人工湿地计算书
人工湿地设计计算流程
人工湿地设计计算流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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人工湿地设计计算流程
人工湿地设计计算流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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某河道人工湿地设计方案
某河道人工湿地设计方案一、项目基本概况1.1 河道现状先导区内河流主要有运粮河和丁村沟。
a）运粮河运粮河属于淮河流域，涡河水系，起源于中牟县万滩乡万庄村南，东南方向途径东漳南、秫米店北、大胖西、老饭店西、朱仙镇东、大李庄西，在开封县大李庄乡，四合庄西汇入涡河，全长53.27km，总流域面积214km2。
其中中牟县境内长15.6km，流域面积112.9km2，规划区内河道长度3.9km，是先导区，乃至中牟县的一条主要防洪排涝河道。
运粮河属于季节性河流，在平面上基本保持了其自然河形，岸线有一定的蜿蜒，河道两侧滩地及堤防顶部有速生杨林，枯水期基本无基流，河流水质较差。
2005年按三年一遇除涝，十年一遇防洪标准进行了治理，治理长度15.6km，出境处设计排水流量40.84m3/s。
它是狼城岗干渠和丁村支渠区域的主要排水河道，主要支流有丁村沟（沟长14.61km）和运粮河支沟（沟长5km）。
设计排水能力16.9 m3/s ~48.7 m3/s，目前排水能力为设计能力的70%。
b) 丁村沟丁村沟属运粮河水系，位于丁村支渠与赵口总干渠1号沉砂池第Ⅰ条渠之间，发源于万滩镇关家村，流向东南，流经万滩镇、雁鸣湖两乡镇，经小朱村、岳庄、丁村南，再向东南，穿中东公路，至朱固村南入运粮河，全长14.4km，流域面积24.9km2。
其中中牟县先导区内河道长度为4.3km。
现状来水主要为上游村庄的生活污水，以及雁鸣湖的侧渗水，现状水质较差，河道内局部有生活垃圾。
1998年丁村沟进行了清淤，至今未再次治理过，它是示范区内的一条主要排水沟道。
设计排水能力3 m3/s ~15 m3/s，目前排水能力仅为设计能力的80％。
河渠均为季节性河流，现状河渠水系受周边工业污染相对较轻，主要受沿河村镇生活污水、农田排水和降雨径流污染影响，部分河渠河床内及两侧垃圾较多，旱季时基本成为排污沟，污染严重，水质均为劣V类，无法达到水功能区划和河流生态所需要的水质标准，严重影响先导区环境质量。
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。
人工湿地设计方案
人工湿地设计方案1.参考规范《人工湿地污水处理技术规范》（DGTJ-2100-2018）,该规范由上海市政工程研究院主编，适用于上海市农村生活污水人工湿地处理工程的设计等。
2.针对目前岳阳项目的情况，从工艺要求、造价、占地面积等方面进行考虑衡量，对表流、水平潜流、垂直流湿地三种工艺进行比选，选出适合当地情况的技术路线，并进行施工图设计和设计预算。
3.工艺比选3.2设计水量养殖场污水排放量Q=存栏数（12000头）×排水系数Q=12000头×35 L/头·d=420 m3/d水库上游居民数量约为8378人，人均排水量按100L/人d估算。
居民污水排放量Q=人数（8378人）×排水系数（100L/人d）=837.8m3/d则人工湿地的设计水量Q=1257.8 m3/d3.3设计CODCr污染总量项目区上游养殖场均配套粪污处理环保设施，外排水均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。
再经过生态沟进一步消化，故本生态湿地不需要建设预处理设施。
