人工湿地设计参数
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。
河道人工湿地工艺的设计计算
河道人工湿地工艺的设计计算好养生物塘⑴实际尺寸：L×B×H=10×6×⑵有效水深：H=⑶有效容积：V=120m3,有效面积60m2⑷水力停留时间：HRT=5 h⑸结构：砖混结构人工湿地(a) 复合潜流人工湿地综合考虑水平潜流负荷高，水力条件好能营造良好的厌氧环境，以及垂直潜流充氧能力和硝化能力强的特点，我们选择水平+垂直的复合潜流人工湿地，水流经进水布水，先后缓慢流经粒径20mm的粗砾石和5mm~10mm的细砾石，在砾石表面形成生物膜，附着的微生物对污水中的有机物进行降解，出水进入垂直流湿地，水流在填料床中呈由上向下的垂直流，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。
垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。
在设计时充分考虑了检修，将垂直潜流湿地分为2格，保证在检修的情况下也不会间断对污水的处理。
(b) 表面流人工湿地系统地表流湿地系统也称水面湿地系统，与自然湿地最为接近，但它是受人工设计和监督管理的影响，其去污效果又要优于自然湿地系统。
污染水体在湿地的表面流动，水位较浅。
通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。
氧的来源主要靠水体表面扩散，植物根系的传输和植物的光合作用，表面流负荷小，占地面积相对较大。
设计参数水平潜流人工湿地设计参数垂直潜流人工湿地设计参数表面流人工湿地设计参数构筑物设计水平潜流人工湿地构筑物尺寸垂直潜流人工湿地构筑物尺寸表面流人工湿地构筑物尺寸水平潜流人工湿地系统基质配选方案水平潜流湿地从表层到底层依次为覆土土壤，粗砂，填料层，细砂，防渗层，我们将湿地分为3个单元，每个单元分为2格，第一格选择粒径为20mm的粗砾石作为填料层，一方面利用粗砾石粒径大，水力条件好的特点，增大系统的抗负荷能力，另一方面靠近进水端的填料层也起到很好的布水作用，使水流均匀，提高容积利用率；第二格选择5mm~10mm 的细砾石，增大填料比表面积，使附着在填料表面的微生物与污水更容易接触，同时由于粒径小，水流速度较慢，给微生物提供充足的时间硝化降解河水中的有机物，提高出水水质，降低对后续工艺的冲击。
人工湿地出水指标
人工湿地出水指标
人工湿地出水指标包括：
1. BOD5、COD 、氨氮等基本指标应达到一级A类标准。
这对于流量不大的水体或者整治后的河段通常会采用这一标准，但对于流量较大的河流可能会出现治理效果不理想的情况。
2. 透明度。
一般来说，水质好的时候，透明度就高。
但是同时也要注意藻类的生长和水草的生长情况。
在人工湿地中一般要求不大于3cm,而且要能观察到水流经过的水层不能有浮泥和漂浮的杂物。
3. pH值：根据不同植物喜酸程度来调节，喜酸的植物如杜鹃花等适宜的PH值为6—7左右。
酸性重的区域则可以根据实际需求再添加一些生石灰之类的物质调整。
ph值控制最适范围是7左右，偏碱性条件下人工湿地的净水效果较好且稳定。
综上所述，设计人工湿地时需要根据具体情况设定合理的排放标准及处理工艺流程，确保污水能够得到有效净化并达标排放。
人工湿地设计参数
.2 人工湿地污水处理技术设计原理5.2.1 人工湿地设计内容[46]（1）确定详细的废水流速，污染物负荷及期望的处理效果。
（2）优化区域结构，进出水区域结构要利于水控制、水循环和分配等。
（3）处理单元的接连水渠构造根据情况选择串联或者并联。
（4）改变处理单元内部及不同处理单元之间的深度，以利于更好的分配水流、形成多样性环境及有利于污染物的去除。
（5）制定湿地植物的选择方案、种植密度、种植方式等。
