人工濕地的設(shè)計與計算

1、7人工濕地的設(shè)計與計算7.1設(shè)計說明人工濕地處理技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種污水生態(tài)處理技術(shù)，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(zhì)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(shè)計參數(shù)基質(zhì)填料平均空隙率：& =0.77.3人工濕地設(shè)計計算7.3.1基質(zhì)層基質(zhì)層是人工濕地處理污水的核心部分，在設(shè)計中，需從基質(zhì)的種類、粒徑 和厚度三方面考慮。不同基質(zhì)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(zhì)，而以有

2、機污染物和懸浮物為特征的污水，常選用土壤、細(xì)沙、礫石的 一種或多種作基質(zhì)。基質(zhì)的粒徑的大小是影響濕地系統(tǒng)水里傳導(dǎo)性的主要因素，直接關(guān)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(zhì)粒徑范圍在0-30mm之間，通常選用的粒徑范圍是 4-16 mm。進(jìn)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(zhì)，水里傳導(dǎo)性好，是以植物生長，處理效果好?；|(zhì)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(zhì)厚

3、度在0.5-1.0 m之間。鑒于上述設(shè)計經(jīng)驗和當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，基質(zhì)層設(shè)計如下表4:表4基質(zhì)從下到上結(jié)構(gòu)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(dá)，莖葉茂密, 抗病蟲害能力強，重視物中間的搭配，能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐脷夂蚯矣幸欢ń?jīng)濟觀賞價值。 例如，在地勢較高的地方種植蘆竹、蘆葦?shù)冉?jīng)濟價值較高的挺水植物；在地勢略

4、 低的地方種植蘆葦、香蒲等挺水植物；在塘內(nèi)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(nèi)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(nèi)已應(yīng)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(yīng)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(fù)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(yīng)速率常數(shù)，取180;Ci BOD進(jìn)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(fù)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(yīng)速率常數(shù)，取1000；Ci SS 進(jìn)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(fù)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(yīng)速率常數(shù)，取27；CiTN進(jìn)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(fù)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(yīng)速率常數(shù)，取12；CiTP 進(jìn)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(shè)計取2。(7-2)2 WAW(7-3)748L=39 m，W=19.5 m。W經(jīng)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(jìn)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(jìn)出水管由于水量過小，根據(jù)實際情況采用DN150進(jìn)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(shè)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(jìn)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(jìn)出水管式中:V