养殖场排放的水中COD浓度为400 mg/L；养殖场排放的污染物量M=养殖场污水排放量Q×排放的水中COD浓度CM=420 m3/d×400 mg/L=168 kg/d1#生态沟对污染物的削减率约为20%，畜禽养殖污染进入生态湿地的量M1=168 kg/d（1-20%）=134.4 kg/d居民排放的生活污水中COD浓度为250 mg/L；居民排放的污染物量M=生活污水排放量Q（837.8m3/d）×外排污水中COD浓度（250 mg/L）=209.45 kg/d1#生态沟对污染物的削减率约为20%，生活污水污染进入生态湿地的量M2=209.45 kg/d（1-20%）=167.56 kg/d。
则项目区进入朱仑水库的污染总量约为301.96 kg/d。
3.4表面积计算3.4.1表面流生态湿地COD负荷取20 g/m2 d，湿地出水COD浓度按50 mg/L估算，生态湿地面积A=湿地COD削减量M/生态湿地COD负荷，A=14048m2，复核表面水力负荷q=设计水量Q/湿地面积A=1257.8 (m3/d)/14048 m2=0.09 m3/(m2 d)<0.1 m3/(m2 d)。
人工湿地面积计算公式
������ × ������ ������ = ������
式中： t ——水力停留时间，d； V ——人工湿地基质在自然状态下的体积，包括基质实体及 其开口、闭口孔隙，m3； ε ——孔隙率，%； Q ——人工湿地设计水量，m3/d； A ——人工湿地面积，m2。
t
ε(%)
Q
V
h
A
1
Q
qhs
20000
0.4
A 50000
式中： i ——水力坡度，%； △ H ——污水在人工湿地内渗 流路程长度上的水位下降值， m； L ——污水在人工湿地内渗流 路程的水平距离，m。
△H
L
0.6
107
水力坡度
力坡度，%； 污水在人工湿地内渗 度上的水位下降值， 水在人工湿地内渗流 平距离，m。 i (%) 0.56
35% 20000 57142.9 0.9 63492.1
表面有机负荷
式中：
q os ——表面有机负荷，kg/（m2·d)； Q ——人工湿地设计水量，m3/d； C 0 ——人工湿地进水BOD5浓度，mg/L； C 1 ——人工湿地出水BOD5浓度，mg/L； A ——人工湿地面积，m2。
Q
C0
C1
20000 10
6
表面有机负荷
表面水力负荷
水力坡度
负荷，kg/（m2·d)；
设计水量，m3/d； 进水BOD5浓度，mg/L； 出水BOD5浓度，mg/L； 面积，m2。
qos q hs ——表面水力负荷，m3/（m2· d）； Q ——人工湿地设计水量，m3/d； A ——人工湿地面积，m2。
人工湿地设计手册美国EPA
废水=1MGD/3786(m3/D)
11
人工湿地的分类
人工湿地（Constructed Wetlands) ，它分为
表面流湿地(Surface Flow Wetlands缩写为 SFW) 潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands缩写为 SSFW) 垂直流湿地(Vertica1 Flow Wetlands缩写为 VFW)
12
三种湿地的示意图
13
利用人工湿地处理 生活污水的工艺流程
14
潜流人工湿地设计示意图(一)
15
潜流人工湿地设计示意图(二)
16
设计人工湿地的 技术参数
17
地点的选择
气候 土壤 生物环境 相似牺息地的替代 位置和地形 对地下水的污染
污水的性质
污水的处理量 污水的可降解性
18
设计目标
污水的处理 洪水的控制 暴雨的截留 提高附近水体的质量 为各种水陆生生物提供生长 和繁衍地
5
中国湿地概况
中国湿地面积约6594 万公顷（其中还不包 括江河、池塘等）， 占世界湿地的10％， 位居亚洲第一位，世 界第四位。
6
湿地的生态、经济及社会效益
维持生物多样性 调蓄水量和调节气候 降解有毒物质 保护堤岸，防止盐水入侵 提供丰富的动植物产品 在输、储和供水等方面发挥巨大作用 提供矿物资源 可为人们提供旅游、娱乐的场所 为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地
自然湿地 人工湿地
从水分含盐量的 角度
