人工湿地在景观水处理中各单元参数设计
人工湿地设计基本参数
人工湿地基本参数1、湿地表面积的预计计算公式：As=(Q×（lnCo－lnCe）)/(Kt×d×n)其中As为湿地面积（m2）Q为流量（m3/d），假定流量为5000 m3/d。
Co为进水BOD（mg/l），假定进水BOD为200mg/l。
Ce为出水BOD（mg/l），假定出水BOD为20mg/l。
Kt为与温度相关的速率常数，Kt＝1.014×（1.06）（T－20），T假定为25，则Kt=1.357。
d为介质床的深度，一般从60－200cm不等，大都取100－150cm，项目取1 20cm。
n为介质的孔隙度，一般从10－40％不等。
表5—1 人工湿地面积计算表孔隙度10％20％30％40％湿地面积（m2）70701 35351 23567 17675可见，填料床孔隙度的大小对人工湿地面积的影响较大。
一般项目预计介质的孔隙度为30%，则人工湿地面积约为23567 m2，其中，水平湿地面积为2016 7m2，垂流式湿地面积为3400 m2，2、水力停留时间计算计算公式：t=v×ε/Q其中t：水力停留时间（d）v：池子的容积（m3），容积为V=23567 m2×1.2m=28202.4 m3，ε：湿地孔隙度，湿地中填料的空隙所占池子容积的比值，需实验测定；本项目按30%计，Q：平均流量（m3/d），假定流量为5000 m3/d。
则：水力停留时间（d）=1.697d=40.7h。
3、水力负荷计算计算公式：HLR=Q/AsQ=5000 m3/d。
As=23567 m2。
则HLR=0.2122m3/ m2.d。
4、水力管道计算计算公式V＝πR2×S＝Q/tV：流量R：管径S：流速，0.5m/sQ：总流量，Q=5000 m3/d。
t：停留时间，t=1.697d=40.7h。
可以计算出R=0.1474m，可用D30的水利砼管管道，也可以用D30的不锈钢管。
人工湿地设计
布水与集水方式
垂直流人工湿地结构简图
2019/8/5
3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
垂直流人工湿地结构布水
2019/8/5
3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
垂直流人工湿地结构布水
2019/8/5
3.人工湿地结构设计步骤
通气孔
作用：
向系统内部充氧，并保证 池内气体排出，防止产生臭味。 常设置在填料层底部，与排水 管，穿水管连接。
2019/8/5
定期的进行人工湿地的维护， 包括清洗基质，换基质，收割植 物，给系统富氧等等
国内人工湿地应用实例
• 以处理污水量60000m3/d计，在建造污水处理厂前对各种处理流程进 行了经济技术比较。
工程名称
特点
工程投 运行费用 处理成本 耗电量 占地面 资(亿元) (万元/a) (元/m3 ) (kw.h)/m 3 积(hm2 )
AB法
有效去除有机物，对N,P去 除率高
0.73
876
0.4
0.36
14
氧化沟
有效去除有机物，N,P去除 率高Fra bibliotek0.58
700
0.32
0.33
22
传统活性污 有效去除有机物，N,P去除
泥法
率低
0.66
788
0.36
0.40
14
芦苇湿地法
有效去除有机物，对N,P去 除效果较好，占地面积大
0.21
164
0.08
2019/8/5
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
生物接触氧化组合工艺介绍 预处理措施中核心技术多为生物接触氧化组合工艺，大幅度降低来水中 有机物含量，减少了人工湿地系统处理负荷，避免了湿地易堵塞的现象， 延长了湿地运行时间，可以使污水达到相关排放标准。
人工湿地设计技术参数
