人工濕地的設計與計算

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(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設計參數(shù)基質(zhì)填料平均空隙率：e=0.°77.3人工濕地設計計算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(zhì)?；|(zhì)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(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4-16mm。進水配水區(qū)和出水集水區(qū)填料粒徑一般在60-100mm，分布于整個床寬。在歐洲有實踐表明：粒徑為8-16mm的基質(zhì)，水里傳導性好，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)厚度在0.5-1.0m之間。鑒于上述設計經(jīng)驗和當?shù)氐膶嶋H情況，基質(zhì)層設計如下表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—1mmPE膜雙血土工布

排水層匯集排出以處理污水20cm粒徑15mm礫石過渡層防止上層砂粒堵塞下面排水層10cm粒徑10mm礫石過濾層生化處理50cm6mm無泥粗砂表層防砂層表面沖蝕10cm粒徑10mm礫石7.3.2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?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，易生長去污能力一般上海、杭州、深圳香根草適應能力強—上海、深圳燈心草去有機污染能力強—武漢、上海綜合考慮本工藝以蘆葦為水生植物。7.3.3濕地總面積（A）（1）BOD面積負荷（A1）竺絲xIn(d*)k C-C*(7-1)=0.016"。=160m2110-4.772)0.0365x60T(24=0.016"。=160m2110-4.772)180式中：Q 污水流量，Q=60m3/d；

K——BOD一級反應速率常數(shù)，取180；C———BOD進水濃度，q=24mg/L；Ce——BOD出水濃度，Ce=10mg/L；C*——BOD背景值，C*=3.5+0.053Ci=4.772mg/L。(2)SS面積負荷(A2)由公式(7-1)得：人0.0365x60T

A= 人0.0365x60T

A= xIn2 1000=0.005"。=50m2^10—8.99j式中：Q 污水流量，Q=60m3/d；K——SS一級反應速率常數(shù)，取1000；Ci——SS進水濃度，q=18.9mg/L；Ce——SS出水濃度，Ce=10mg/L；C*——SS背景值，C*=7.8+0.063Ci=8.99mg/L。（3）TN面積負荷（A3）由公式（7-1）得：0.0365x60A= x0.0365x60A= xIn3 27=0.066"。=660m2、15-1.5j式中：Q——流量，Q=60m3/d；K——TN一級反應速率常數(shù)，取27；Ci——TN進水濃度，q=32mg/L；Ce——TN出水濃度，Ce=15mg/L；C*——TN背景值，C*=1.5mg/L。（4）TP面積負荷（A4）由公式（7-1）得：人0.0365x60T

A= 人0.0365x60T

A= xIn4 12=0.0748"。=748m2、1-0.02j式中：Q污水流量，Q=60m3/d；K——TP一級反應速率常數(shù)，取12；Ci——TP進水濃度，Cj=2.4mg/L；Ce——TP出水濃度，Ce=1mg/L；C*——TP背景值，C*=0.02mg/L；濕地總面積選取上述面積較大者，即A=748m2；通過確定下面長寬比的計算取值，面積確定為760.5m2。7.3.4濕地長（L）寬（W）濕地長寬比在1:1-90:1不等，我國建議在3:1以下，本次設計取2。R=—W(7-2)—=2WL=AW（7-3）,748L=W經(jīng)計算取值，L=39m，W=19.5m。7.3.5單池面積（A）和濾床數(shù)量（n）B取4個濾床，即n=4。單池面積為：4AA=—Bn（7-4）AB= =190m2長為19.5m，寬為9.75m。各個濾床之間隔板厚度為0.12m長為15.6m。7.3.6濕地深度（叩一般須根據(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）=AxDw(7-5)=760.5x0.7=532.35m3式中:A——濕地面積，A=760.5m2；Dw——濕地深度，Dw=0.7m。7.3.8水力停留時間(tn)Vst=——nQav(7-6)t=皿35*/