淡水湿地 半咸水湿地 咸水湿地
从系统的分类角 度
沼泽湿地 湖泊湿地 河流湿地 浅海滩涂湿地 人工湿地
4
全球湿地概况
占地球陆地面积的6％，其中
湖泊占2％ 藓类沼泽占30％ 草本沼泽占26％ 森林沼泽占20％ 洪泛平原占15％ 世界红树林的面积约24
重庆市某人工湿地设计
1、情景选择：农业小村庄取人口：1000人，用水定额取：dq⋅L/100=人mQ/d=10032、水质分析：排放污水水质分析：COD=300mg/L，BOD5 =150mg/L，SS=250mg/L，NH3-N=25mg/L,TP=6mg/L出水水质3、工艺选择：人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同而分为三种类型：地表流人工湿地（SFW）、潜流型人工湿地（SSFW）。
潜流型人工湿地又包括水平流人工湿地和垂直流人工湿地。
表面流人工湿地植物根系发达，可通过根系向基质送氧，使基质中形成多个好氧、兼性厌氧和厌氧小区，利于多种微生物的繁殖。
潜流湿地污水在湿地床内的部流动，一方面可以充分利用填料表面的生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等作用，以提高其处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，故具有保温性好、处理效果受气候影响小、卫生条件好等特点。
经比较，由于表面流人工湿地系统的处理效果受温差变化影响大，水平潜流人工湿地控制相对复杂；脱氮、除磷的效果不如垂直流人工湿地，综合考虑之后选择垂直潜流人工湿地。
4、预处理工艺常规一级处理：进水——格栅——沉砂池——初沉池——对BOD5的去除率只能达到20%~30%，SS 去除率为70%~80%，达不到人工湿地进水水质要求（参见下图1），考虑一级强化处理，选择水解酸化一级强化技术：水解酸化的去除率，COD=20%，BOD5为20%，SS 为20%，TN 为30%，TP 为60%，经过一级强化处理，此时污水水质情况为：COD=168mg/L ，BOD 5 =80mg/L ，SS=40mg/L ，NH 3-N=24mg/L,TP=3mg/L ，达到进水要求；工艺流程：污水——粗格栅——泵房——细格栅——沉砂池——水解酸化池——跌水池——人工湿地——出水BOD 校核：进水BOD 5：L mg C /800=出水BOD 5：L mg C /201= （要求达到城镇污水排放一级B标）垂直潜流人工湿地处理效率：75%100%8020-80=⨯=η同理，对COD 、SS 、NH 3-H 、TP 校核：进水COD 5：L mg C /1680=出水COD 5：L mg C /501= （要求达到城镇污水排放一级B 标准）70%100%16850-168=⨯=η满足要求；SS 校核：进水SS ：L mg C /540=出水SS ：L mg C /81= （要求达到城镇污水排放一级B 标）80%100%408-40=⨯=η 满足要求；NH 3-H 校核：进水NH 3-H ：L mg C /240=出水NH 3-H ：L mg C /81= （要求达到城镇污水排放一级B 标）66.7%100%248-24=⨯=η 满足要求；TP 校核：进水TP ：L mg C /30=出水TP ：L mg C /11= （要求达到城镇污水排放一级B 标）66.7%100%31-3=⨯=η满足要求；5、人工湿地表面积计算参考公式：A C C Q q 31010-⨯-⨯=）（)/(100:取25d hm kg q BOD ⋅=得：2600m A =6、校核（1）水力负荷校核167.0600100===A Q q 符合；略微偏小（2）水力停留时间校核：dQ V t 62.11003.09.0600=⨯⨯=⨯=ε 符合要求；7、人工湿地布置1个单元格即可满足要求。
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。
人工湿地数学模型
COD
0.000
0.270
1.688
