人工湿地设计手册(美国EPA)精编版
人工湿地设计
布水与集水方式
垂直流人工湿地结构简图
2019/8/5
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
2019/8/5
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
2019/8/5
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。
2019/8/5
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 )
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Fra bibliotek0.58
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
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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。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范1总则33≤2000m/日处理水量。
日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m /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;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1．2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%。
人工湿地设计标书
• 睡莲： 睡莲：
• 多年生水生花卉。因其花 色艳丽，花姿楚楚动人， 在一池碧水中宛如冰肌 脱 俗的少女,而被人们赞誉为 “水中女神”。 • 水体净化价值：睡莲根能 吸收水中的汞、铅、苯酚 等有毒物质，还能过滤水 中的微生物，是难得的水 体净化的植物材料，所以 在城市水体净化、绿化、 美化建设中倍受重视。 • 观赏价值：睡莲是花、叶 俱美的观赏植物。
• •
人工湿地的景观设计
• 人工湿地所选的植物为芦苇 宽叶香蒲 深色马 芦苇，宽叶香蒲 芦苇 宽叶香蒲，深色马
蹄莲，彩斑光滑鸢尾，黄鸢尾。 蹄莲 彩斑光滑鸢尾，黄鸢尾。将人工湿地共划 彩斑光滑鸢尾 分为6大块，现取其中一块为例， 分为6大块，现取其中一块为例，说明景观植物 的布置情况： 的布置情况：
人工湿地出水系统设计简介
• • 管子埋在地下0.8米， 2. 在湿地的最末端设置管径DN50mm的两端封闭的管道，长10m，6根（2侧 各3根） 出水管每圈16空，孔径2mm。每圈间隔80mm。然后与出水管连接，用泵抽 出。并在湿地的1-1、2-2及对应的对面的出水干管上加调压阀 加调压阀。以达到管道中压力平 加调压阀 衡，使每根管道的流速相等。设置所有的管道直径均为50mm。 3. 干线管内流速控制1.77m/s,支线管流速0.6m/s.压损为10.86m 4. 选用IS80-50-200系列的流量为15m3/h,扬程13.2m，转速1450r/min,泵效 IS80-50-200 15m3/h, 13.2m 1450r/min, 率51%，轴功率1.06KW配带功率2.2KW 51% 1.06KW 2.2KW 1.
鉴湖水质改善与生态修复工程
半亩方塘工作室
人工湿地工程设计方案
人工湿地工程设计方案目录人工湿地工程设计方案 (1)1.1.1.1治理目标 (1)1.1.1.2人工湿地工艺比选 (1)1.1.1.3人工湿地设计 (3)1.1.1.4植物选择 (4)1、配置原则 (4)2、配置分析 (4)3、配置选择 (5)4、种植要求 (5)1.1.1.5工程量统计表 (6)1.1.1.1治理目标本项目人工湿地主要用于处理漷县区域污水处理厂（站）尾水，深度净化水中有机物和氮磷等污染物，使出水达到地表口类标准，本次共建设人工湿地21 座。
选择投资省，工艺简单、运行费用低、管理简便的湿地工艺。
通过工程的实施，改善工程区周边河道水环境质量，同时充分考虑该流域生态恢复及湿地景观效果，利用湿地内不同种类植物的搭配，形成缤纷沼泽、芦苇溪岸、栈桥水畔等湿地小品景观。
1.1.1.2人工湿地工艺比选人工湿地类型按照水流方式不同分为表面流湿地和潜流湿地。
表面流湿地：污水在湿地土壤表面漫流，可在自然湿地基础上构造而成，同自然湿地净化原理最为接近，绝大部分污染物的去除是由长在植物地下茎、杆上的生物膜来完成。
表面流湿地充氧效果好，投资少。
不足之处是这种湿地不能充分利用湿地床及丰富的植物根系，净化负荷相对较低，占地面积较大。
潜流湿地：通过铺设炉渣、沸石、陶粒、砖块、碎石、细砂、土壤等填料层，使污水在湿地地表下渗流，充分利用湿地填料表面及植物根系上生物膜及其他各种作用处理污水，具有较高的处理效果和处理能力，同时由于水在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小。
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-1水平潜流湿地示意图垂直潜流湿地示意图不同类型人工湿地工艺与组合对特征污染物的去除效果不同，具有各自的特点，如下表。
