人工湿地设计
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。
人工湿地河道设计
一、湿地面积问题水环境前置条件1、水量为10万吨/天2、设计进水水质为一级A标准。
其中主要污染物指标为:场地分为三段。
上游段（2侧分别宽110m，长620m），中游段（宽50m，长500m ）和下游段（宽70m，长1000m ）。
估算，总面积231400m 2,约340 亩湿地前置条件1、根据在2010年环境保护部发布的《人工湿地污水处理工程技术规范》要求。
进水水质均满足人工湿地（表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地）系统进水水质要求。
2*2人工湿地系统汚染物去除效率准阻旣湿地除污单元应该以垂直潜流人工湿地为主。
3、 设计日处理能力为10万吨/天，该处人工湿地应为 大型人工湿地污水处理设施（>10000 吨/天）。
4、 由于接纳的是城镇污水厂出水，基本工艺流程应为：污水—人工湿地—后处理—排放5、 由于湿地的特殊性，参照表二，湿地并没有专门争对TN 的处理手段，因此 指标中的TN并不计入湿地计算考虑中。
湿地设计参数1、以垂直潜流人工湿地为主,南方水力负荷以0.8计算，（长宽比以3 ：，水深1.5m ， 水力坡度以0.5% ）:需要垂直流湿地在125000m 2左右。
第一段（上游段）实际面积为 136400m 2 （205 亩）设置16个垂直流净化区。
面积为150m X50m ，共120000m 2，水深1.5m ，水力停留时间为1.8d 。
设计前后高差在3.5米左右。
由一个调节池统一打到各 个垂直流进化区根据垂直留去除效率，残留主要污染物值为:根据水质要求，已经达到地表四类水标准。
但考虑到秋冬季是低效率较低，出水水质不稳定等情况。
在中游段设置水平潜流功能区。
2、以水平流人工湿地为主，辅助垂直流湿地对其出水进行净化。
第二段实际面积为25000m 2（38亩）。
设置4个并联的水平流净化区块，每个区块内有两个串联的水平流，每个面积为3000m 2（30x100m ）。
水深1.5m，水力停留时间为9h。
人工湿地的设计流程
人工湿地的设计流程一、前期的调研与规划。
咱得先去了解这个湿地要建在哪块儿地儿呢。
就像是给湿地找个合适的家。
得看看这块地儿的地形咋样，是平的呢，还是有坡坡洼洼的。
要是有坡的话，那在设计的时候就得考虑咋利用这个坡度，让水可以自己流得顺顺当当的，就像小河流一样欢快。
还有啊，这块地儿周围的环境也很重要呢。
有没有啥污染源呀，要是旁边有个大工厂天天排脏东西，那可不行，咱得离它远远的。
另外，当地的气候也得搞清楚，是经常下雨呢，还是比较干旱。
如果雨多，那设计的时候排水就得好好考虑；要是干旱，咋给湿地供水就得好好琢磨琢磨。
二、确定湿地的类型。
人工湿地有好几种类型呢，像表面流湿地、潜流湿地啥的。
这就好比是给湿地选个合适的“性格”。
表面流湿地就像那种比较直白的朋友，水就在表面流，看起来就像个小池塘似的，水生植物就在水面上漂漂亮亮地长着。
潜流湿地呢，就比较含蓄啦，水在地下悄悄地流，植物的根就在下面默默地净化水。
那到底选哪个类型呢？这就得根据咱前面调研的结果来啦。
要是想让湿地看起来好看，有那种自然的美感，表面流湿地可能就不错；要是更注重水的净化效果，潜流湿地就很厉害啦。
三、植物的选择。
植物可是湿地的小天使呢。
选植物的时候可得用心。
首先得选那些能在当地长得好的植物，就像咱找对象得找合得来的一样。
比如说芦苇呀，菖蒲呀，这些都是湿地里的常客。
芦苇高高大大的，就像湿地里的卫士，它的根可以在水里吸收好多脏东西，让水变得干净。
菖蒲呢，长得有点像宝剑，绿油油的，可好看了，而且它净化水的本事也不小。
除了考虑净化能力，还得考虑植物之间的搭配。
不能全种一种植物呀，那样多单调。
就像咱们穿衣服得搭配着来，有高的植物，有矮的植物，有开花的，有不开花的，这样整个湿地看起来就像一个大花园似的，五颜六色的，多美呀。
四、水力系统的设计。
这个水力系统就像是湿地的血管一样重要。
水咋流进来，咋在湿地里转一圈，然后又咋流出去，都得设计好。
要是水流得太快了，水在湿地里还没来得及被植物和土壤净化就跑出去了，那可不行；要是流得太慢了，水就会变得臭臭的，就像一潭死水似的。
人工湿地设计汇总.