28.571
350.000
0.900
8.100
0.221
63.750
1549.8
TN
0.000
0.156
2.500
4.000
100.000
3.300
3.300
0.173
29.250
2004.1
TP
0.000
0.088
4.305
0.417
15.000
2.000
某一种污染物的出水浓度和出水去除率可以统一为：
其中：
参数列表如下：
表1参数表
输入量
系数
输出量
进水浓度（mg/L）；
水力负荷（m3/m2·d）；
污染负荷（g/ m2·d）；
水力停留时间（d）；
人工湿地池长（m）；
人工湿地池宽（m）；
人工湿地长宽比；
污染物的不可降解成分系数，取值见表2；
污染物的降解系数；
为独立的在区间[0.99, 1.008]之间的随机数；
为影响系数，取值见表2；
为校正系数，取值见表2；
出水浓度（mg/L）
出水去除率（%）
表2系数取值表
表面流人工湿地
α
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
β
SS
0.050
0.025
0.400
2.500
40.000
3.600
14.400
0.313
80.000
806.2
COD
0.000
0.075
0.300
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人工湿地计算书
1、尾水提升泵房集水池基本参数
集水池设计规模为30000m3/d，约折合1250m3/h，按水力停留时间HRT为0.25 h计，集水井有效容积应为312.5 m3，考虑到与污水厂原有排污管道相契合，
集水设计尺寸为：L×B×H=15m×9m×5.7m，
有效容积L×B×H=15m×9m×2.5m=337.5m3。
2、尾水提升泵泵参数
流量420m3/h；
五台，四用一备；
扬程15m；
功率30KW；
效率74%，工作时间24h/d。
3、跌水复氧区
跌水复氧区分为跌水坝，受水池两部分。
跌水坝设计跌水高度为1.6m，采用二级跌水；
采用堰式出水，布水槽单宽流量取48m3/(h·m)，则布水槽长度为35m，整个跌水坝占地面积约100m2。
设置受水池1座，池深1.5米，占地面积约890m2。
另外在受水池出水端设置拦水坝1座，受水池出水从拦水坝顶部漫流分别进入潜流人工湿地和人工溪流。
为防止冬季来水中热量大量损失，该工程如进入冬季运行，拟设置超越管路，将跌水坝超越，尾水提升泵房来水直接进入受水池内。
4、人工湿地基本参数
本项目主体处理单元分为潜流湿地区、人工溪流及人工湖、表流湿地、氧化塘四个区域，为便于设计计算，所有处理单元均按处理效率折算为表流湿地进行计算，折算系数k如下。
表8、折算系数取值表
4.1、理论人工湿地面积计算
计算公式：A L=[Q×（C0－C1）×10-3]/q os×10-4
其中A L为理论人工湿地面积（m2）
Q为流量（m3/d），设流量为30000 m3/d。
C o为进水BOD（mg/l），设定进水BOD为20mg/l。
C1为出水BOD（mg/l），设出水BOD为10mg/l。
q os为表面有机负荷（kg/hm2·d），本项目取30kg/hm2·d（设计范围为15 kg/hm2·d-50 kg/hm2）
经计算，理论人工湿地面积A L=100000m2
4.2、各单元有效面积计算
潜流湿地：本项目潜流湿地面积为固定值A1=4500m2（受公园内地形限制），折合成理论湿地面积为：A L1=4A1=18000m2
人工溪流及人工湖：本项目人工溪流及人工湖面积为固定值A2=33770m2（满足公园水体面积要求），折合成理论湿地面积为：A L2=0.5A2=16885m2表流湿地：由于表流湿地和氧化塘的折算系数相同，故无需计算各自占地面积，根据现有场地地形条件，可令表流湿地与氧化塘占地面积相同。
剩余理论湿地面积为：100000-18000-16885=65115m2，则A3=0.5×65115=32557.5m2（实际设计面积约37800m2）。
