人工湿地的设计与计算
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。
潜流式人工湿地系统计算公式
潜流式人工湿地系统计算公式：在知道进水BOD和达到排放要求BOD的前提下用这个公式计算：A=Q*(ln- ln)/( Kt*d*n)s Co Ce其中，As为湿地面积（m2）Q为流量（m3/d）Co为进水BOD（mg/L）Ce为出水BOD（mg/L）d为基质床的深度n为基质的孔隙度(孔隙度的范围大概在0.1-0.4)Kt为与温度有关的速率常数，其计算公式为：Kt＝1.014×（1.06）（T－20）T为水体的平均温度孔隙度没有一定的常数，要现场测试才能确定。
具体嘛，就是在一个已知容量的容器里面填充石头和水，全部满掉以后，再测试这里里面有多少量的水和多少量的石头就可以了。
TSS，悬浮物去除计算公式TSS eff＝TSS inf×（0.1058＋0.0011×HLR）TSS eff为出水TSS（mg/L）TSS inf为进水TSS（mg/L）HLR为水力符合率（cm/d）HLR，计算公式为：HLR＝Q/As氮（N）的去除率计算公式ln（TKN/NH4eff）＝Kt．HRT或HRT＝ln（TKN/NH4eff）/ KtTKN为进水中的凯氏氮含量（mg/L）NH4eff为出水中氨态氮浓度（mg/L）KNH为0.01854＋0.3922（rz）2.6077rz为植物根系占沙砾床深度的比率（0－1之间的小数表示）Kt为KNH×（1.048）（T－20）HRT为水流滞留时间（d）在典型的冬季气候条件下，水温为5～10℃时，Kt的取值范围为0.2～0.25。
ln（NO3inf/NO3eff）＝Kt×HRT或HRT＝[ln（NO3inf/ NO3eff）]/KtKt＝1.15（T-20）NO3inf为进水硝态氮（mg/L）NO3eff为出水硝态氮（mg/L）冬季，水温5～10℃时，反硝化作用比硝化作用要敏感。
但在10℃以上时，硝化作用比反硝化作用强，硝态氮的去除比氨态氮的去除量大。
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。
人工湿地工艺计算
人工湿地一、地表流人工芦苇湿地处理系统1、湿地面积设计计算处理水量Q=2000m3/d原水BOD5＝40mg/l出水BOD 5＝20mg/l0.058269假定：污水中不可沉淀去除的BOD5份额α＝0.53水温为20℃时的生化反应速率常数K 20＝0.0057d -1泩性生物比表面积A v =18.85m 2/m 3湿地床水深H＝10cm冬季H＝30cm系统孔隙度n=0.75(1）水力停留时间t水温为20℃时t=0.114185(d)水温为10℃时t=0.296166(d)水温为5℃时t=0.476978(d)(2)占地面积A水温为20℃时,水深10cm A=2283.694(m 2)水温为10℃时,水深20cm A=2961.657(m 2)L 水温为5℃时,水深30cm A=3179.852(m 2)80（3）布水管主管流速V＝0.5m/s主管数量n=2个主管管径D1=171.721mm实际选取D1＝200mm校核实际流速V1＝0.368601m/s >0.3m/s支管数量n2=384L H V配水渠进水孔5003000.154321单根穿孔管长度=4000mm穿孔管数量n=384根穿孔管合计长度L＝1536000mm穿孔间距=200mm穿孔数量＝7680个5mm0.153584m/s(4）集水管主管流速V＝0.5m/s主管数量n=4个主管管径D1=121.4251mm实际选取D1＝150mm校核实际流速V1＝0.327645m/s >0.3m/s 穿孔孔径＝穿孔管流速V=单根穿孔管长度=480000mm 穿孔管数量n=8根穿孔管合计长度L＝3840000mm穿孔间距=500mm穿孔数量＝7680个10mm穿孔孔径＝0.038396m/s穿孔管流速V=B5040002312276 1248576 1.22428.8604.8 12224552 128。
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。
人工湿地设计规范-（38666）
⼈⼯湿地设计规范-（38666）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。
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]。
人工湿地毕业设计计算
人工湿地毕业设计计算人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工建筑，用于处理废水和改善水质。