驯化接种优势菌种有假单 胞杆菌属Pseudomonas、产碱 杆菌属Alcaligens 和黄杆菌属 Flavobacterium以及硝化细菌和 反硝化细菌。一般接种活性污泥， 配置一定浓度的营养物质，使得 微生物在人工湿地中迅速生长， 繁殖
2017/9/22
2017/9/22
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
2017/9/22
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简图
2017/9/22
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
2017/9/22
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
2017/9/22
3.人工湿地结构设计步骤
通气孔
作用：
2017/9/22
3.人工湿地结构设计步骤 植被的选择
芦苇 菖蒲 香蒲
鸢尾
美人蕉
富贵竹
2017/9/22
凤眼莲
浮萍/浮莲
槐叶萍
水鳖
灯心草
香蒲
菖蒲
矮化美人蕉
茭白
黄花鸢尾
3.人工湿地结构设计步骤
微生物接种
人工湿地系统中的微生物主 要去除污水中的有机质和N，某 些难降解的有机物质和有毒物 质需要运用微生物的诱发变异 特性，培育驯化适宜吸收和消 化这些有机物质和有毒物质的 优势细菌，进行降解。
可选择格栅、沉砂、初沉、均质等一级处理工艺，物化强化法、AB
法前段、水解酸化、浮动生物床等一级强化处理工艺，以及SBR、
氧化沟、A/O、生物接触氧化等二级处理工艺。
①：BOD5/COD<0.3时，宜采用水解酸化处理工艺。 ②：SS >100mg/L时，宜设沉淀池。 ③：含油量>50mg/L，宜设除油设备。 ④：DO<1.0mg/L时，宜设曝气装置。
人工湿地设计分析
案例分析
以某城市公园人工湿地为例，该人工湿地主要功能是净化雨水，缓解城市内 涝，同时为周边居民提供休闲观赏的场所。设计过程中，首先对底部结构进行优 化设计，采用钢筋混凝土结构，确保承载力和防渗漏性能；其次，针对不同区域 选择适宜的植物种类，如水生植物区主要选用荷花、芦苇等常见水生植物，陆地 区主要选用乔木、灌木和花卉等；最后，选用具有高吸附能力和良好持水能力的 介质，确保湿地的净化效果。
3、介质
介质是人工湿地中植物生长的基础，同时也能吸附和分解污染物。介质的选 择应考虑其理化性质、吸附能力、持水能力等因素，以保证人工湿地的净化效果 和水质改善能力。
设计原则
1、美观性
人工湿地设计应考虑其与周边环境的协调性和美观性。通过合理布局和选用 适合的植物种类，打造优美、自然的湿地景观，使人们在享受生态服务的同时， 也能感受到自然之美。
4、实际案例的分析表明，优化的人工湿地设计能够取得显著的生态效益和 社会效益，为周边居民提供了优美、自然的生态环境的同时，也起到了缓解城市 内涝等实际作用。
5、未来人工湿地设计需要进一步研究和改进，提高设计的科学性和精细化 程度，以更好地发挥其在生态文明建设和可持续发展中的作用。
参考内容
引言
人工湿地设计分析
01 引言
03 设计原则 05 结论
目录
02 设计要素 04 案例分析 06 参考内容
引言
人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的工程化技术，通过人工建造和运营， 为人类社会提供多种生态服务。人工湿地具有净化水质、储存营养物质、维护生 态平衡、促进生物多样性等多种功能，并且在应对气候变化、缓解城市“热岛效 应”等方面也具有显著作用。因此，人工湿地设计分析对于推动生态文明建设和 可持续发展具有重要意义。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范人工湿地是一种以模拟自然湿地生态系统为目的，通过人工方法构建的湿地系统，可以起到水质净化和生态修复的作用。
为了确保人工湿地能够有效地发挥其功能，设计与建设人工湿地需要遵循一些规范。