（6）制定良好的运行维护计划，以便后续的维护管理。
5.2.2 人工湿地设计参数人工湿地的设计因素会影响到其运行效果，主要的设计参数包括湿地尺寸参数、水力参数和构造参数三类。
其中，湿地尺寸参数主要包括湿地长宽比、面积、深度等；水力参数主要包括水力停留时间、表面负荷率、水力坡度、水动力弥散系数等；构造参数主要包括填料种类、渗透性、植物选种等。
5.2.2.1 水力停留时间（Hydraulic Retention Time ,HRT）人工湿地水力停留时间是指污水在湿地内部平均驻留时间，是人工湿地处理系统最重要的参数之一，它影响系统的除氮除磷效果，水利停留时间越长，对氮磷的去除效果越好。
理论上的HRT可按照下列公式计算：t = V ×ε / Q ，其中，V是人工湿地基质在自然状态下的体积，m³；ε是孔隙率，%；Q是人工湿地设计水量，m³/d。
但是在实际运行中，随着孔隙率的变化，水力停留时间通常为理论值的40%~80%。
通常情况下，表面流人工湿地2天左右即可在沉降区去除大约80%的总悬浮物。
英国环境署对表面流人工湿地的好氧反应区研究表明，水力停留达到2d以上后，各类藻类开始生长，引起pH变化，促进植物生长，促进氨氮的挥发，磷的沉降，不过为了防止水华，HRT限制在3~4天左右。
Kadlec 则认为，在人工湿地的植物净化区域，1~2天即可去除90%的NO2-N，也就是说2~3天的时间可保证反硝化的进行[47]。
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：
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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。
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.2人工湿地污水处理技术设计原理
5.2.1人工湿地设计内容[46]
（1）确定详细的废水流速，污染物负荷及期望的处理效果。
（2）优化区域结构，进出水区域结构要利于水控制、水循环和分配等。
（3）处理单元的接连水渠构造根据情况选择串联或者并联。
（4）改变处理单元内部及不同处理单元之间的深度，以利于更好的分配水流、形成多样性环境及有利于污染物的去除。
（5）制定湿地植物的选择方案、种植密度、种植方式等。
（6）制定良好的运行维护计划，以便后续的维护管理。
5.2.2人工湿地设计参数
人工湿地的设计因素会影响到其运行效果，主要的设计参数包括湿地尺寸参数、水力参数和构造参数三类。
其中，湿地尺寸参数主要包括湿地长宽比、面积、深度等；水力参数主要包括水力停留时间、表面负荷率、水力坡度、水动力弥散系数等；构造参数主要包括填料种类、渗透性、植物选种等。
5.2.2.1水力停留时间（Hydraulic Retention Time ,HRT）
人工湿地水力停留时间是指污水在湿地内部平均驻留时间，是人工湿地处理系统最重要的参数之一，它影响系统的除氮除磷效果，水利停留时间越长，对氮磷的去除效果越好。
理论上的HRT可按照下列公式计算：
t = V ×ε/ Q，其中，V是人工湿地基质在自然状态下的体积，m³；ε是孔隙率，%；Q是人工湿地设计水量，m³/d。
但是在实际运行中，随着孔隙率的变化，水力停留时间通常为理论值的40%~80%。
通常情况下，表面流人工湿地2天左右即可在沉降区去除大约80%的总悬浮物。
英国环境署对表面流人工湿地的好氧反应区研究表明，水力停留达到2d 以上后，各类藻类开始生长，引起pH变化，促进植物生长，促进氨氮的挥发，磷的沉降，不过为了防止水华，HRT限制在3~4天左右。
Kadlec则认为，在人工湿地的植物净化区域，1~2天即可去除90%的NO