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-1 人工湿地污染物去除效率%!-2本项目湿地形式选择，主要从污染物去除效率，占地面积、建设投资、运行原理等多方面考虑，建议采用水平潜流湿地作为本方案的湿地建设工艺。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范1总则1.0.1为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染环境防治法》，规范人工湿地污水处理技术，保护和改善环境，提高人民健康水平，建设环境友好型社会，特制定本规程。
1.0.2本规程适用于江苏省内人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理。
1.0.3人工湿地污水处理对象为生活污水、生活废水，或具有类似性质的污废水。
包括城市生活污水、农村生活污水、学校生活污水、住宅小区生活污水、宾馆污水、机关事业单位污水、疗养院污水、景区污水、污水处理厂尾水等。
1.0.4本规程适用的处理规模:生活污水处理规模≤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。
1.0.5人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外，还应符合国家、省现行有关标准的规定。
2术语2.1.1人工湿地constructedwetlands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。
2.1.2表面流人工湿地freewatersurfaceconstructedwetlands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。
2.1.3水平潜流人工湿地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。
2.1.4垂直流人工湿地verticalflowconstructedwetlands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。
人工湿地
（6）处理单元长宽及其比例
经验表明，人工湿地污水处理单元长度通常定为20～50 m。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。潜流 湿地处理单元由于绝大部分的BOD和悬浮物的去除发生在进水区几米 的区域，因此也有一些学者建议，潜流湿地处理单元长度应控制在 12～30 m之间，以防止短路情况的发生。Kollaard 和Tousignant建 议，潜流湿地处理单元长度最小取15 m 为宜。
设计要点
厂址选择
2.2.1
（1）地形 （2）土壤渗透性 （3）水文学因素 地基准备 护堤
2.2.2 2.2.3
2.2.4
2.2.5 2.2.6
隔水层
基质选择 进出水及流量分布调节设施
2.2.7
湿地植物的选择
3 人工湿地的研究现状及趋势
3.1
人工湿地机理的研究
人工湿地污水处理单元长宽比R 从1∶1 到90∶1 不等。早期的湿地 研究者如Geartheart等认为，较高的长宽比有利于减少水流短路，使 得湿地水流更趋近于推流。 不过实际经验表明，一些表面流湿地的 推流状况与长宽比无关。Bounds等研究表明，在3 个长宽比分别为 4∶1 、10∶1 和30∶1 的平行潜流系统中，总悬浮物和BOD 的去除 率没有太大的区别。
湿地分为表面径流人工湿地和人工潜流湿地。（选自
《室外排水设计规范（GB50014-2006）》）
Constructed wetlands are artificial wastewater treatment systems consisting
of shallow (usually less than 1 m deep) ponds or channels which have been planted with aquatic plants, and which rely upon natural microbial, biological, physical and chemical processes to treat wastewater. They typically have impervious clay or synthetic liners, and engineered structures to control the flow direction, liquid detention time and water level. Depending on the type of system, they may or may not contain an inert porous media such as rock, gravel or sand. （from EPA 《manual constructed wetlands treatment of municipal wastewaters》1999）
人工湿地初步设计说明书
目录
