人工濕地設(shè)計參數(shù)

1、.2 人工濕地污水處理技術(shù)設(shè)計原理5.2.1 人工濕地設(shè)計內(nèi)容 46（ 1）確定詳細的廢水流速，污染物負荷及期望的處理效果。（ 2）優(yōu)化區(qū)域結(jié)構(gòu)，進出水區(qū)域結(jié)構(gòu)要利于水控制、水循環(huán)和分配等。（3）處理單元的接連水渠構(gòu)造根據(jù)情況選擇串聯(lián)或者并聯(lián)。（ 4）改變處理單元內(nèi)部及不同處理單元之間的深度，以利于更好的分配水 流、形成多樣性環(huán)境及有利于污染物的去除。（ 5）制定濕地植物的選擇方案、種植密度、種植方式等。（ 6）制定良好的運行維護計劃，以便后續(xù)的維護管理。5.2.2 人工濕地設(shè)計參數(shù)人工濕地的設(shè)計因素會影響到其運行效果，主要的設(shè)計參數(shù)包括濕地尺寸 參數(shù)、水力參數(shù)和構(gòu)造參數(shù)三類。其中，濕地尺寸參

2、數(shù)主要包括濕地長寬比、 面積、深度等；水力參數(shù)主要包括水力停留時間、表面負荷率、水力坡度、水 動力彌散系數(shù)等；構(gòu)造參數(shù)主要包括填料種類、滲透性、植物選種等。5.2.2.1 水力停留時間（ Hydraulic Retention Time ,HRT）人工濕地水力停留時間是指污水在濕地內(nèi)部平均駐留時間，是人工濕地處 理系統(tǒng)最重要的參數(shù)之一，它影響系統(tǒng)的除氮除磷效果，水利停留時間越長， 對氮磷的去除效果越好。理論上的HRT可按照下列公式計算：t = V $Q,其中，V是人工濕地基質(zhì)在自然狀態(tài)下的體積，m3; £是孔隙率， %；Q 是人工濕地設(shè)計水量， m3/d 。但是在實際運行中，隨著孔隙

3、率的變化，水力停留時間通常為理論值的 40%80%。通常情況下，表面流人工濕地 2 天左右即可在沉降區(qū)去除大約 80%的總懸 浮物。英國環(huán)境署對表面流人工濕地的好氧反應(yīng)區(qū)研究表明，水力停留達到 2d 以上后，各類藻類開始生長，引起 pH 變化，促進植物生長，促進氨氮的揮發(fā)， 磷的沉降，不過為了防止水華，HRT限制在34天左右。Kadlec則認為，在人 工濕地的植物凈化區(qū)域， 12 天即可去除 90%的 NO2-N，也就是說23天的時間可保證反硝化的進行47。Dierverg則在潛流系統(tǒng)中證實了潛流人工濕地的厭氧區(qū)域適合系統(tǒng)的反硝 化作用，在HRT為24天時候，發(fā)生強烈的反硝化脫氮48。我國環(huán)保

4、部的人工濕地處理工程技術(shù)規(guī)范也指出表面流人工濕地的停留 時間 48天為宜，潛流人工濕地 13天為佳。 5.2.2.2表面負荷率表面負荷率(ALR指單位面積人工濕地對污染物所能承受的最大負荷。根 據(jù)美國國家環(huán)保局資料 49，在設(shè)計過程中，利用表面負荷率可以計算濕地面積，公式如下：As = (Q) (Co)/ ALR,其中，As為人工濕地面積，Q為進水量，Co為污染物 濃度。5.2.2.3 水力坡度水力坡度是指污水在人工濕地內(nèi)沿水流方向單位滲流路程長度上的水位下 降值?？砂凑杖缦掠嬎?，i二出/ L x 100%其中，i為水力坡度，少為污水在人工 濕地內(nèi)滲流路程長度上的水位下降值，L污水在人工濕地內(nèi)

5、滲流路程的水平距 離。水力坡度也是人工濕地重要的影響因素之一,可以防止?jié)竦貎?nèi)部發(fā)生回 水,進水產(chǎn)生滯留阻塞等問題。有研究者建議,表面流人工濕地的水力坡度取 0.5%以內(nèi),潛流人工濕地取 1%50。根據(jù)經(jīng)驗表明,水力坡度這一參數(shù),往往還需要根據(jù)基質(zhì)性質(zhì)及濕地的 尺寸設(shè)計進行調(diào)整,例如,礫石為基質(zhì)的人工濕地的水力坡度一般取 2%為宜。5.2.2.4 表面有機負荷表面有機負荷值每平方米人工濕地在單位時間內(nèi)去除的五日生化需氧量。 可按照如下公式計算， qos =Q 冬C0-C1) x 10-3/ A ，其中， qos表面有機負荷，kg/( m2 /d); Q為人工濕地設(shè)計水量，m3d ; C0 為人工

6、濕地進水 BOD5濃度，mg/L; A為人工濕地面積，m。5.2.2.5 濕地尺寸人工濕地的面積應(yīng)該按照五日生化需氧量表面有機負荷來確定，長度可按 照L =As /W來計算，寬度可根據(jù)達西定律和一些相關(guān)數(shù)據(jù)來算， W=QAs /K dh Dw。經(jīng)驗表面，人工濕地處理單元長度一般為 20-50米。過長，容易形成死 區(qū)，水位也不容易調(diào)節(jié)，影響植物生長和處理效果。潛流人工濕地的大部分 BOD及懸浮物都在進水區(qū)前幾米的區(qū)域內(nèi)去除，因此也有研究者建議潛流濕地 長度控制在 1230米之間51。我國國家環(huán)保部人工濕地處理工程技術(shù)規(guī)范中，將潛流人工濕地單元的長 寬比宜控制在 3:1 以下;表面流人工濕地控制在

7、 3:15:1，當(dāng)區(qū)域受限，長寬比 > 10:1時候，需要計算死水曲線。522.6濕地系統(tǒng)反應(yīng)動力學(xué)人工濕地中有機物的降解，硝化作用，吸附作用等通常遵循一階動力學(xué)方程 52Ce/ Co= e-KTt，其中，Co為進水BOD平均濃度，mg/L; Ce為出水BOD平均濃度, mg/L,KT為T溫度下的一階反應(yīng)速率常數(shù)，day-1; t 為水力停留時間， day。5.2.3人工濕地設(shè)計步驟（ 671）（1）選擇植物種類，確定床體及水的深度。（2）確定水力坡度，一般不超過 1%。（ 3）選擇基質(zhì)，對于潛流人工濕地，還應(yīng)確定水利傳導(dǎo)率和孔隙率。（ 4）根據(jù) Q=AcKxS,確定人工濕地斷面面積。其中， Ac為斷面面積，川；Kx為基質(zhì)的水力傳導(dǎo)率，m/day; S為水力坡度。（5）根據(jù)公式 W二Ac / D= Q / KsSD確定濕地的寬度。（ 6）根據(jù) kT= k20 020 （T-20）,計算速率常數(shù)。其中，k20020分別是20 C時的速率常數(shù)和其溫度系數(shù)。（ 7）根據(jù)水力負荷,確定濕地系統(tǒng)的表面積公式：其中，n為基質(zhì)的孔隙率，