2-N，也就是说2~3天的时间可保证反硝化的进行[47]。
Dierverg则在潜流系统中证实了潜流人工湿地的厌氧区域适合系统的反硝化作用，在HRT为2~4天时候，发生强烈的反硝化脱氮[48]。
我国环保部的人工湿地处理工程技术规范也指出表面流人工湿地的停留时间4~8天为宜，潜流人工湿地1~3天为佳。
5.2.2.2表面负荷率
表面负荷率（ALR）指单位面积人工湿地对污染物所能承受的最大负荷。
根据美国国家环保局资料[49]
，在设计过程中，利用表面负荷率可以计算湿地面积，公式如下：
As = (Q) (Co) / ALR ，其中，As为人工湿地面积，Q为进水量，Co为污染物浓度。
5.2.2.3水力坡度
水力坡度是指污水在人工湿地内沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。
可按照如下计算，i =ΔH / L ×100%。
其中，i为水力坡度，ΔH为污水在人工湿地内渗流路程长度上的水位下降值，L污水在人工湿地内渗流路程的水平距离。
水力坡度也是人工湿地重要的影响因素之一，可以防止湿地内部发生回水，进水产生滞留阻塞等问题。
有研究者建议，表面流人工湿地的水力坡度取0.5%以内，潜流人工湿地取1%[50]。
根据经验表明，水力坡度这一参数，往往还需要根据基质性质及湿地的尺寸设计进行调整，例如，砾石为基质的人工湿地的水力坡度一般取2%为宜。
5.2.2.4表面有机负荷
表面有机负荷值每平方米人工湿地在单位时间内去除的五日生化需氧量。
可按照如下公式计算，q
os =Q ×（C
0– C
1）×10-3
/ A，其中，q
os表面有机负荷，kg/(㎡/d)；Q为人工湿地设计水量，m³/d；C
0为人工湿地进水BOD
5浓度，mg/L；A为人工湿地面积，㎡。
5.2.2.5湿地尺寸
人工湿地的面积应该按照五日生化需氧量表面有机负荷来确定，长度可按照L =As /W 来计算，宽度可根据达西定律和一些相关数据来算，W=Q·As
/K·dh·Dw。
经验表面，人工湿地处理单元长度一般为20-50米。
过长，容易形成死区，水位也不容易调节，影响植物生长和处理效果。
潜流人工湿地的大部分BOD及悬浮物都在进水区前几米的区域内去除，因此也有研究者建议潜流湿地长度控制在12~30米之间[51]。
我国国家环保部人工湿地处理工程技术规范中，将潜流人工湿地单元的长宽比宜控制在3:1以下；表面流人工湿地控制在3:1~5:1，当区域受限，长宽比＞10:1时候，需要计算死水曲线。
5.2.2.6湿地系统反应动力学
人工湿地中有机物的降解，硝化作用，吸附作用等通常遵循一阶动力学方程[52]Ce/ C
o= e-K
Tt，其中，Co为进水BOD平均浓度，mg/L；Ce为出水BOD平均浓度，mg/L,K
T为T温度下的一阶反应速率常数，day-1
；t为水力停留时间，day。
5.2.3人工湿地设计步骤（6—71）
（1）选择植物种类，确定床体及水的深度。
（2）确定水力坡度，一般不超过1%。
（3）选择基质，对于潜流人工湿地，还应确定水利传导率和孔隙率。
（4）根据Q=A
cK
xS，确定人工湿地断面面积。
其中，A
c为断面面积，㎡；K
x为基质的水力传导率，m/day；S为水力坡度。
（5）根据公式W=Ac / D= Q / KsSD，确定湿地的宽度。
（6）根据k
T= k
20θ
20（T-20），计算速率常数。
其中，k
20θ
20分别是20℃时的速率常数和其温度系数。
（7）根据水力负荷，确定湿地系统的表面积公式：
其中，η为基质的孔隙率，%。
（8）根据表面积确定湿地的长度L。
对于简单的水平潜流系统，也可以用下面公式（6—50）
其中，Q
d为废水的平均流量，m³/d，k
BOD为反应速率常数，m/d，在二级废水处理中为0.06；在三级废水处理中，为0.31。