1 概述...............................................................................................................................................1 1.1 陈家郭水库概况................................................................................................................1 1.2 水库水环境及周边生态环境调查....................................................................................1 1.2.1 陈家郭水环境质量调查..........................................................................................1 1.2.2 水库周边生态环境现状.........................................................................................3 1.3 项目建设的必要性及其意义............................................................................................5 1.3.1 建设“五个重庆”的需要 .........................................................................................5 1.3.2 构建“十二五规划”良好生态环境的需要 .............................................................6 1.3.3 保护群众生命财产安全、构建和谐社会的需要 .................................................6 1.3.4 保护生态环境、建设生态城市的需要.................................................................7 1.3.5 陈家郭水库生态修复的意义.................................................................................7
湖泊人工湿地和生态护岸设计
1 人工湿地设计1.1 人工湿地介绍1.1.1 人工湿地工作原理人工湿地系统是在有一定长宽比和底面坡度的洼地中，由土壤和填料（如砾石等）混合组合而成的填料床，并栽种经过选择的水生、湿生植物，组成类似于自然湿地状态的方案化的湿地系统。
水体在床体的填料缝隙中流动，或在床体表面流动，在基质吸附、过滤，植物吸收、固定、转化、代谢及湿地微生物的分解、利用、异化等过程的综合作用下，水体中的污染物质得以去除。
湿地系统中的氮、磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。
人工湿地系统的主要优势体现在，有机物和氮磷的去除效率高、出水水质好、运行维护方便、管理简单、投资小、运行费用低、符合自然界水质净化和水资源循环的生态学规律等。
人工湿地的建立不但可以起到对湖泊水体的净化效果，同时也可加强湖泊的景观效应。
人工湿地系统结果图及效果图见图1-1、图1-2。
图1-1 人工湿地结构示意图图1-2 人工湿地效果图1.1.2 人工湿地分类人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型：表面流人工湿地和潜流人工湿地。
两种人工湿地的工艺特性及优缺点见表5-5。
表面流湿地系统中，水体在湿地的表面流动，水位较浅，多在0.1-0.6m，它与自然湿地最为接近，具有投资少、便于管理等优点。
潜流式人工湿地系统中，水体在湿地床的内部流动，可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及填料和表层土的截留等作用，以提高其处理效果和处理能力。
但当有机污染负荷较重的情况下，易造成床体堵塞，且造价较高，一般为表面流湿地的4-8倍。
表1-1 两种人工湿地对比1.2 湿地修复区设计在东西湖之间的连接处按照原规划借助自然地理条件结合景观布设人工湿地，加强对水体的修复，促进生态系统恢复。
人工湿地的设计除了满足水质净化的作用，还要兼顾人工湖对河涌的补水功能和景观效果。
湿地区总面积约为2.2万m2，湿地的布置考虑地形高差、东西湖水位差以及景观栈道的修建。
人工湿地设计计算书
计算说明书1格栅：采用机械清查q=11.52L/s 设Q m ax =15L/s则K 总=2.0取设棚前 h=0.2m, v=0.2m/s 用中格栅，栅条，间隙e=20mm, 格栅安装倾角α=60° 栅条的间隙数：n=ehv Q αsin max =≈⨯⨯︒2.02.002.060sin 015.018 栅槽宽度：取栅条宽度 S=0.01mB=m en n S 53.01802.0)118(01.0)1(=⨯+-⨯=+-进水渠道渐宽部分长度：若 B 1=0.43m,︒=201α ，进水渠道流速为0.17m/sL m tg tg B B 14.020243.053.02111≈︒-=-=α栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度：L 2=m L 07.0214.021== 过栅水头损失：栅条矩形截面，取k=3,B=2.42m g v e s B k h 0021.060sin 81.922.0)02.001.0(42.23sin 2)(2342341=︒⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=α栅后槽总高度：取栅前渠道超高，m