在现代城市化进程中，水资源的污染和短缺问题越来越突出，人工湿地作为一种可持续的水处理技术，逐渐受到了广泛关注和应用。
本文将探讨人工湿地毕业设计计算的相关问题。
首先，人工湿地毕业设计的计算需要考虑水体的流量和水质参数。
流量是指单位时间内流经人工湿地的水量，通常以立方米每秒（m³/s）表示。
设计者需要根据实际情况确定流量的大小，如城市污水处理厂的设计流量应该考虑城市的人口规模和日用水量。
水质参数包括水中的污染物浓度和水质目标，如COD（化学需氧量）、氨氮、总磷等。
设计者需要根据污染物的特性和排放标准确定水质参数的要求，以便设计出合适的人工湿地系统。
其次，人工湿地毕业设计的计算还需要考虑湿地的尺寸和构造。
湿地的尺寸包括面积和深度两个方面。
面积的大小取决于流量和水质参数，一般来说，流量大、水质要求高的情况下需要较大的湿地面积。
深度的选择需要考虑湿地内部的水流速度和水质处理效果，一般来说，较浅的湿地可以提高水流速度，但对水质的净化效果较差。
构造方面，人工湿地可以采用不同的形式，如湿地池、湿地槽等，设计者需要根据具体情况选择合适的构造形式。
此外，人工湿地毕业设计的计算还需要考虑湿地植物的选择和配置。
湿地植物在人工湿地系统中起到重要的作用，可以吸附和转化污染物，提高水质处理效果。
设计者需要根据水质参数和植物的生态特性选择合适的湿地植物，并合理配置植物的密度和布局，以提高植物的利用效率和水质净化效果。
最后，人工湿地毕业设计的计算还需要考虑系统的运行和维护。
人工湿地系统需要定期进行清淤和修剪植物等维护工作，以保证系统的正常运行和水质处理效果。
设计者需要考虑运维成本和工作量，选择合适的维护策略和周期。
综上所述，人工湿地毕业设计计算涉及到流量和水质参数的确定、湿地尺寸和构造的选择、湿地植物的配置以及系统的运行和维护等方面。
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。
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%。
人工湿地的设计流程
人工湿地的设计流程一、前期的调研与规划。
咱得先去了解这个湿地要建在哪块儿地儿呢。
就像是给湿地找个合适的家。
得看看这块地儿的地形咋样，是平的呢，还是有坡坡洼洼的。
要是有坡的话，那在设计的时候就得考虑咋利用这个坡度，让水可以自己流得顺顺当当的，就像小河流一样欢快。
还有啊，这块地儿周围的环境也很重要呢。
有没有啥污染源呀，要是旁边有个大工厂天天排脏东西，那可不行，咱得离它远远的。
另外，当地的气候也得搞清楚，是经常下雨呢，还是比较干旱。
如果雨多，那设计的时候排水就得好好考虑；要是干旱，咋给湿地供水就得好好琢磨琢磨。
二、确定湿地的类型。
人工湿地有好几种类型呢，像表面流湿地、潜流湿地啥的。
这就好比是给湿地选个合适的“性格”。
表面流湿地就像那种比较直白的朋友，水就在表面流，看起来就像个小池塘似的，水生植物就在水面上漂漂亮亮地长着。
潜流湿地呢，就比较含蓄啦，水在地下悄悄地流，植物的根就在下面默默地净化水。
那到底选哪个类型呢？这就得根据咱前面调研的结果来啦。
要是想让湿地看起来好看，有那种自然的美感，表面流湿地可能就不错；要是更注重水的净化效果，潜流湿地就很厉害啦。
三、植物的选择。
植物可是湿地的小天使呢。
选植物的时候可得用心。
首先得选那些能在当地长得好的植物，就像咱找对象得找合得来的一样。
比如说芦苇呀，菖蒲呀，这些都是湿地里的常客。
芦苇高高大大的，就像湿地里的卫士，它的根可以在水里吸收好多脏东西，让水变得干净。
菖蒲呢，长得有点像宝剑，绿油油的，可好看了，而且它净化水的本事也不小。
除了考虑净化能力，还得考虑植物之间的搭配。
不能全种一种植物呀，那样多单调。
就像咱们穿衣服得搭配着来，有高的植物，有矮的植物，有开花的，有不开花的，这样整个湿地看起来就像一个大花园似的，五颜六色的，多美呀。
四、水力系统的设计。
这个水力系统就像是湿地的血管一样重要。
水咋流进来，咋在湿地里转一圈，然后又咋流出去，都得设计好。
要是水流得太快了，水在湿地里还没来得及被植物和土壤净化就跑出去了，那可不行；要是流得太慢了，水就会变得臭臭的，就像一潭死水似的。
人工湿地设计计算流程
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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：表4基质从下到上结构分层列表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。
