人工湿地设计参数
人工湿地设计 ppt课件
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
2020/9/2
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；
植被的选择
芦苇
菖蒲
香蒲
鸢尾
美人蕉
富贵竹
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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。
2020/9/2
2.人工湿地基本参数
（5）床体结构参数
2020/9/2
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
保 护
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
地
根系和紫外线对薄膜的影响。
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
2020/9/2
2020/9/2
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
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。
人工湿地设计方案
人工湿地设计方案1 处理工艺1.1 处理工艺流程框图1.2 本方案水处理工艺流程说明本方案预设污水氨氮含量较高，脱氮处理中反硝化作用阶段前充分的硝化作用是非常必要的，因此在人工湿地前端设置好氧生物塘，增强氮素的转化率。
为提高组合工艺整体的脱氮效率，考虑将垂直流人工湿地放在组合工艺前端，有利于提高湿地系统的输氧能力，从而提高硝化作用的脱氮效率。
好氧生物塘的出水先后进入垂直潜流人工湿地和水平潜流人工湿地组合成的复合潜流人工湿地系统，这样利用植物吸收、微生物降解、填料过滤吸附等作用去除污水中的污染物，最后达标排放。
相对于其他处理技术，人工湿地具有投资省、效率高、维护简单等优点，对于农村生活污水、农业面源污染，是一种较好的处理技术。
1.3 方案各处理单元功能描述（1）好氧生物塘用于去除原污水中悬浮物及大颗粒杂物，可以防止垂直流人工湿地的堵塞，保护后续人工湿地的运行稳定。
利用太阳能曝气增氧，提高水中的溶解氧，促进氨氮的氧化作用，进而充分的硝化作用，使脱氮处理中反硝化作用阶段可以充分反应，提高了脱氮效率，减轻后续人工湿地的治理负荷。
（2）人工湿地人工湿地综合了物理、化学和生物的三种作用对污水进行进一步的处理。
系统成熟后，特种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。
污水流经生物膜时，残余的SS被填料和植物根系有机截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。
同时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呈现出好氧、厌氧和缺氧状态，保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。
老化的微生物作为肥料被植物吸收。
人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同而分为两种类型：表面流人工湿地（SFW）和潜流型人工湿地（SSFW）。
潜流型人工湿地又包括水平潜流人工湿地（SFS）和垂直潜流人工湿地（VCW）。
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。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范1总则≤2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m3/日处理水量。
2术语人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。
当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。
人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
指水在人工湿地介质层表面流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。
subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。
指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化的人工湿地。
垂直流人工湿地分单向垂直流人工湿地和复合垂直流人工湿地两种。
指人工湿地充填介质中，存在于介质间的孔隙体积占全部体积的百分比。
指水在人工湿地内的平均停留时间。
指一定人工湿地表面积中，单位时间内去除的污染物数量。
