人工濕地設計參數

.2人工濕地污水處理技術設計原理5.2.1人工濕地設計內容[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)域結構，進出水區(qū)域結構要利于水控制、水循環(huán)和分配等。（3） 處理單元的接連水渠構造根據情況選擇串聯或者并聯。（4） 改變處理單元內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人工濕地設計參數人工濕地的設計因素會影響到其運行效果，主要的設計參數包括濕地尺寸參數、水力參數和構造參數三類。其中，濕地尺寸參數主要包括濕地長寬比、面積、深度等；水力參數主要包括水力停留時間、表面負荷率、水力坡度、水動力彌散系數等；構造參數主要包括填料種類、滲透性、植物選種等。5.2.2.1水力停留時間（HydraulicRetentionTime,HRT）人工濕地水力停留時間是指污水在濕地內部平均駐留時間，是人工濕地處理系統(tǒng)最重要的參數之一，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=Vx￡/Q，其中，V是人工濕地基質在自然狀態(tài)下的體積，m3；e是孔隙率，%；Q是人工濕地設計水量，m3/d。但是在實際運行中，隨著孔隙率的變化，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3~4天左右。Kadlec則認為，在人工濕地的植物凈化區(qū)域，1~2天即可去除90%的NO2-N，也就是說2~3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2~4天時候，發(fā)生強烈的反硝化脫氮[48]。我國環(huán)保部的人工濕地處理工程技術規(guī)范也指出表面流人工濕地的停留時間4~8天為宜，潛流人工濕地1~3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。根據美國國家環(huán)保局資料[49]，在設計過程中，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=AH/Lx100%。其中，i為水力坡度，AH為污水在人工濕地內滲流路程長度上的水位下降值，L污水在人工濕地內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)竦貎炔堪l(fā)生回水，進水產生滯留阻塞等問題。有研究者建議，表面流人工濕地的水力坡度取0.5%以內，潛流人工濕地取1%[50]。根據經驗表明，水力坡度這一參數，往往還需要根據基質性質及濕地的尺寸設計進行調整，例如，礫石為基質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去除的五日生化需氧量。可按照如下公式計算，qos=Qx(C0-C1)x10-3/A，其中，qos表面有機負荷，kg/(m7d)；Q為人工濕地設計水量，m3/d；C0為人工濕地進水BOD5濃度，mg/L；A為人工濕地面積，血。5.2.2.5濕地尺寸人工濕地的面積應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，寬度可根據達西定律和一些相關數據來算，W=Q?As/K-dh-DWo經驗表面，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)域內去除，因此也有研究者建議潛流濕地長度控制在12~30米之間［51］。我國國家環(huán)保部人工濕地處理工程技術規(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3:1~5:1，當區(qū)域受限，長寬比>10:1時候，需要計算死水曲線。5.2.2.6濕地系統(tǒng)反應動力學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方程［52］Ce/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溫度下的一階反應速率常數，day-1;t為水力停留時間，day。5.2.3人工濕地設計步驟（6—71）（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，對于潛流人工濕地，還應確定水利傳導率和孔隙率。（4） 根據Q=AcKxS，確定人工濕地斷面面積。其中，Ac為斷面面積，血；Kx為基質的水力傳導率，m/day；S為水力坡度。（5） 根據公式W=Ac/D=Q/KsSD，確定濕地的寬度。（6） 根據kT=k20020（T-20），計算速率常數。其中，k20020分別是20C時的速率常數和其溫度系數。（7） 根據水力負荷，確定濕地系統(tǒng)的表面積公式：其中，n為基質的孔隙率，％。（8）根據表面積確定濕地的長度L/r