氧化塘：氧化塘占地面积与潜流湿地相同，即A4=A3=32557.5m2（实际设计面积约30000m2）。
4.3、平面设计
（1）潜流湿地
潜流湿地面积约为4500m2，若潜流湿地床长度过长，易造成湿地床中的死区，且使水位难于调节，不利于植物的栽培，L：B一般控制在1至3之间。
考虑到与公园景观相融合，将此区域分为四块，每一部分尺寸为B=28m，L=40m，As2=4×L×B=4×28×40=4500m2。
进出水系统的布置：湿地床的进水系统应保证配水的均匀性，一般采用多孔
管和三角堰等配水装置。
进水管应比湿地床高出0.3m。
湿地的出水系统一般根据对床中水位调节的要求，出水区的末端的砾石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。
填料的使用：潜流人工湿地填料主要组成、厚度及粒径分布见表9。
表9、人工湿地填料分析表
潜流人工湿地床的水位控制：床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。
（2）人工溪流及人工湖
设计人工溪流两条，分别布置于潜流湿地两侧，总占地面积约890m2，在人工溪流中部设置跌水坝，跌水高度0.5m，对处理水进行再次复氧。
人工溪流出水汇入人工湖内。
人工湖采用三湖串联形式，能够最大限度降低死水区，同时保证景观效果。
人工湖最大水深为3m，护坡采用绿色生态型护坡，坡度为迎水面坝坡1：1.75，背水面坝坡1：1.5。
（3）表流湿地
表面流湿地设计为3组，单组长宽比设为3：1，而湿地面积约为36800m2，As1 = 3×L×B = 3×3B×B = 37800m2，
B=65m，L=195m
基质选取：应优先采用当地的表层种植土，如当地原土不适宜人工湿地植物生长时，则需进行置换。
种植土壤的质地宜为松软粘土—土壤，土壤厚度宜为20~40cm，渗透系数宜为0.025~0.35ch/h。
（4）氧化塘
氧化塘分别设置于表流湿地东西两侧，其中东侧氧化塘作为排水塘使用。
氧化塘充分利用现有鱼塘改造而成，占地面积约30000m2。
4.4、植物布置
根据项目区的特点，人工湿地的水生植物选择耐污能力强、净化效果好、根
系发达、经济和观赏价值高的湿地植物，并需要具有极强的耐寒能力。
针对不同湿地的去污能力分析比较，最常见的湿地植物有芦苇和香蒲，但是这两种植物在景观上表现过于单一。
因此，在以下原则基础上：多年生植物，兼顾净化和美观效果；尽可能选择土著种或已驯化种；能够具有观花、观叶效果的植物要求花期长；尽量保持根系能越冬生长；对人工湿地的植物进行配置。
表10、复合型湿地植物选择及搭配表
植物类型水平表面流型潜流型稳定塘人工湖
漂浮植物/ / 荇菜、萍逢草荇菜、萍逢草根茎、球茎/ / / 睡莲、荷花
挺水植物芦苇、香蒲、黄
菖蒲、灯心草、
水葱、千屈菜
芦苇、千屈菜、
花菖蒲、水葱、
香蒲
芦苇、千屈菜、
花菖蒲、水葱、
香蒲
芦苇、千屈菜、
花菖蒲、水葱、
香蒲
沉水植物/ / 金鱼藻、黑藻、
伊乐藻
金鱼藻、黑藻、
伊乐藻
5、人工湖重力排水管线水力计算
人工湖建于扶余市人民公园内，公园雨水通过雨水管路排入人工湖内。
共有四条雨水管路排入人工湖，均为DN300混凝土管，坡度为0.003。
单管最大雨水流量为52.97L/s，则排入湖内的最大雨水量约为212L/s。
湖水自身接收的设计雨水量约为480L/S，故总设计雨水量Q S=212+480=692L/s=0.692m3/s。
拟采用DN1000钢筋混凝土管道排水，按满流计算，
则管内流速：v=Q/0.25πD2=0.692/0.25×3.14×12=0.88m/s
水力半径：R=0.25D=0.25m
管道粗糙系数：n=0.013
水力坡降：
排水管路总长度约为500m，即：L=500m
管道沿程水头损失：
人工湖开闸泄水时，水位允许的抬升高度为0.5m（从178.6m抬升至179.1m）＞0.4m，故采用DN1000混凝土管满足设计要求。
由于尾水处理量远小于设计雨水量，采用DN1000管同时作为尾水排水管同
样能够保证排水畅通。