人工湿地设计

2020/2/21
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
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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。
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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
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2.人工湿地基本参数
（5）床体结构参数
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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。
3.人工湿地结构设计步骤
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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
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3.人工湿地结构设计步骤
水平潜流人工湿地进水
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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
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3.人工湿地结构设计步骤
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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
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5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
水平潜流填料从左到右结构
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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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3.人工湿地结构设计步骤
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
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3.人工湿地结构设计步骤
基质的填充
0.15
80
针对前述一些现有人工湿地存在的问题， 需要强化的环节。 我们。。。 下面介绍一些学术前沿的人工湿地设计方案
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1、人工增氧复合垂直流人工湿地
1-空气压缩机 2-复合垂直流 3-下行流地 4-上行流地 5-导气管 6-穿孔曝气管 7-排空管 8-通孔
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2、水力增氧人工湿地
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
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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
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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
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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。
a：加强预处理 b：设定合理的间歇期，实现间接 进水方式 c：适度密度种植，及时维护收割
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6.人工湿地常见故障及解决措施
出水污染物浓度回升问题
水生植物生长周期较短和补给水源水质等环 境的变化会引起植株的衰竭和腐烂，腐烂的茎、 叶容易消耗水体中的溶解氧使河床上升、底泥增 多，其中释放出的有机物、氨氮等导致水体污染 物回升，容易造成水体的二次污染。
1-湿地植物 2-床体填料 3-支撑墙 4-集配水干管 5-进水箱 6-间歇进水控制装置 7-增氧机 8-出水箱 9-配水箱 10-进水口 11-放空管 12-出水口 13-配水孔 14-配水箱
2、新型人工湿地设计-水力增氧人工湿地
构造剖面A-A示意图
湿地俯视示意图 （箭头表示水流流径）
3、利用跌水曝气充氧的潜流人工湿地
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人工湿地设计基础
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
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
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表面流人工湿地 潜流人工湿地
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
0.58
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
下
水
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。
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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
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3.人工湿地结构设计步骤
布水与集的预处理过程
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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；
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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
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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。
二是冰层覆盖法，即在冬季湿地 结冻前放水，使湿地表面结一层冰 层对湿地自然覆盖等
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6.人工湿地常见故障及解决措施
基质容易产生堵塞现象
随着时间的推移，部分营养物质会 逐渐积累，湿地中的微生物大量繁殖， 所产生的代谢产物、腐烂根系等会不 断阻塞填料空隙，发生堵塞现象，湿 地处理效果和运行寿命降低。
1、作业以个人为设计者； 2、自己选择和模拟情景； 3、严格禁止大段抄袭别人的设计或者直接网上下载；（设计计零分，20%） 4、时间要求：成绩的一部分，学期结束后提交；可以集体交也可以个人交； 5、字数和格式不限。手写打印都可以，专业术语和图表要求规范。提倡CAD做图
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
t：水力停留时间（d）Q：流量 V：池子的容积（m3） ε：孔隙度%
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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 )
1-进水口 2-导流板 3-挺水植物 4-下过流通道 5-多层平面竹网 6-填料 7-集水区 8-跌水挡板 9-床体 10-进水挡墙 11-出水挡墙
课程设计
情景设计 1、居住小区； 2、别墅山庄； 3、农业的小村庄； 4、靠近河边的居住区； 5、景区酒店； 6、远离都市的海景住宅区 7、其它
要求：
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。