h 15.02= 栅前槽高m h h H 35.0211=+=，H=h+h 1+h 2=0.2+0.0051+0.15=0.3551m栅槽总长度：L=L 1+L 2+0.2+1.0-︒601tg H =0.15+0.07+0.5+1.0+m tg 915.1603551.0=︒每日栅清量：中格栅 W 1=0.07m 3/103m 3W=d /648m .0100028640007.0015.010********W 31max =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯总K Q >0.2m 3/dB —栅槽宽度，ms —格条宽度，m e —栅条间隙，mm n —格栅间隙数Q m ax —最大设计流量，m 3/sα—格栅倾角，度h —栅前水深，m v —格栅流速，m/s h 1—过栅水头损失，m h 0—计算水头损失，m k —系数H —栅槽总高度，m h —栅前水深，m h 2—栅前渠道超高，m L —栅槽总长度，m H 1—栅前槽高，mL 1—进水渠道渐宽部分长度，m B 1—进水渠道宽度，mα1—进水渠展开角，度L 2—栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m W —每日栅渣量，m 3/d W 1—栅渣量，m 3/dK 总—生活污水流量变化系数2沉沙池：采用平流沉沙池：主要截流无机颗粒，工作稳定，构造简单，排砂方便 取：Q max =15L/S=0.015m 3/s,v=0.2m/s 池内水停留时间：t=50s 有效水深：h e =0.5mX 1为城市生活污水，每10万m 3污水含沙量为3 m 3，辰砂含水量约60%，容重1.5t/ m 3砂斗斗壁倾角60°水流部分长度L=vt=0.015⨯50=0.75m 水流段面积 A=2max 075.02.0015.0m v Q ==池总宽度 m m h A B e 15.05.0075.02===沉砂斗容积 37535351max m 1085.1210m 10/3m 015.0864001086400-⨯=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=总K X t Q V 沉砂池总高度 H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.5+ h 3 储砂斗高 h 3323h tg60h 31⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛︒=π储砂V3227323m 1083.13114.331095.1tg6013V h --⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛︒⨯=π储H=0.3+0.5+0.0183=0.82mQ m ax —最大设计流量，m 3/s L —水流部分长度，m v —最大速度，m/st —最大设计流量时的停留时间，s A —水流断面积，㎡ B —池总宽度，m2h —设计有效水深，mV —沉砂斗容积，m31x —城市污水沉沙量，35310/3m mK 总—流量总变化系数 H —总高度，m1h —超高，0.3m3h —储砂斗高度，m3沉淀池：采用辐流式沉淀池。
人工湿地系统设计说明
潜流式人工湿地设计计算书设计规模300t/d ；水质类型，农村生活污水。
1、集水调节池基本参数有效容积：V e =Q max ×HRT =12.5×6=75m 3式中：Q max —设计进水流量，m 3HRT —水力停留时间，h调节池高度取3m ，其中超高0.5m ，有效池深2.5m有效面积:Ae =Ve ℎe=752.5=30m 2式中：he —调节池有效高度集水调节池主要作用是均匀水质，稳定水量，起到一定的缓冲调节作用。
集水调节池设计规模为300m 3/d ，即12.5m 3/h ，水力停留时间HRT 按6小时计算，调节池有效容积为75m 3。
考虑现场实际情况， 调节池设计尺寸为：L ×B ×H=8×4×3m ； 实际有效容积L ×B ×H=8m ×4m ×2.5m=80m 3。
2、污水提升泵泵参数 流量：Q=10m 3/h ； 数量：3台，两用一备； 扬程：15m ； 功率：0.75KW ； 效率：40%。
3、人工湿地基本参数 人工湿地面积：A=Q×(C 0−C 1)×10−3q os；式中，A---人工湿地面积，m 2； Q---人工湿地设计水量，m 3/d ； C 0---人工湿地进水BOD 5浓度，mg/L ； C 1---人工湿地出水BOD 5浓度，mg/L ； q os ---表面有机负荷，kg/(m 2·d)；经计算，理论人工湿地面积A =300×(50−10)×10−3100×10−4=1200 m 2。
本项目受场地限制，人工湿地面积为750 m 2。
表面水力负荷q ℎs =QA =300750=0.4m 3/(m 2·d)。
人工深度一般小于2m ，本项目设计取值1.5m ，其中基质层厚度1.2m ，超高0.3m 。
人工湿地设计（一）-epa案例
人工湿地设计（一）-epa案例1 湿地平均水深（h）由于湿地底部的不规则性，水深难以精确确定。
水深的可变性对于湿地运行也十分重要，例如湿地水深可能由于植物碎屑或凋谢物的堆积而减小，这时可适当增加出水堰的高度来增加水深，进而抵消有效水深的减少所带来的影响。
碎屑或凋谢物的最大积累量一般存在于湿地进水端，有研究表明运行15年的FWS湿地由于植物碎屑和凋谢物所造成的进水端植被区湿地深度变化约为0.08-0.12m。