人工湿地设计主要技术参数一、主要参数1、设计水量：Q总：40000m³/d，Q时=40000÷24=1667m³/h（取近似均匀流入人工湿地）2、进出水质：二、设计说明1、工艺流程：原水→沉砂池→1级生物塘→1级水平潜流人工湿地→2级水平潜流人工湿地→2级生物塘→3级水平潜流人工湿地→垂直流人工湿地→排水2、技术参数：（一）沉砂池：S=550㎡；H=2.2m1.池体容量：1210m³2.停留时间：0.33h3.表面负荷：3.031m³/（㎡/h）4.池体结构：钢筋混凝土结构（二）1级生物塘：S=2400㎡；H=2.2m1.池体容量：5280m³2.停留时间：3.17h3.有机负荷：1.671kg/（m³·d）4.池体结构：钢筋混凝土结构（三）1级水平潜流人工湿地：S=4200㎡；H=2.0m1.池体容量：8400m³2.停留时间：5.04h3.有机负荷：1.671kg/（m³·d）4.池体结构：钢筋混凝土结构（四）2级水平潜流人工湿地：S=3800㎡；H=1.8m1.池体容量：6840m³2.停留时间：4.10h3.有机负荷：1.671kg/（m³·d）4.池体结构：钢筋混凝土结构（五）2级生物塘：S=3200㎡；H=1.7m1.池体容量：5440m³2.停留时间：3.26h3.有机负荷：1.671kg/（m³·d）4.池体结构：钢筋混凝土结构（六）3级水平潜流人工湿地：S=3000㎡；H=1.6m1.池体容量：4800m³2.停留时间：2.88h3.有机负荷：1.671kg/（m³·d）4.池体结构：钢筋混凝土结构（七）垂直流人工湿地：S=3600㎡；H=1.4m1.池体容量：5040m³2.停留时间：3.02h3.有机负荷：1.671kg/（m³·d）4.池体结构：钢筋混凝土结构三、设计要求1、取水方式：在xx新建引水渠约1条（暂定L=15.0m），设计流速V=5.43m/s,则断面面积S=5.12㎡；尺寸为L×W×H=15.0×2.29×2.24m（液面标高：34.24m,渠底标高32.00m）；i=0.3%。
人工湿地设计基本参数
人工湿地基本参数1、湿地表面积的预汁计算公式:As=(QX (lnCo-lnCe))/(KtXdXn)其中As为湿地面积(m2)Q为流量(m3/d),假定流量为5000 m3/doCo为进水B0D(mg./l),假定进水B0D为200mg/loCe为出水B0D(mg/l),假定出水B0D为20mg/l。
Kt为与温度相关的速率常数,Kt=l. 014X (1. 06) (T-20), T假定为25,则Kt=l. 357。
d为介质床的深度,一般从60-200cm不等,大都取100-150cm,项目取120cm。
n为介质的孔隙度,一般从10-40%不等。
表3—1人工湿地面积计算表孔隙度10%20%30%40%湿地面积(m2) 70701 35351 23567 17675可见，填料床孔隙度的大小对人工湿地面积的影响较大。
一般项H预计介质的孔隙度为30%,则人工湿地面积约为23567 m2,其中，水平湿地面积为2016 7m2,垂流式湿地面积为3400 m2,2、水力停留时间计算计算公式：t=vX e /Q其中t：水力停留时间(d)v:池子的容积(m3),容积为V二23367 m2X 1. 2m二28202. 4 m3,£ :湿地孔隙度，湿地中填料的空隙所占池子容积的比值，需实验测定;本项U 按30%计,Q:平均流量(m3/d),假定流量为3000 m3/d。
则:水力停留时间(d)=l. 697d二40. 7ho3、水力负荷计算计算公式:HLR二Q/AsQ二5000 m3/doAs二23567 m2o则HLR二0. 2122m3/ m2, do4、水力管道计算计算公式V二JIR2XS二Q/tV漩量R:管径S：流速,0. 5m/sQ:总流量,Q=5000 m3/dot:停留时间,t=l. 697d=40. 7ho可以计算出R二0. 1474m,可用D30的水利栓管管道，也可以用D30的不锈钢管。
人工湿地的设计与计算
7人工湿地的设计与计算7.1设计说明人工湿地处理技术是近几年发展起来的一种污水生态处理技术，它能有效地处理多种多样的废水，如生活污水、工业废水等，且能高效地去除有机污染物，氮、磷等营养物，重金属，盐类和病原菌微生物等多种污染物。
除此之外，人工湿地具有出水水质好，氮、磷处理效率高，运行维护方便，投资及运行费用低等特点，近年来获得迅速的发展。
7.2设计参数基质填料平均空隙率：ε=0.7。