1.湿地选址规范：选择适宜的湿地选址是人工湿地设计的基础。
应根据周边土地利用情况、地形地貌、流域水质、水文条件等因素综合考虑，选择具有一定面积和适宜水质的区域作为湿地选址。
2.湿地设计原则：人工湿地设计应遵循生态修复和水质净化的原则，确保湿地系统能够保持良好的水质和生物多样性。
设计中要考虑到湿地面积、湿地类型、流态模式、湿地植被选择等因素，以最佳方式实现湿地功能。
3.水量控制规范：人工湿地设计中要合理控制水量，以满足湿地生态系统的需求。
设计中需要确定进水口和出水口的位置和数量，并根据流量控制要求设置相应的阀门和流速调节设施。
4.湿地植被配置规范：湿地植被是湿地系统的重要组成部分，设计中应合理选择植被类型和配置。
需要考虑植被的适应性、生长速度、抗污染能力等因素，保证湿地植被能够有效地吸附和分解水中的污染物。
5.湿地建设工艺规范：湿地建设工艺应符合相关规范和标准。
包括土方工程、石方工程、土工材料的选择和使用等。
在施工过程中要保持湿地系统的完整性，防止因施工而破坏湿地生态系统。
6.湿地管理规范：人工湿地的管理是确保湿地正常运行和发挥功能的关键。
管理规范包括定期巡查、检测水质、排除病害、保护植被等。
管理人员需要具备相关的专业知识和技能，能够及时发现和处理湿地问题。
7.监测与评估规范：人工湿地的长期监测和评估是保证湿地持续有效运行的重要手段。
监测内容包括水质、植被、动物等。
评估结果可用于调整湿地管理策略，优化湿地运行效果。
8.环境保护规范：人工湿地设计与建设应符合相关的环境保护法律法规和标准。
在设计和建设过程中应采取措施减少对周边环境的污染和破坏，并将湿地建设与周边环境相协调。
9.经费投入和使用规范：人工湿地的设计和建设需要一定的经费投入，管理和维护也需要一定的费用支持。
人工湿地设计PPT课件
微生物
分解有机物，将污染物转化为无害物 质，促进湿地净化功能。
水生动物
包括鱼类、贝类、昆虫等，维持生态 系统的平衡和稳定。
人类活动
合理的人工湿地设计和管理，能够促 进生态系统的稳定和可持续发展。
主要功能与作用
净化水质
调节气候
人工湿地通过物理、化学和生物过程，有 效去除水中的氮、磷等营养物质以及重金 属等有毒物质。
湿地具有较大的水面和植被覆盖，能够调 节气温、湿度和降雨量，缓解城市热岛效 应。
保护生物多样性
提供休闲空间
湿地为水生生物提供栖息地，是众多野生 动植物的生存场所，有助于维护生物多样 性。
人工湿地可以作为城市公园、景观等公共 空间，为市民提供休闲、娱乐和亲近自然 的场所。
06
详细描述
潜流人工湿地的地下水位较高，能够承受较大 的水力负荷，具有较强的抗冲击能力。
垂直流人工湿地
总结词
处理效果好
详细描述
垂直流人工湿地通过垂直水流的方向，使污水 在湿地中得到充分净化，处理效果较好。
总结词
占地面积小
详细描述
垂直流人工湿地面积较小，可以充分利用城市空间 ，尤其适用于土地资源紧张的城市。
植物种植技术
种植容器
根据植物种类和生长需求，选择 合适的种植容器，如盆栽、网箱
等。
种植深度
根据植物的生长习性，确定种植深 度，保证植物的正常生长和发育。
种植密度
合理控制种植密度，避免过度密集 或稀疏的现象出现，以确保人工湿 地的生态功能和景观效果。
05 人工湿地生态系统与功能
生态系统构成
湿地植物
人工湿地的设计与计算
人工湿地的设计与计算人工湿地是利用湿地生态系统的自净作用，通过人工方式模拟湿地生物和非生物因素，净化和改善水体质量的一种生态工程技术。
其设计和计算需要考虑多个方面，包括湿地类型选择、湿地规划设计、主要构筑物选取、水流计算等。
1.湿地类型选择在设计人工湿地时，首先需要选择适合的湿地类型。
常见的湿地类型包括自由水面湿地和人工湿地。
自由水面湿地通常需要一定的土地面积才能建设，适用于处理大量水量。
而人工湿地适合处理小型水体，优点是占地面积小、维护方便。
2.湿地规划设计湿地规划设计包括湿地形状、湿地面积、湿地深度等的确定。
通常情况下，湿地的形状可以选择为长方形、正方形、圆形等。
