合适的填料粒径及级配
更换湿地表层填料
冬季管理
人工湿地生态工程实例
国外人工湿地污水处理技术应用
人工湿地在国内的发展和应用
水平潜流人工湿地工程案例
垂直潜流人工湿地工程案例
复合垂直潜流人工湿地工程案例
水环境生态工程
水环境类型及污染特征
河流及其污染（考点）
湖泊及其污染
地下水及其污染
河流生态工程
生态河道构建
平面形态设计
横断面设计
纵断面设计
生态河道护岸
植被护岸
山石护岸
覆土石笼护岸
生态砖护岸
仿木桩护岸
河流水体修复技术
河流曝气复氧（考点）
氧气来源
人工曝气复氧
大气复氧
水生生物光合作用产氧
底泥覆盖（考点）
主要功能
优缺点
植物浮床
湖泊生态工程
底泥疏浚与治理（考点）
方法
方式
优缺点
湖滨带修复
湖滨带生态修复（考点）
是湖泊修复的重要内容
目的
恢复湖泊完整性
运用生态学基本理论
手段
生境物理条件改造
先锋植物培育
种群置换
前提条件
重建湖滨带物理环境
工程手段
污染湖泊水体治理技术
调水
底泥污染物固定
湖泊除藻
水生生物修复
地下水修复工程
硝酸盐反硝化脱氮原理
脱氮墙的结构设计
反应介质的选择
影响硝酸盐去除效果的主要因素
脱氮沟案例
脱氮沟设计
土壤填料特性
脱氮沟对硝酸盐的去除率分析
第五章流域环境生态工程
流域及其环境问题
流域的概念和功能
流域的概念
流域参数
流域模式中国主要流域
流域的功能
汇流
蓄水
调节
化学迁移
栖息地
流域的特点
系统性
动态性
周期性
不平衡性
层次性
开放性人为干预性
流域环境问题（考点）
水土流失加剧
复合污染加剧，水污染严重
流域水资源压力加大
流域水资源供需矛盾突出
流域环境生态工程设计
流域环境生态工程设计的关键要素（考点）
理念的形成和决策
生态技术知识管理
设计过程
方法与工具
计算机支持下的协同设计
概念
特点
分类
关键技术
主要方式
结构
在生态调水工程中的应用
流域环境生态工程的技术
生态基流保障技术
技术简介
关键技术参数计算
案例
闸门调控技术
技术简介
关键参数确定
技术应用
联合调动技术
技术简介
关键技术参数
第六章固体废物的环境生态工程
概述
固废的概念
固体废物的来源与分类
固体废物的特征
时间性
空间性
再生低成本性
持久危害性
“四最”
固体废物的污染与处理方法
固体废物污染特点
固体废物的污染途径
子主题
处理方法
宗旨
无害化
减量化
资源化处理
处理方法
工程角度
资源回收利用角度
技术特征
好氧堆肥
基本原理
三阶段
堆肥工艺过程及影响因素
堆肥工艺程序
堆肥的工艺参数和质量标准
影响堆肥的因素（考点）
通风供氧
含水量
碳氮比
碳磷比
pH值
堆肥的方法
间歇式堆肥
连续式堆肥
厌氧消化（沼气发酵）
厌氧消化技术产生与发展
厌氧生物处理的主要特征
厌氧消化在处理有机固废中的应用
厌氧消化的基本原理（考点）
原理内容
沼气发酵的五大类细菌
发酵菌
产氢产乙酸菌
耗氢产乙酸菌
食氢产乙酸菌
食乙酸产甲烷菌
三个阶段
水解阶段
产酸和脱氢阶段
产甲烷阶段
厌氧消化运行的影响因素
温度
pH值
总固体含量
搅拌
营养物质
停留时间
盐分
接种物
添加剂和抑制剂
厌氧消化工艺分类
湿式和干式
单相和多相
序批式和连续式
常温，中温，高温消化
厌氧消化系统
厌氧消化反应器
进出料系统
厌氧消化搅拌
厌氧消化加温
沼气存储，净化和利用
沼气工程的工艺设计
厌氧消化技术
（考点）高含固污泥厌氧消化技术
主要内容
难点
厌氧消化强化预处理技术
第七章生物质处理及利用工程
生物质处理及利用概述
生物质的定义，特点，分类
生物质的化学组成
纤维素
半纤维素
木质素
淀粉
蛋白质
其他有机成分
其他无机成分
生物质处理及利用的内涵和特点
生物质的化学处理及生物化学处理
化学脱胶技术
生物脱胶技术
微生物脱胶
酶法脱胶
生物质吸附剂应用
分类
纤维素的化学改性
纤维素的化学结构
天然纤维对重金属的吸附
纤维素改性预处理
纤维素化学改性纤维素基吸附剂的应用研究
生物质能源化应用
生物质能的定义和特点
生物质能源化利用的途径
沼气工程产业化技术
生物质气化技术
生物质气化过程（考点）
干燥过程
热解反应
燃烧反应
还原反应
生物质气化发电技术
生物质成型燃料技术
生物质非粮燃料乙醇技术
生物质生物柴油技术
第八章大气环境生态工程
大气污染概述
大气组成
大气污染
大气污染物
颗粒
气态
大气污染物对植物的危害
二氧化硫对植物的影响
氟化物对植物影响
氧化剂对植物的影响
乙烯对植物的影响
植物对大气污染的抗性
避性和耐性
抗性类型
形态解剖学
生理学抗性
生物学抗性
抗性等级
强
中等
敏感
影响植物抗性的因素（考点）
植物本身因素
环境因素
光照
温度相对湿度
土壤
子主题
植物对大气污染的净化
大气污染的植物修复过程与机理
植物吸附与吸收修复
植物降解修复
植物转化修复
植物同化和超同化修复
植物的滞尘效应
植物对二氧化硫的净化
植物对氟的吸收
植物对二氧化氮的净化
城市热岛效应
定义
产生原因，来源
对植物的影响
植物对热岛效应的影响
防污绿化生态工程
设计的基本原理与原则
防污植物的筛选
植物的配置
遵循原则
防污功能优先原则
可持续发展原则
安全生产与卫生原则
易与管护原则