指一定人工湿地表面中，单位时间内通过的水体积。
指水在人工湿地内，沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。
3人工湿地处理工艺设计3.1处理设施选址与总体布置1宜靠近自然水体、市政排污管道的排放点或便于处理后回用的地点;2在城市、居住区处理站内宜在夏季主导风向的下风侧，应与建筑保持一定距离，并用绿化带与建筑物隔开;3居住区内处理站宜设置在绿地、停车坪及室外空地;农村地区宜设置在地势相对较低的荒地处;4处理设施与生活供水泵站及其清水池水平距离应不得小于10m;5处理设施地点应便于施工、维护和管理等。
1主要车行道的宽度:单车道为3.5~4.0m，双车道为6.0~7.0m，并应有回车道;2车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m;3人行道的宽度宜为1.5~2.0m。
人工湿地系统设计
人工湿地系统设计人工湿地（Constructed Wetland, CW）是指通过人工手段模拟湿地自然环境和生物过程，利用湿地植物和微生物群落等生物活动，处理城市污水、农村污水和工业废水等水体的一种水处理方法。
相比传统的化学方法和机械法，人工湿地系统具有效果好、工艺简单、经济性好、环保性强的优点，在城市污水处理和水资源管理中有广泛应用。
1.选择适当的湿地类型：湿地类型包括自由水面流式湿地、水平流湿地和垂直流湿地等。
选择适当的湿地类型要考虑到处理水体的性质、水质目标和项目财力等因素。
2.设计适当的湿地尺寸：湿地面积和深度是湿地系统设计中的关键参数。
湿地面积要根据处理水体的流量和负荷来确定，一般采用最大日流量的1.2倍作为设计流量。
湿地深度一般为0.3-1.0米，需要根据不同湿地类型和处理水体的不同污染物浓度来确定。
3.选择适宜的湿地植物：湿地植物是人工湿地系统中的关键组成部分，可以吸收、转化和降解水中的有机物和无机物质，同时为微生物提供生境。
选择适宜的湿地植物要考虑到其耐短暂淹没、耐盐碱和抗病虫害等特性，一般选择芦苇、蒲草和菖蒲等湿地植物。
4.设计适当的湿地流态：湿地流态是指水体在湿地中的流动方式，包括自由水面流动、水平流动和垂直流动。
自由水面流动适用于水质较好的情况下，水平流动适用于水质中等的情况下，垂直流动适用于水质较差的情况下。
根据处理水体的水质要求和能源消耗等方面的考虑，选择适当的湿地流态。
5.设计适当的湿地进水与出水方式：湿地的进水和出水方式对于处理效果和工艺运行都有很大影响。
进水方式可以选择表面进水或底部进水，根据处理水体的水质目标和湿地自洁能力来确定。
出水方式可以选择自由出水或收集出水，根据处理水体的营养盐排放标准和后续处理工艺考虑。
6.设计适当的湿地监测与维护：湿地系统设计完成后，需要进行监测和维护，确保系统能够持续有效地运行。
湿地监测包括水质监测和植物监测，水质监测通过监测处理水体的污染物浓度和水质指标来评估系统的处理效果；植物监测通过观察植物生长情况和植物对污染物的吸收转化能力来评估系统的生物群落健康状况。
人工湿地工程设计参数及工作流程
低扬程水泵，通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。
3、阶梯进水可减轻单元前端的负荷，使前端填料的负荷均匀，避免处理床前部堵塞；
4、复合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减轻填料床前端的负荷。
一、人工湿地概述
1.5.2 人工湿地工艺流程
人工湿地工艺流程应根据污水特征、出水水质要求等因素进行确定。当来水污水为生活污水或类似污 水时，应先经过预处理设施后再进湿地单元；当人工湿地用于深度微污染水时则无需做预处理。工艺流程 简图如下 ：
1.4 人工湿地的基本类型
布水渠 阀门井
布水区填料
水生植物 生态填料 防渗膜保护层（粗砂）
防渗膜 基础夯实
集水区填料 可调出水口 集水渠
水平流潜流湿地
一、人工湿地概述
1.4 人工湿地的基本类型
布水渠 阀门井
水生植物 生态填料 布水管 防渗膜保护层（粗砂） 防渗层 基础夯实
集水渠
上行潜流湿地
一、人工湿地概述
一、人工湿地概述
1.1 湿地的定义
《湿地公约》对湿地的定义为“湿地指不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或 水域地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6米的水域。潮湿 或浅积水地带发育成水生生物群和水成土壤的地理综合体。是陆地、流水、静水、河口、和海洋系统中各 种沼生、湿生区域的总称。”
生活污水
预处理
人工湿地单元
后处理
达标排放或回用
微污染水
人工湿地单元
后处理
达标排放或回用
预处理设施
（1）格栅池 格栅池中宜设置粗、细两道，以拦截较大体积的杂质，防止堵塞布水口。
（2）沉砂池 来水SS 含量较大时，宜设沉淀池（也可采用表流湿地的形式）以保护管道、阀门等设施免受阻塞， 为保证沉沙效果，沉砂池中水平流速宜≤0.1m/s。
人工湿地计算书