一般挺水植物区域的水深和沉水区域的水深有所不同，前者大约0.6m，后者约1.2m。
设计计算时，通常采用平均水深来表征湿地深度，它代表整个湿地面积上的平均深度。
2 湿地容积（Vw）湿地容积用来表征湿地潜在的蓄水量，通常忽略植被、枯枝落叶和植物凋谢物及碎屑的容积。
湿地容积可用湿地面积和平均水深的乘积表示：V w=A w×h3 湿地孔隙率（ε）在FWS湿地中，植被及其凋谢物、碎屑、沉淀物等占据了水体的一部分，从而减少了可用于水的有效容积空间。
湿地孔隙率（ε）是水可以流过的总体积分数，其数值难以现场精确测量，且变化很大。
湿地空隙率的下降虽然减少了湿地的有效贮水容积，即减少了水在湿地内的停留时间，但却提高了水中胶体物质的絮凝效果，提高悬浮物的沉淀效率。
通常建议FWS湿地设计计算时完全植被区的孔隙率为0.65-0.75，植被密集的区域取下限值，而开阔水域的孔隙率一般取值1.0。
4 平均过水流量（Q ave）在FWS湿地中，平均过水流量表征进水流量（Q0）和出水流量（Q e）的平均值。
Q ave=（Q0+ Q e）/25 水力停留时间（t）水力停留时间（HRT，t）定义为有效的湿地水量与平均流量（Q ave）的比值。
理论水力停留时间t可以计算如下：t=（V w×ε）/ Q ave水力停留时间计算中使用的流量可以是平均湿地流量（Q ave）或最大或最小流量，具体取决于计算的目的。
6 水力负荷（q）水力负荷率（q）是湿地进水流量除以湿地表面积，表征在指定时间间隔内分配到湿地表面的废水深度。
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~，双车道为~，并应有回车道;2车行道的转弯半径宜为~;3人行道的宽度宜为~。
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
人工湿地设计（五）-水平潜流湿地条文个人理解版
⼈⼯湿地设计（五）-⽔平潜流湿地条⽂个⼈理解版1. ⽔平潜流湿地应设置进⽔区、处理区和出⽔区，⾃上⽽下宜为覆盖层、填料层和防渗层。
条⽂说明：进⽔区和出⽔区的⽬的在于均匀配⽔与出⽔，处理区主要完成处理功能，依靠填料⾃⾝的吸附拦截、填料表⾯的微⽣物吸附降解、植物根系的吸收等多重⼿段去除废⽔中的污染物。
2. 进⽔区和出⽔区宜放置粒径为40-80mm的卵⽯和砾⽯，长度宜为0.5m，易分布于整个湿地床宽。
条⽂说明：此条源于EPA。
关于EPA建议内容如下：粒径40-80mm，尽量减少堵塞，并应从系统顶部延伸到底部。
⼊⼝区域建议长度约2⽶，出⼝区域建议长度约1⽶，有助于⽔流均匀分布或均匀收集⽽不会堵塞。
另外建议⼊⼝和出⼝处使⽤⽯笼，便于清理维护。
3. 处理区填料粒径宜为4-30mm。
条⽂说明：此条参考EPA。
在10-60mm范围内，不同粒径对应的污染物去除效率并没有太⼤变化。
因此，建议处理区基质的平均直径在20⾄30毫⽶之间。
为了尽量减少基质沉降，建议使⽤莫⽒硬度为3或更⾼的圆形基质。
4. 覆盖层厚度应⼤于200mm，材料宜选⽤⼟壤。
条⽂说明：覆盖层⽤于提供植物⽣长的初始介质，利于植物的⽣长发育。
5. 填料层厚度宜为50-100mm。
条⽂说明：填料层的深度应尽量满⾜植物根系的穿透能⼒，以此避免下⽅碎⽯层中出现短流，尽可能让⽔流全部贯穿植物根系，以利于根系周边微环境进⾏硝化作⽤。
研究发现，植物根系最⼤穿透深度约0.6m，且堵塞物仅出现在0.3m的深度范围内，且位于处理区前端区域。
EPA中基质平均深度建议为0.4-0.6⽶。
如前所述，有证据表明⽔流优先在根区下⽅的基质空隙通道中流动⽽形成短路，为了避免这种影响，通常需要更浅的深度，⽽较浅的深度可能需要更⼤的⾯积来实现期望的HRT，建议使⽤0.40⽶作为系统的最⼤设计⽔深（⼊⼝处）。
⽽基质的深度由⼊⼝处的⽔⾯⾼程确定，且应⽐⽔深⾼出⾄少0.1⽶。
6. ⽔⼒坡度宜为0.5-1.0%。
人工湿地课程设计
目录1 概述 (2)1.1 垂直流人工湿地简述 (2)1.2人工湿地的净化机理 (2)2 前处理工艺设计 (2)2.1 污水进水水质和出水要求 (2)2.2出水要求 (3)2.3 预处理设计及选型 (3)2.3.1 化粪池 (3)2.3.2格栅 (5)2.3.3格栅池 (5)2.3.4调节池 (5)3 人工湿地参数设计计算 (6)3.1 湿地表面积的计算 (6)3.2水力停留时间及表面负荷 (7)3.2.1 水力停留时间的计算 (7)3.2.2表面水力负荷计算 (7)3.2.3管道设计 (8)4 结构设计及填料的选择 (8)4.1 进出水系统的布置 (8)4.2 填料的使用 (8)4.3植被的选择原则 (9)4.4造价粗估及运行管理 (10)参考文献 (11)1 概 述1.1 垂直流人工湿地简述人工湿地作为一种低投资、 低能耗、 低处理成本和具有氮磷去除功能的废水生态处理技术， 在广大城镇和农村地区具有广阔的应用前景。
人工湿地因水流方式差异可分为表面流湿地、 地下潜流湿地、 垂直流湿地和潮汐流湿地。
垂直流湿地是将水生植物种植在填料床中， 污水在填料下垂直流动， 氧气通过大气扩散和植物传输进入湿地系统。
水流流经床体后被铺设在出水端底部的集水管收集， 然后排出处理系统。
污水直接与填料接触， 通过基质过滤、 吸附、 沉淀、 离子交换、 植物吸收和微生物降解来实现对污水的高效净化。
垂直流湿地兼有表面流和潜流型人工湿地的特点， 脱氮除磷效果好［1］。
1.2人工湿地的净化机理对SS ：通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除。