湿地面积的确定需要根据入水量和出水量进行估算，确保湿地能够有效处理污水。
湿地深度的确定需要考虑污水的水质要求、湿地底部材料的透水性等因素。
3.主要构筑物选取湿地中的主要构筑物包括入、出水口、挡水坝、植物种植等。
入、出水口的选取需要根据处理水量和水质要求进行合理确定。
挡水坝主要用于控制湿地水位，可以选择建设小堤坝或水闸。
植物种植是湿地的重要组成部分，不仅可以美化湿地环境，还能够促进湿地生态系统的运行。
4.水流计算水流计算主要包括湿地进水和出水水量的计算。
湿地进水水量的计算需要考虑污水产生量、污水处理要求等方面，并结合设计流量进行确定。
湿地出水水量的计算需要根据进水水量和湿地入渗量来计算，确保湿地能够满足出水要求。
水流计算还需要考虑水力学原理，例如水力坡度、水体流速等。
总之，人工湿地的设计与计算需要综合考虑湿地类型、规划设计、主要构筑物选择以及水流计算等多个方面的因素。
通过科学的设计和合理的计算，人工湿地可以有效地净化和改善水体质量，起到环境保护和生态恢复的作用。
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2021/3/12
人工湿地设计
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。
工艺设计边界条件
技术路线
2021/3/12
2021/3/12
人工湿地设计
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
2021/3/12
人工湿地设计
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
2021/3/12
人工湿地设计
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。
基质的填充
水平潜流填料从左到右结构
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
植被的选择要求
1）适应当地环境，优先选择本土物种 2）根系发达，输氧能力 3）强耐污能力强，去除效果好 4）具有抗冻，抗病虫的能力 5）生长周期短，生物量大的 6）有经济价值或者景观效果好
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人工湿地设计
2021/3/12
人工湿地设计基础
人工湿地设计
集配水系统 进水方式 通气系统 防渗系统设计
面积 负荷 停留时间
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景观效果 生态和谐 确定类型
人工湿地设计
填料选择 铺设方式 植物选择
预处理 运行维护
1.确定湿地的类型
人工湿地
表面流人工湿地 水平潜流人工湿地 垂直潜流人工湿地
2面流人工湿地 潜流人工湿地
人工湿地设计
2.人工湿地基本参数
（1）湿地面积的预计 计算公式：A=(Q×（So－Se）)/ Ls
其中：As为湿地面积（m2） Q为流量（m3/d） So为进水BOD5（mg/l） Se为出水BOD5（mg/l） Ls为BOD负荷（kg/hm2.d）
（2）水力停留时间计算 计算公式：t=V×ε/Q
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
水平潜流人工湿地进水
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
水平潜流人工湿地结构简图
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
2021/3/12
人工湿地设计
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简图
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
植被的选择
芦苇
菖蒲
香蒲
鸢尾
美人蕉