7.3人工湿地设计计算7.3.1基质层基质层是人工湿地处理污水的核心部分，在设计中，需从基质的种类、粒径和厚度三方面考虑。
不同基质的人工湿地净化效果不同，以P为特征的污水，最好选择飞灰和页岩为基质，而以有机污染物和悬浮物为特征的污水，常选用土壤、细沙、砾石的一种或多种作基质。
基质的粒径的大小是影响湿地系统水里传导性的主要因素，直接关系到污染物在实地中的停留时间和系统的孔隙度。
目前的人工湿地，基质粒径范围在0-30 mm之间，通常选用的粒径范围是4-16 mm。
进水配水区和出水集水区填料粒径一般在60-100 mm，分布于整个床宽。
在欧洲有实践表明：粒径为8-16 mm的基质，水里传导性好，是以植物生长，处理效果好。
基质的厚度是决定人工湿地国税断面面积和污水处理效果的重要参数，一般须根据系统所栽种植物的种类及根系的生长深度确定，以保证湿地床中必要的好样条件。
目前运行的人工湿地，其基质厚度在0.5-1.0 m之间。
鉴于上述设计经验和当地的实际情况，基质层设计如下表4：7.3.2植物人工湿地植物的选择一般要求适地适种，耐污能力强，根系发达，茎叶茂密，抗病虫害能力强，重视物中间的搭配，能适应当地得气候且有一定经济观赏价值。
例如，在地势较高的地方种植芦竹、芦苇等经济价值较高的挺水植物；在地势略低的地方种植芦苇、香蒲等挺水植物；在塘内水深较浅处栽种莲藕、菱角、芡实等浮土植物，水深较深处配置金鱼藻、苦草等沉水植物，并在塘内放养鱼、泥鳅、青蛙等动物。
人工湿地技术在景观水处理中的应用案例研究
发绿 ， 持续周 期较 长 。 且 从表 ３可见 ， 观 水 体 的水 质 指标 均 值 都 达 到 景
了 ＧＢ ３ ３ － ２ ０ ８ ８ ０ ２中的 Ⅳ类 标准 。景观 水 体 的 Ｄ Ｏ 均 值达 到 ９ ０ｍｇ Ｌ， 据 聂 志 丹 等［ ． ／ 根 １ 间 歇 式 人 对
和 处理 水质 特点 ， 采用 粒 径较 大 （ ～６ｍｍ） 形 状更 ４ 、 加 圆整 的特 殊碎 石 填 料 ， 样 可 有 效 避 免 常 规填 料 这 （ 子 片碎石 ＋砂 组合 ） 常 出现 的墉水 、 塞 、 均 瓜 经 堵 不 匀 流现 象 。
表 １ 潜流 人工 湿 地 主 要 设计 参数
时进行 补 水 ； 观 水 体 周 边 的道 路 雨 水 通 过 雨 水 收 景 集 管 网均 就近 直 接 排 入 景 观 水 体 ； 观 水 体 周 边 约 景 ２万 ｍ 的绿 化 浇 灌 用 水 直 接 取 自该 景 观 水 体 。 为
了确保 景 观水 体水 质 达到 ＧＢ３ ３ ２ ０ ８ ８ ０ ２中 的Ⅳ类
Ｉ 项 目 概 况
化 ， 雨水 口的近侧 主要 种植 高密 度 的再 力花 、 在 千屈
菜 、 葱 、 蒲［ 水 香 １ 等挺 水 植 物 ； 挺水 植 物 的外 圈主 在
要 种植 苦草 、 乐 藻 、 眼 莲 等 沉 水 植 物 和 睡 莲 、 伊 凤 荷 花 等浮 水植 物＿ １ 由于 雨水 口较 多 ， 面 流人 工 湿 引。’ 表 地 的面 积 约 为 景 观 水 体 面 积 的 １ 。挺 水 植 物 进 Ｏ 行 季节 性 的收割 ， 水植 物 和 浮 水 植 物 也 进 行 定 期 沉
工 湿 地 研 究 ， 与 潜 流 人 工 湿 地 的 间 歇 式 运 行 方 式 这
人工湿地污水处理设计方案
人工湿地污水处理设计方案1. 引言人工湿地（Constructed Wetland）是一种通过模拟自然湿地的生态环境，利用湿地植物和微生物的活动来处理污水的技术。
相比传统的污水处理方法，人工湿地具有低成本、高效率、环保等优点，因此在城市和农村地区被广泛应用。
本文将介绍一种基于人工湿地的污水处理设计方案，包括系统结构、工艺流程、主要设备和处理效果等方面。
2. 系统结构人工湿地污水处理系统主要由污水收集系统、预处理单元、湿地单元和后处理单元组成。
2.1 污水收集系统污水收集系统主要由管道和收集井组成，用于将来自不同生活和工业排放源的污水集中到处理系统。
收集井设有格栅和沉砂池，用于去除污水中的大颗粒杂质和沉淀物。
2.2 预处理单元预处理单元主要包括沉砂槽和调节池。