对N ：①NH 3-N 被湿地植物和微生物同化吸收，转变为有机物的一部分,可通过定期对植物的收割使N 得到部分去除；②NH3-N 在较高的pH 值(pH>8)条件下向大气中挥发；③有机N 经氨化作用矿化为NH-N 在好氧区经亚硝化、硝化作用分别转变为NO 2--N 和NO 3--N 然后它们在缺氧和有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原为N 2释放到大气中，达到最终脱氮的目的。
人工湿地运行手册范本
人工湿地处理生活污水推广手册人工湿地效果图一、人工湿地简介人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。
当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。
人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。
二、人工湿地原理人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。
其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类植物的作用。
三、人工湿地分类人工湿地的核心技术是潜流式湿地。
一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。
湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。
水通过基质、植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。
主要包括部构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。
潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人工湿地。
利用湿地中不同流态特点净化进水。
经过潜流式湿地净化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。
快渗人工湿地填料系统图垂直流潜流式人工湿地：在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。
垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。
人工湿地介绍与设计
宽度 8
等价污染量
2930 人
深度 0
水力停留时间
3.3天
建议各建一个100m x 40m的湿地系统
流入浓度估算 (mg/L)
COD BOD1 TSS FColi1 TN1
流入浓度预计 643.1 400.0 64.4 105 70.0 (2m021g//2/L4)
较广的植物类型，要充分考虑其在该工艺
的优势，能使其充分发挥自己的长处而居
2021/2/4
37
为达到全面的处理和利用效果，应进行
有机的搭配，如深根系植物与浅根系植
物搭配，丛生型植物与散生型植物搭
吸收N多的植物与吸收P多的植物搭配
以及常绿植物与季节性植物的季相搭配
等。在进行综合处理的一些工艺或工艺
段中，切忌配置单一品种，以避免出现
特 点 比 较
建造费用
使用和维修费用
备注 2021/2/4
人工湿地
传统系统
占地面积大
使用植物 土壤
输入能量少 $3,664,00
使用微生物
能耗高
使用化学药 钢筋混凝土结
$4,112,00
$45,000/年 兼性氧化塘和人工湿地
$152,000/年
带硝化功能的传11 统活 二级水处理
人工湿地的分类
人工湿地（Constructed Wetlands) ，它分为
和繁衍地
2021/2/4
18
处理目标
达到受纳水体要求的水质 标准
满足循环用水或深度处理 要求
预处理要求
观光用湿地 2021/2/4
19
土地场所的要求
宽度和深度 水力负荷的比率 滞留时间 填料的选用
2021/2/4
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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
NH4+
面积 倾斜度 NO3-
0.8 ha < 0.005% Org N1
53.2 49.1
16.8
47.5 20.8
14.3
10.8 57.6
1246.8
人工湿地实例介绍
27
Nativitas 人工湿地的建设
28
地点分析：
位于墨西哥市附近 北部：农场和园艺 场 南部：大城市 水资源缺乏 亟需污水处理系统
根系发达，茎叶茂密 抗病虫害能力强 有一定的经济价值
北美人工湿地常用的 植物有芦苇、香蒲、灯 心草、水葱、竹等
23
在湿地植物根系表面生长的生物膜
24
单户家庭的湿地系统设计
设计流量
表面流湿地k-C*（模型） 0.785 m3/d
长度 7.5 m
产生污水量
157 L/人/天
宽度 3 m
等价污染量
5人
深度 0.55m
水力停留时间
3.3天
建议各建一个100m x 40m的湿地系统
流入浓度估算 COD BOD1 TSS FColi1 TN1 (mg/L)
流入浓度预计 643.1 400.0 64.4 105 70.0 (mg/L)
预测量降解比 173.9 24.8 16.5 1092 61.8
率%
73.0 93.8 74.4 98.9 11.7
——1公顷湿地生态系统每年创造的价值高达1万多美元，是热带雨林的 7倍，是农田生态系统的160倍!