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=100000m24.2、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。
人工湿地设计指引
人工湿地设计指引
简介
人工湿地是一个用植被和土地等自然材料模仿自然湿地的设计
概念。
它将处理污水的技术与自然过程相结合，将污水转化为清洁
的水资源。
设计步骤
1. 场地选择：选择一个合适的场地，最好是污水排放口的下游。
考虑场地的土地利用和建筑物对水流和水质的影响。
2. 设计目标：根据所需的水质处理能力设定设计目标。
3. 设计参数：计算系统的容积、流量和水位。
根据所需的水质
目标选择适当的植物和物质。
4. 植被设计：根据所需的水质目标选择适当的植物物种和数量，并将它们设计到系统中的位置。
5. 建设和操作：按照设计参数和植被设计建造人工湿地，然后设置系统的操作和维护计划。
设计要点
1. 由于植物是人工湿地的重要组成部分，因此选择正确的植物至关重要。
不同植物物种会对水质处理产生不同的影响。
2. 保持合适的水深和水流速度是保持湿地健康的关键。
如果水流速度过快，植物将无法存活并过滤污水。
3. 系统的操作和维护是保持人工湿地运行的重要环节。
定期检查和更换必要的部件，并维护湿地中的植物和动物的生态平衡。
结论
人工湿地设计是一项将自然过程和处理技术相结合的创造性设计。
经过恰当的设计和维护，人工湿地可以将污水转化为清洁的可再生水资源。
人工湿地施工方案
人工湿地施工方案1. 引言人工湿地是一种通过模拟自然湿地的生态系统来改善水质的方法。
它被广泛应用于城市水污染治理、景观设计等领域。
本文将介绍人工湿地的施工方案，包括选址、设计要素、材料选择、施工流程等内容。
2. 选址选址是人工湿地施工的首要任务。
应选取离污染源较近、地势相对较低的区域。
同时需要考虑土壤质地、地下水位、降雨情况等因素。
选址时还需考虑施工后的维护及管理，确保施工后能够持续发挥水质净化作用。
3. 设计要素人工湿地的设计要素包括水面面积、湿地类型、植物选择、水流设置等。
3.1 水面面积水面面积是人工湿地的重要参数。
一般来说，水面面积越大，对水质的净化效果越好。
根据实际情况，可以选择适当的水面面积。
3.2 湿地类型常见的人工湿地类型包括自由水面湿地、潜流湿地和表层流湿地等。
不同湿地类型适用于不同的地理环境和治理目标。
在设计中需要根据具体情况选择合适的湿地类型。
3.3 植物选择植物在人工湿地中起到重要的生态修复和水质净化作用。
选取适应当地气候和水环境的植物，如芦苇、马蹄莲等。
植物的根系能够吸收底部泥沙中的营养物质和重金属等有害物质，同时提供大量氧气。
3.4 水流设置水流设置是人工湿地设计的关键要素。
通过合理设置水流路径和速度，可以提高水质的净化效果。
常用的水流设置方式包括人工湖泊、棕地、人工溪流等。
4. 材料选择在人工湿地施工中，需要选择合适的材料，包括湿地底材、生物材料和过滤材料等。
4.1 湿地底材湿地底材是湿地生态系统的基础。
常用的湿地底材有砾石、河沙等。
选择适宜的湿地底材有助于提高湿地系统的生态效益。
4.2 生物材料生物材料是人工湿地中重要的组成部分，它可以提供生物附着面积，为湿地中的生物提供生长和繁殖的条件。
常用的生物材料包括竹片、竹篾等。
4.3 过滤材料过滤材料主要用于去除水体中的悬浮物和溶解物。
常用的过滤材料有粗砂、炭层等。
通过合理选择过滤材料，可以提高人工湿地的净化效果。
5. 施工流程人工湿地的施工流程主要包括如下几个步骤：5.1 现场准备在施工前，需要进行现场勘测和标记。
湿地建造各类参数
人工湿地设计步骤以及相关参数一、人工湿地设计内容（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。
二、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。
三、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-N，也就是说2~3天的时间可保湿地的植物净化区域，1~2天即可去除90%的NO2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]。
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%。
尾水处理人工湿地类型的选择与工艺参数设计
尾水处理人工湿地类型的选择与工艺参数设计通过对人工湿地处理污水处理厂尾水的中试研究，结合无锡城北污水处理厂二沉池出水组合人工湿地处理系统构建和污染物去除效果的分析，综合无锡周边村镇污水处理装置出水、新农村建设湿地处理生活污水的工程实际情况，针对太湖流域城镇污水处理厂二沉池出水的特点，同时考虑太湖流域当地气候条件、植被类型以及地理环境，并参照国内外最新的人工湿地污水处理技术，本书初步拟定适合环太湖流域地区的城镇污水处理厂尾水深度处理的人工湿地类型组合及设计技术要点。
不同类型的人工湿地有各自不同的优缺点。