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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，基质粒径围在0-30 mm之间，通常选用的粒径围是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：
表4基质从下到上结构分层列表
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，并在塘放养鱼、泥鳅、青蛙等动物。
我国常用的人工湿地植物见下表5：
综合考虑本工艺以芦苇为水生植物。
7.3.3湿地总面积（A ）
（1）BOD 面积负荷（A 1）
)
(0365.0*
*1C C C C In k Q A e i --⨯=
(7-1)
2
1160016.0772.410772.424180600365.0m ha In A ==⎪⎭
⎫ ⎝⎛--⨯⨯=
式中：
Q ——污水流量，Q=60 m 3/d ；
K ——BOD 一级反应速率常数，取180；
C i ——BO
D 进水浓度，C i =24 mg/L ； C e ——BOD 出水浓度，C e =10 mg/L ；
C *——BO
D 背景值，C *=3.5+0.053Ci =4.772 mg/L 。
（2）SS 面积负荷（A 2） 由公式(7-1)得：
2
250005.099.81099.89.181000600365.0m ha In A ==⎪⎭
⎫ ⎝⎛--⨯⨯=
式中：
Q ——污水流量，Q=60 m 3/d ；
K ——SS 一级反应速率常数，取1000； C i ——SS 进水浓度，C i =18.9 mg/L ； C e ——SS 出水浓度，C e =10 mg/L ；
C *——SS 背景值，C *=7.8+0.063C i =8.99 mg/L 。
（3）TN 面积负荷（A 3） 由公式(7-1)得：
2
3660066.05.1155.132********.0m ha In A ==⎪⎭
⎫ ⎝⎛--⨯⨯=
式中：
Q ——流量，Q=60 m 3/d ；
K ——TN 一级反应速率常数，取27； C i ——TN 进水浓度，C i =32 mg/L ； C e ——TN 出水浓度，C e =15 mg/L ； C *——TN 背景值，C *=1.5 mg/L 。
（4）TP 面积负荷（A 4） 由公式(7-1)得：
2
47480748.002.0102.05.112600365.0m ha In A ==⎪⎭
⎫ ⎝⎛--⨯⨯=
式中：
Q 污水流量，Q=60 m 3/d ；
K ——TP 一级反应速率常数，取12； C i ——TP 进水浓度，C i =2.4 mg/L ； C e ——TP 出水浓度，C e =1 mg/L ； C *——TP 背景值，C *=0.02 mg/L ；
湿地总面积选取上述面积较大者，即A=748 m 2； 通过确定下面长宽比的计算取值，面积确定为760.5 m 2。
7.3.4湿地长（L ）宽（W ）
湿地长宽比在1:1 - 90:1不等，我国建议在3:1以下，本次设计取2。
W L R =
(7-2)
2=W
L
W
A L =
(7-3)
W
L 748
=
经计算取值，L=39 m ，W=19.5 m 。
7.3.5单池面积（A B ）和滤床数量（n ）
取4个滤床，即n=4。
单池面积为：
n A A B =
(7-4)
21904
5
.760m A B ==
长为19.5 m ，宽为9.75 m 。
各个滤床之间隔板厚度为0.12 m 长为15.6 m 。
7.3.6湿地深度（D w ）
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，一般取0.6-0.7m 。
本次设计取床深D w =0.7m 。
7.3.7湿地容积（V ）
w
D A V ⨯=
(7-5)
335.5327.05.760m V =⨯=
式中：
A ——湿地面积，A=760.5 m 2；
D w ——湿地深度，D w =0.7 m 。
7.3.8水力停留时间（t n ）
av
n Q V t ε=
(7-6)
d t n 21.660
7
.035.532=⨯=
式中：
V ——湿地容积，V=875 m 3； ε——基质填料平均空隙率，ε=0.7； Q av ——日平均污水流量，Q av =60 m 3/d 。
7.3.9 管道设计
由于水量过小，根据实际情况采用DN150进出水管。