沉砂槽用于进一步去除污水中的悬浮颗粒和沉积物，以防止对后续处理单元产生不利影响。
调节池用于平均污水流量和水质，确保湿地单元能够稳定运行。
2.3 湿地单元湿地单元是整个处理系统的核心部分，主要由水平流湿地和垂直流湿地组成。
水平流湿地通过设置一系列有机和无机介质，如砂石和植物根系，来构建污水流动的通道。
污水在湿地单元中通过水平流动的方式，经过湿地植物和微生物的作用，进行物理、化学和生物的处理过程，包括颗粒物的拦截、生物降解有机物和氮磷的去除等。
垂直流湿地通过设置砂石床和湿地植物根系来构建污水流动的垂直通道。
污水从上至下通过垂直流湿地时，进行类似水平流湿地的处理过程，但具有更高的氧化还原条件和更好的氧化还原作用。
2.4 后处理单元后处理单元主要包括沉淀池和消毒装置。
沉淀池用于进一步去除湿地单元出流中的悬浮颗粒，并使水质更清澈。
消毒装置用于消灭水中的病原微生物，以确保出水质量符合相关标准。
3. 工艺流程人工湿地污水处理系统的工艺流程如下：1.污水收集：将来自不同排放源的污水集中到处理系统。
2.预处理：通过沉砂槽和调节池去除污水中的颗粒物和沉淀物，并平均流量和水质。
人工湿地设计方案
黄弥镇生活污水人工湿地设计方案人工湿地的净化机理：对SS：湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。
废水流经生物膜时，大量的SS被填料和植物根系阻挡截留。
对有机物：有机污染物通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。
对N、P：湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。
一、污水水质（一）、作为生活污水处理的主体工程。
按照城镇生活污水水质一般范围，可认为黄弥镇生活污水水质状况如下：COD 250—350mg/l（项目取中间值300 mg/l，需监测核实）；BOD 150--250 mg/l（取中间值200 mg/l）；SS 200--300 mg/l（项目取中间值250 mg/l）; NH3—N 30--40 mg/l（取中间值35 mg/l），P 8--10mg/l（取最大值10 mg/l）；水量按照100m3/d 设计。
（二）、作为生活污水处理厂的后续工程。
一般镇区均需要建设二级污水处理厂，按照城镇污水处理厂的出水标准，如黄弥镇二级污水处理厂达标排放，则污水处理厂出水应执行四川省《水污染排放限值》中的二级标准：COD 60mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l; NH3—N 15mg/l，P 1mg/l；水量按照100m3/d设计；作为生活污水处理厂的后续工程，人工湿地的处理压力要小得多。
二、出水要求黄弥镇生活污水最终出水预计进入农田灌溉用，因此排放的处理水必须要达到四川省《水污染排放限值》中的二级标准；即为：COD 100mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l; NH3—N 15 mg/l，P 1 mg/l。
三、处理效率黄弥镇（拟）采取以挺水植物系统为主的表流湿地类型，根据大量的实验数据表明，在正常情况下，表流型人工湿地污染去除率为：COD>80%；BOD 85--95%,可达到10 mg/l;；SS <20mg/l; NH3—N>60%，P>90%，农药及细菌>90%。
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人工湿地在景观水处理中各单元参数设计
The manuscript was revised on the evening of 2021
人工湿地在景观水处理中各单元参数设计
更新时间：1-13 17:27
目前，潜流式人工湿地已在全国很多地区的景观水系处理中得到了推广，技术也已逐渐成熟，笔者通过几个项目的实践，总结了相关参数设计要点，归纳如下：
人工湿地净化景观水体水质的设计可以从以下两个方面来考虑：①对景观水体的水进行循环处理；②对补充水(主要指再生水或雨水)进行处理。