表面流人工湿地生长着各种挺水、沉水植物和浮叶植物，污水以较为缓慢的流速和较浅的水深流过土壤表面，经过表面流人工湿地系统中各种生物、物理、化学作用，从而得到净化。
此工艺的优点是投资少，缺点是负荷低，北方地区冬季表面会结冰，夏季会孳生蚊蝇，散发臭味。
水平潜流人工湿地中污水从一端水平流过填料床，其由一个或多个填料床组成，床体填充基质，床底设防水层。
污水在基质的表面下流动，水位较深，因而可充分利用填料表面及植物根系上生物及其他各种作用处理废水，处理效果更好。
此工艺的水力负荷大，对BOD5、CODCr、SS、重金属等污染指标的去除效果好，保温性能好，卫生条件也好，相对于其他湿地形式而言，其在冬季或北方较寒冷地区使用更具优势，缺点是投资较表面流人工湿地略多，控制相对复杂。
针对各类人工湿地的优缺点，实际应用时，可以将不同类型的人工湿地进行组合。
如将水平潜流和垂直流组合构成复合流人工湿地技术，将垂直流系统放在组合系统前端，输氧率高，处理效果较好，同时可以通过反硝化去除总氮。
根据环太湖和巢湖流域污水处理厂尾水的水质和水量特点，分别开展了表面流人工湿地、水平潜流人工湿地及不同组合处理系统对尾水处理效果的研究，以期为最终示范工程设计和运行提供技术支撑。
4.1 尾水处理人工湿地系统设计考虑因素城镇污水处理厂尾水人工湿地系统的设计应注意以下几个要点：①设计尽量简单，复杂的设计经常引发不可预料的失败。
浅谈人工湿地的计算
浅谈人工湿地的计算摘要：本文首先介绍了中、美、澳三国在人工湿地概念上的相似性和差异性，通过对同一区域的实例计算，对比三国在人工湿地设计计算中的不同特点，提出我国人工湿地在计算中仅考虑单一污染物的去除是不全面的。
另外，人工湿地在投资、运营成本、维护管理、废水处理效果等方面存在显著优势，但占地面积大依然给人工湿地的推广和应用带来了局限性，人工湿地适合中小城镇的污水处理和景观设计。
关键词：表面流人工湿地处理系统；水平潜流处理系统；垂直潜流处理系统；地下流式处理系统；植载滤床式处理系统；Reed et al；模型；Kadlec & Knight；模型1.前言人工湿地是人为模拟天然湿地的一种水处理形式。
由挺水和沉水植物、微生物和透水基质组成，能吸附和富集有毒有害重金属，生物降解有机污染物。
同时，还能有效控制雨水径流，就地消纳、吸收和利用雨水。
此外，人工湿地使用纯生物技术对污水进行净化，不存在二次污染。
以水生植物、水生花卉为主要处理植物，具有良好的生态景观效果，因此，用人工湿地处理污水除在农村地区显现出优势外，还适用于城市污水处理、垃圾渗沥液处理、水源及景观用水保护等领域中。
很多国家在人工湿地的设计上都有着不同的规定和做法。
本文将通过对中国、美国、澳大利亚的设计流程及设计参数进行对比和分析，论述人工湿地在城市建设中的应用。
2.我国与美国、澳大利亚人工湿地设计的相似性中、美、澳在人工湿地的设计在以下两个方面是相似的：（1）一般工艺流程人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。
预处理的目的主要是减少污水中的悬浮物，防止湿地填料堵塞，确保人工湿地生态系统的稳定性，增加湿地处理寿命和处理能力。
人工湿地系统一般工艺流程为：污水→ 预处理→人工湿地→出水。
（2）处理的主要污染物人工湿地系统处理的主要污染物有生化需氧量（BOD5）、悬浮固体（SS）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、磷（P）、藻类、金属离子等物质。
人工湿地计算说明
水平潜流人工湿地设计计算说明参考规范《人工湿地污水处理技术规范》（DGTJ-2100-2018）,该规范由xx市政工程研究院主编，适用于xx市农村生活污水人工湿地处理工程的设计等。
关于xx县xx河流域农业面源污染综合治理项目，人工湿地设计建造面积涉及占地基本农田保护区的情况，从工艺要求与占地面积、造价等方面进行综合考虑衡量，将原表流湿地工艺变更为水平潜流湿地，下述水平潜流湿地的设计计算过程。
1. 人工湿地设计处理水量（m3/d）经实地调查统计，上游畜禽养殖量约为1.2万头生猪当量，每头生猪排水量按35L/头·d。
1、养殖场污水排放量：Q1＝存栏数（12000头）×排水系数；即：Q1＝12000头×35L/头·d＝420m³/d；经实地调查统计，水库上游居民数量约为8378人，人均排水量按100L/人·d估算。
2、居民污水排放量：Q2＝人数（8378人）×排水系数（100L/人·d）＝ 837.8m³/d。
综上所述：人工湿地设计处理水量Q＝1257.8m³/d。
2. 人工湿地设计处理污染物量（以COD计kg/d）项目区上游养殖场均配有粪污水处理环保设施，外排水均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。
查标准可知，养殖场排放污水中COD浓度约为400mg/L。
1、养殖场污染物排放量：m1＝养殖场污水排放量Q1×排放的水中COD浓度C；即：m1＝420m³/d×400mg/L＝168kg/d；居民排放的生活污水中COD浓度约为250mg/L。
