人工濕地的設計與計算

1、7人工濕地的設計與計算7.1設計說明人工濕地處理技術是近幾年發(fā)展起來的一種污水生態(tài)處理技術，它能有效地處理多種多樣的廢水，如生活污水、工業(yè)廢水等，且能高效地去除有機污染物， 氮、磷等營養(yǎng)物，重金屬，鹽類和病原菌微生物等多種污染物。除此之外，人工 濕地具有出水水質好，氮、磷處理效率高，運行維護方便，投資及運行費用低等 特點，近年來獲得迅速的發(fā)展。7.2設計參數(shù)基質填料平均空隙率：& =0.77.3人工濕地設計計算7.3.1基質層基質層是人工濕地處理污水的核心部分，在設計中，需從基質的種類、粒徑 和厚度三方面考慮。不同基質的人工濕地凈化效果不同，以P為特征的污水，最好選擇飛灰和頁 巖為基質，而以有

2、機污染物和懸浮物為特征的污水，常選用土壤、細沙、礫石的 一種或多種作基質?；|的粒徑的大小是影響濕地系統(tǒng)水里傳導性的主要因素，直接關系到污染 物在實地中的停留時間和系統(tǒng)的孔隙度。目前的人工濕地，基質粒徑范圍在0-30mm之間，通常選用的粒徑范圍是 4-16 mm。進水配水區(qū)和出水集水區(qū)填料粒徑 一般在60-100 mm，分布于整個床寬。在歐洲有實踐表明：粒徑為8-16 mm的基 質，水里傳導性好，是以植物生長，處理效果好?；|的厚度是決定人工濕地國稅斷面面積和污水處理效果的重要參數(shù)，一般須根據(jù)系統(tǒng)所栽種植物的種類及根系的生長深度確定，以保證濕地床中必要的好 樣條件。目前運行的人工濕地，其基質厚

3、度在0.5-1.0 m之間。鑒于上述設計經驗和當?shù)氐膶嶋H情況，基質層設計如下表4:表4基質從下到上結構分層列表分層功能厚度材料防滲層防止污水滲入地下水一1 mmPE膜雙面土工布排水層匯集排出以處理污水20 cm粒徑15 mm礫石過渡層防止上層砂粒堵塞下面排水層10 cm粒徑10 mm礫石過濾層生化處理50 cm6 mm無泥粗砂表層防砂層表面沖蝕10 cm粒徑10 mm礫石732植物人工濕地植物的選擇一般要求適地適種， 耐污能力強，根系發(fā)達，莖葉茂密, 抗病蟲害能力強，重視物中間的搭配，能適應當?shù)氐脷夂蚯矣幸欢ń洕^賞價值。 例如，在地勢較高的地方種植蘆竹、蘆葦?shù)冉洕鷥r值較高的挺水植物；在地勢略

4、 低的地方種植蘆葦、香蒲等挺水植物；在塘內水深較淺處栽種蓮藕、菱角、芡實 等浮土植物，水深較深處配置金魚藻、苦草等沉水植物，并在塘內放養(yǎng)魚、泥鰍、 青蛙等動物。我國常用的人工濕地植物見下表 5：表5常用的人工濕地植物列表植物名優(yōu)點缺點國內已應用地點舉例蘆葦去污能力強，易生長無景觀效果深圳、上海、北京、武漢香蒲去污能力強，易生長無景觀效果上海美人蕉景觀效果強，易生長去污冃匕力般上海、杭州、深圳香根草適應能力強一上海、深圳燈心草去有機污染能力強一武漢、上海綜合考慮本工藝以蘆葦為水生植物733濕地總面積（A）（1）BOD面積負荷（Ai）AiIn()kCe -C(7-1)Ai180In 吐4772 0

5、16h”160m .10-4.772式中：3Q污水流量，Q=60m/d;K BOD 級反應速率常數(shù)，取180;Ci BOD進水濃度，G=24 mg/L;CeBOD 出水濃度，Ce=10 mg/L;* _ *C BOD 背景值，C =3.5+0.053Ci =4.772 mg/L。(2) SS面積負荷(A2)由公式(7-1)得：0.0365 匯60A?In1000W99L0.005ha08.99 丿=50 m2式中：Q污水流量，Q=60 m3/d；K SS 一級反應速率常數(shù)，取1000；Ci SS 進水濃度，Ci=18.9 mg/L ；Ce SS出水濃度，Ce=10 mg/L ；C* SS 背景

6、值，C*=7.8+0.063C =8.99 mg/L。（3）TN面積負荷（A3）由公式（7-1）得：A3 二 .365 60 In27廣32-1.5 、.15 1.5 丿2=0.066ha = 660m式中：Q流量，Q=60 m3/d；K TN 一級反應速率常數(shù)，取27；CiTN進水濃度，Ci =32 mg/L ； Ce TN 出水濃度，Ce=15 mg/L；CTN 背景值，C =1.5 mg/L。（4）TP面積負荷（A4）由公式（7-1）得：1215 倍 二 0.0748ha 二 748m21-0.02式中：3Q污水流量，Q=60 m /d；K TP 一級反應速率常數(shù)，取12；CiTP 進水

7、濃度，Ci=2.4 mg/L；Ce TP出水濃度，Ce=1 mg/L ；k_*CTP 背景值，C =0.02mg/L;濕地總面積選取上述面積較大者，即 A=748 m2;通過確定下面長寬比的計算取值，面積確定為760.5 m27.3.4濕地長（1）寬（W濕地長寬比在W1:1 - 90:1不等，我國建議在3:1以下，本次設計取2。(7-2)2 WAW(7-3)748L=39 m，W=19.5 m。W經計算取值，7.3.5單池面積（Ab）和濾床數(shù)量（n）取4個濾床，即n=4單池面積為：n由于水量過小，根據(jù)實際情況采用DN150進出水管(7-4)760.54h90m2由于水量過小，根據(jù)實際情況采用D

8、N150進出水管由于水量過小，根據(jù)實際情況采用DN150進出水管長為19.5 m,寬為9.75 m。各個濾床之間隔板厚度為0.12 m長為15.6 m。7.3.6濕地深度（Dw）一般須根據(jù)所栽種植物的種類及根系的生長深度確定，以保證濕地床中必要的好氧條件。對于蘆葦濕地系統(tǒng)處理城市或生活污水時，一般取 0.6-0.7m。本次設計取床深Dw=0.7m。7.3.7濕地容積（V）(7-5)V =760.5 0.7 =532.35m式中:A濕地面積，A=760.5 m2;Dw濕地深度，Dw=0.7 m。738水力停留時間（tn）Qav(7-6)由于水量過小，根據(jù)實際情況采用DN150進出水管532.35 0.760-6.21d由于水量過小，根據(jù)實際情況采用DN150進出水管式中:V