前者可以根据湿地的水力负荷进行设计，后者根据湿地污染物的面积负荷进行设计。
1、进行循环处理的人工湿地的设计
①处理水量的确定
根据景观水体的循环周期设计每天需要处理的水量，计算公式如下：
Q=V/T
式中Q—循环处理水量，m3／d V－景观水体中的水量，m3 T－循环周期，d
循环周期指景观水体的水全部被人工湿地处理一遍所需要的时间。
当水温>25℃时，景观水体的循环周期不宜超过2－3d，当水温<25℃时循环周期可以适当延长，温度越低则循环周期越长。
②湿地面积的确定
根据水力负荷设计湿地的面积，计算公式如下：
Ax=Qx／HL
式中 AX—对景观水体的水进行循环处理需要的人工湿地的面积，m2
HL一水力负荷，可取—1.2m3/
2 处理补充水的人工湿地的设计
①补充水量的确定
根据蒸发量以及景观水体底部和侧壁的渗透水量来确定每天的补充水量，计算公式如下：
QB=A×F+Qs (3)
式中Q—补给的水量，m3/d
A—景观水体的面积，m2
F—当地夏季最大蒸发月份的日平均蒸发量，m3/
QS—景观水体的下渗水量，m3/d
②湿地面积的确定
根据湿地污染物的面积负荷确定湿地的面积，计算公式如下：
AB=QB×(CB—CE)/N
式中AB—人工湿地去除补充水中污染物所需要的面积，m2
CB—补充水中污染物的浓度，g/m3
CE—湿地出水浓度，g/m3
N—一污染物面积负荷，g/
分别计算去除COD、BOD5、TN、TP、SS等污染物所需要的面积，选取其中最大的一个作为设计面积。
在设计湿地面积时需要确定以下三个参数：
a．补充水中污染物浓度的确定
以再生水作为补充水源时，各种污染物的浓度可以参考《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB／T18921-2002)中的相关水质标准。
由于雨水的水质与降雨量、汇水面(屋面、地面和路面等)的材料和积累的污染物、空气质量、气候条件等许多因素有关，因此雨水中各种污染物浓度的变
化较大，但在绿色建筑小区内，经过预处理的雨水中的污染物浓度会降低很多。
b．出水水质的确定
湿地出水的水质应根据实际情况来考虑。
以雨水或再生水作为景观水体的补充水源时，出水水质可以参考《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅳ类或V类水体的水质标准。
c．湿地污染物面积负荷的确定
下图分别为TP、TN、COD、BOD5和SS等污染物的湿地面积负荷与出水浓度之间的关系。
**TP湿地面积负荷与出水浓度之间的关系
**TN湿地面积负荷与出水浓度之间的关系
**COD湿地面积负荷与出水浓度之间的关系
**BOD5湿地面积负荷与出水浓度之间的关系
**SS湿地面积负荷与出水浓度之间的关系
3 湿地几何尺寸的设计
①湿地宽度的设计
湿地的宽度可以根据下式计算：
W=Q/(K×N×D)
式中 W—湿地的宽度，m
Q—处理的水量，m3/d
N—水力坡度，一般取—
K—的透水系数，m/d
D—处理区厚度，一般取-0.7m
在运行过程中，由于悬浮污染物的截留以及生物膜的积生，的透水系数会不断下降，因此在实际设计时通常取清洁透水系数的10％作为设计标准。
若湿地单元宽度过大则对布水均匀不利，容易造成短流，通常以湿地单元宽度≤60m为宜。
当计算得到的宽度>60m时可将湿地分为若干个宽度≤60m的单元，并联运行。
②湿地长度的设计
L=A/W
式中 L一湿地的长度，m W—湿地的面积，m2
湿地长度过短时难以保证布水均匀，但长度过大时会造成工程量增加，另外还会造成进出口之间水位差增大，使水位调节困难并且不利于植物的成活。
通常湿地单元的长度以15—50m为宜。
当计算得到的长度>50m时可将湿地分为若干个长度≤50m的单元，串联运行。
4 结语
采用人工湿地对人工景观水体的水进行处理，可以有效改善景观水体的水质，避免水华的发生。
该方法为景观水体水质净化与保持工程提供了系统的设计方法。
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