2、居民区污染物排放量：m2＝生活污水排放量Q2（837.8m³/d）×外排污水中COD浓度（250mg/L）＝209.45kg/d综上所述：污染物排放总量：m＝377.45kg/d。
根据初步设计方案，畜禽养殖废水与居民区生活污水经预处理后先流入1#、2#生态拦截沟，经生态拦截沟进一步降解污染水体中的污染因子，再流入人工湿地；其中，生态拦截沟对污染物的消减率约为20%。
(完整版)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。
生态塘与人工湿地的设计计算
生态塘与人工湿地的设计计算生态塘基本参数 1.生态塘采用单糖，矩形塘长宽比为3：l到4：1．本设计选择3：1。
在塘内要设计多个进点。
进入曝气生态塘BOD5为：60mg/l; 设计塘出水BOD5为：40 mg/l。
普通好氧塘的BOD5负荷为4～12g/(m2d)，本设计取8g/(m2d) 普通好氧塘的有效水深为0.5～1.5m,本设计取1m 1.塘总面积A?QS0LA?200?608?1500m2式中A― 稳定塘的有效面积，m2Q― 进水设计流量，ｍ3/ｄS0― 进水BOD5浓度，mg/l LA― BOD5面积负荷，g/(m2d) 2.总共设计2个生态塘，单塘有效面积A1?3.单塘长度L1?RA1?An?15002?750m23?750?47.4m,取47m式中R― 塘水面的长宽比 4. 单塘宽度B1?L1R?473=15.7m，取16m35.单塘容积V1?L1B1D?47?16?1?752m6.水力停留时间t?nV1Q?2?752200?7.52d37.塘总容积V?nV1?2?752?1504m池塘水深 m 1单塘宽度 m 16 单塘长度 m 47 单塘面积�O 752 BOD表面负荷率g/�Od 8 停留时间T d 7.52 人工湿地基本参数人工湿地的设计包括三方面：湿地植物、湿地结构和工程参数。
1. 工程参数人工湿地总面积A?6.57?10Q?6.57?10?3?322?200?1.314hm?13140m式中Ａ―湿地床的表面积hm2Ｑ―平均设计流量:ｍ3/ｄ;1.1表面流人工湿地1.1.1湿地表面积2取A1=4000 m1.1.2系统深度D床深Ｄ一般须根据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氧条件。
对于芦苇湿地系统处理城市或生活污水时,Ｄ一般取0.6-0.7ｍ;而用于较高浓度有机工业废水的处理时,Ｄ一般在0.3-0.4ｍ之间。
本工艺处理的水质是经过2级处理的水，故取D1=0.65m.1.1. 3 水力停留时间t1?V1??1Q?2600?0.7200?9.1d属于7～10d之间，符合要求式中 t：水力停留时间（d）V：湿地容积（m3），容积为V1=4000×0.65=2600m3，ε：湿地孔隙度，表面流湿地取0.65-0.75，本设计取0.7 Q：平均流量（m3/d），本设计为200 m3/d。
人工湿地表面积计算
人工湿地表面积计算
假设
1、村庄A生活污水水量Q为60m3/d,
2、BOD5表面负荷q=10gBOD5/(m2·d) 规范里建议8~12
gBOD5/(m2·d)
3、人工湿地的BOD5去除量[BOD5]为30mg/L（即人工湿地
进水32 mg/L，出水2 mg/L，去除30mg/L）
每天总去除BOD5=Q·[BOD5]=60·30=1800g/d
表面积A=总去除BOD5/q=1800/10=180m2
验证：
假设人工湿地有效高度为0.8m，
则总有效容积V=A·0.8=180·0.8=144m3
停留时间t=V/Q=144/60=2.4天设计规范里的停留时间取2d~7d，符合条件。
在1、2、3假设成立的前提下，按每天水量计算，人工湿地的表面积为3m2/吨水每天。
技术规范里的表面积计算公式是以水里表面负荷为主体，可规范里并为提及这个参数的取值范围。
只能以里面建议的BOD5表面负荷计算为准，以建议的停留时间来做检验计算结果是不是符合实际情况。
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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NO2-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 ×（C0– 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；C0为人工湿地进水BOD5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]
C e / C o = e-K T t，
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 c K x S，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 = k20θ20（T-20），计算速率常数。
其中，k20θ20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。