富贵竹
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人工湿地设计
凤眼莲
浮萍/浮莲
人工湿地设计
槐叶萍
水鳖
灯心草
香蒲
人工湿地设计
菖蒲
矮化美人蕉
茭白
人工湿地设计
黄花鸢尾
3.人工湿地结构设计步骤
微生物接种
人工湿地系统中的微生物主 要去除污水中的有机质和N，某 些难降解的有机物质和有毒物 质需要运用微生物的诱发变异 特性，培育驯化适宜吸收和消 化这些有机物质和有毒物质的 优势细菌，进行降解。
分层
排水层 过渡层 滤料层 覆盖层
厚度
材料
功能
200~350mm 100mm 600mm 50mm
粒径8~16mm 汇集排出已处理的污水 粒径4~8mm 防止上层砂砾堵塞下 面排水层 粒径0.2~6mm 核心处理区 粒径8~16mm 防表面冲蚀，迅速进水
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
人工湿地设计
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
V形槽配水构筑物结构简图
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
水平潜流人工湿地结构简图
2021/3/12
人工湿地设计
单元模块有多种灵活的组合方式，这样 可以很好地适应选址条件的变化
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
基质的填充
提供植物和微生物生长并对污染物起到过滤，吸 附的作用，包括土壤、砾石、陶砾、碎石、沙土矿 渣、粉煤灰等。
2021/3/12
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤 基质的填充 常用垂直流填料从下到上结构
t：水力停留时间（d）Q：流量 V：池子的容积（m3） ε：孔隙度%
2021/3/12
人工湿地设计
2.人工湿地基本参数
（5）床体结构参数
2021/3/12
人工湿地设计
人工湿地设计
3.人工湿地结构设计步骤
防渗设计
1 水泥砂浆或混凝土防渗： 砖砌或毛石砌后底面和侧壁用防水水泥砂浆防渗处理，或
采用混凝土底面和侧壁
驯化接种优势菌种有假单 胞杆菌属Pseudomonas、产碱 杆菌属Alcaligens 和黄杆菌属 Flavobacterium以及硝化细菌和 反硝化细菌。一般接种活性污泥， 配置一定浓度的营养物质，使得 微生物在人工湿地中迅速生长， 繁殖
2021/3/12
人工湿地设计
2021/3/12
人工湿地设计
2 塑料薄膜防渗： 薄膜厚度宜大于1.0mm，两边衬垫土工布，以降低植物根
系和紫外线对薄膜的影响。
3 黏土防渗： 采用黏土防渗时，黏土厚度应不小于60cm，并进行分层压 实。亦可采取将黏土与膨润土相混合制成混合材料，不小于 60cm。
水保 护 地 下
2021/3/12
人工湿地设计
人工湿地设计
人工湿地设计
人工湿地设计
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
2021/3/12
人工湿地设计
6.人工湿地常见故障及解决措施
气候温度条件变化
夏季，温度较高，植物生长较快， 生物量增加，湿地净化功能较强， 秋冬季：植物枯萎后，吸收速度较 慢，是污染物去除效率降低。
一是湿地冬季保温方法，如植物 覆盖法，就是将植物的地上部分分 割去就地覆盖；
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
可选择格栅、沉砂、初沉、均质等一级处理工艺，物化强化法、AB 法前段、水解酸化、浮动生物床等一级强化处理工艺，以及SBR、 氧化沟、A/O、生物接触氧化等二级处理工艺。
①：BOD5/COD<0.3时，宜采用水解酸化处理工艺。 ②：SS >100mg/L时，宜设沉淀池。 ③：含油量>50mg/L，宜设除油设备。 ④：DO<1.0mg/L时，宜设曝气装置。