7
人工湿地简介
8
人工湿地的定义
人工湿地(Constructed Wetlands)，是一种为了达 到环保处理效果，模仿自 然湿地而人工设计的复杂 的具有渗透性能的地层生 态结构，包括有浮现性、 浸没式植物、动物和水体 等不同的组成部分。
人工湿地技术介绍
吴旭琲 博士
1
湿地概况
2
湿地的定义
“湿地”一词源自英文 wetland，是包括天然或人 工、长久或暂时的沼泽地、 泥炭地或水域地带，包括 或静止或流动、或为淡水、 半咸水或咸水水体的水域， 一般指低潮时水深不超过 6米的水域。——摘自1971
年湿地公约
3
湿地的类型
从人类干扰的角 度
29
Nativitas湿地系统的设计方案
30
预处理——稳定塘
31
二级处理——潜流湿地
32
三级处理——垂直流湿地
33
污染物在各级处理中的 净化效果
化学需氧量（COD) 总悬浮颗粒（TSS） 总氮(TN)
34
35
36
37
废水中的有机污染物的种类
杀虫剂 PAHs 和PCBs 激素 医药品 人体保健品 表面活性剂（NPEOs属 于雌激素）
19
处理目标
达到受纳水体要求的水质 标准
满足循环用水或深度处理 要求
预处理要求 观光用湿地
20
土地场所的要求
宽度和深度 水力负荷的比率 滞留时间 填料的选用
21
植被
植物的类型
水上植物、水底植物、浮游植物 大型挺水植物(如芦苇)
22
选择标准
耐污能力和抗寒能力强， 又宜于本乡土生长，最好 以本乡土植物为主
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
9
人工湿地净化废水的原理
物理作用
过滤和沉淀
－能除去含有C、N、P的有 机及无机颗粒物和悬浮固体
化学作用
吸附和絮凝
－可溶性的有机化合物 －阴离子（ PO43- ）和阳离子 （重金属阳离子）
挥发作用
－挥发性有机物(VOC)
微生物作用
氧化－还原反应 吸收降解
植物作用
气体运输作用 植物吸收 根系有利于微生物繁殖
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 万km2，珊瑚礁约60万km2
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)
深度 0.55m
水力停留时间
5.5天
建议建一个7.5m x 3m的湿地系统
流入浓度估算 COD BOD1 TSS FColi1 TN1 (mg/L)
流入浓度预计 1569.2 400.0 406. 105 162.9
(mg/L)
1
预测量降解比 173.9 24.7 40.2 68 132.3
率%
73.0 93.8 90.1 99.9 18.8
NH4+ 80.5
66.7 17.1
面积 倾斜度 NO3-
125.8
30.6 75.7
22.5m2 < 0.73% Org N1
82.4
61.8 2255.0
大型湿地系统的设计
设计流量
表面流湿地k-C*（模型） 460 m3/d
长度 100 m
产生污水量
157 L/人/天
宽度 80 m
等价污染量
2930 人
38
NPEO 表面活性剂及其衍生物
39
40
湿地面积的计算公式
10
人工湿地与传统系统的比较
特 点 比 较
建造费用
使用和维修费用备注人工湿地来自传统系统占地面积大
使用植物 土壤
输入能量少
能耗高 使用微生物
使用化学药品 钢筋混凝土结构
$3,664,00
$4,112,000
$45,000/年
$152,000/年
兼性氧化塘和人工湿地
带硝化功能的传统活性污泥 法的二级水处理厂