人工湿地设计计算模型
人工湿地设计计算流程
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河道人工湿地工艺的设计计算
河道人工湿地工艺的设计计算好养生物塘⑴实际尺寸：L×B×H=10×6×⑵有效水深：H=⑶有效容积：V=120m3,有效面积60m2⑷水力停留时间：HRT=5 h⑸结构：砖混结构人工湿地(a) 复合潜流人工湿地综合考虑水平潜流负荷高，水力条件好能营造良好的厌氧环境，以及垂直潜流充氧能力和硝化能力强的特点，我们选择水平+垂直的复合潜流人工湿地，水流经进水布水，先后缓慢流经粒径20mm的粗砾石和5mm~10mm的细砾石，在砾石表面形成生物膜，附着的微生物对污水中的有机物进行降解，出水进入垂直流湿地，水流在填料床中呈由上向下的垂直流，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。
垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。
在设计时充分考虑了检修，将垂直潜流湿地分为2格，保证在检修的情况下也不会间断对污水的处理。
(b) 表面流人工湿地系统地表流湿地系统也称水面湿地系统，与自然湿地最为接近，但它是受人工设计和监督管理的影响，其去污效果又要优于自然湿地系统。
污染水体在湿地的表面流动，水位较浅。
通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。
氧的来源主要靠水体表面扩散，植物根系的传输和植物的光合作用，表面流负荷小，占地面积相对较大。
设计参数水平潜流人工湿地设计参数垂直潜流人工湿地设计参数表面流人工湿地设计参数构筑物设计水平潜流人工湿地构筑物尺寸垂直潜流人工湿地构筑物尺寸表面流人工湿地构筑物尺寸水平潜流人工湿地系统基质配选方案水平潜流湿地从表层到底层依次为覆土土壤，粗砂，填料层，细砂，防渗层，我们将湿地分为3个单元，每个单元分为2格，第一格选择粒径为20mm的粗砾石作为填料层，一方面利用粗砾石粒径大，水力条件好的特点，增大系统的抗负荷能力，另一方面靠近进水端的填料层也起到很好的布水作用，使水流均匀，提高容积利用率；第二格选择5mm~10mm 的细砾石，增大填料比表面积，使附着在填料表面的微生物与污水更容易接触，同时由于粒径小，水流速度较慢，给微生物提供充足的时间硝化降解河水中的有机物，提高出水水质，降低对后续工艺的冲击。
垂直流人工湿地计算参考书
垂直流人工湿地计算参考书一、什么是垂直流人工湿地呢？垂直流人工湿地是一种超级有趣又很环保的污水处理系统哦。
它就像是一个小小的自然净化工厂，通过湿地里的植物、土壤还有微生物的共同努力，把污水变得干干净净的。
这里面的水流可不是随随便便流动的，而是垂直方向流动的呢。
这种特殊的流动方式让污水在湿地里的净化过程变得更加独特和高效。
比如说，污水会在重力的作用下，缓缓地从湿地的上层渗透到下层，在这个过程中，不同的物质就开始发生各种奇妙的反应啦。
二、计算垂直流人工湿地为什么这么重要呀？这可太重要啦。
如果不进行准确的计算，就像厨师做菜不知道放多少调料一样，整个湿地的运行可能就会乱套哦。
准确的计算可以帮助我们确定湿地的面积大小。
要是面积算小了，污水可能得不到充分的净化，那可就白忙活啦。
而且还能确定水流的速度呢，水流太快，污水和湿地里的各种净化元素接触时间太短，净化效果肯定不好；水流太慢，又会影响整个处理污水的效率。
另外，计算还关系到我们要种多少植物，选择什么样的植物。
不同的植物在净化污水的能力上可是有很大差别的哟。
三、关于垂直流人工湿地计算的参考书籍。
这本书简直就是垂直流人工湿地计算的宝藏书籍呀。
它从很基础的原理开始讲起，就像一个耐心的老师。
书里详细地介绍了垂直流人工湿地的各种数学模型，这些模型可是帮助我们计算湿地的关键哦。
比如说，有关于水力停留时间的计算模型，这个时间可是很重要的参数呢。
它用很通俗易懂的例子来解释这些复杂的模型，让我们这些读者不会被那些密密麻麻的公式吓跑。
而且书里还有很多实际案例的分析，我们可以看到在不同的地区、不同的污水类型下，人家是怎么根据这些计算来建造和运营垂直流人工湿地的。
可别小看这本书哦。
虽然它不是专门讲垂直流人工湿地计算的，但它给我们提供了很多关于湿地生态系统的基础知识。
了解湿地的生态系统，对我们进行垂直流人工湿地计算是非常有帮助的。
比如说，我们要计算湿地里植物的数量和种类，那就得知道湿地的生态环境适合哪些植物生长呀。
人工湿地计算书
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：AL =[Q×（C－C1）×10-3]/qos×10-4其中AL为理论人工湿地面积（m2）Q为流量（m3/d），设流量为30000 m3/d。
Co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。
qos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AL=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：AL1=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：AL2=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。
人工湿地数学模型模拟与应用_朱永青
第一作者:朱永青,女,1982年生,硕士研究生,研究方向为水污染数学模拟。
人工湿地数学模型模拟与应用朱永青1 林卫青2(1.东华大学环境科学与工程学院,上海200051;2.上海市环境科学研究院,上海200233) 摘要 人工湿地生态系统具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积和操作简单等优点,在国外得到了较好应用。
综述了人工湿地净化技术及湿地模型的研究进展,重点介绍了国外已经成功验证与应用的3种人工湿地模型的开发情况。
同时应用某人工湿地的实测数据,通过对模型的验证和率定,表明模型在评估湿地功能和优化设计上的实用性。
最后,对人工湿地模拟模型的应用前景及存在问题进行了评述。
关键词 人工湿地 废水处理污染物去除机理 数学模型Wa stewater purification in constructed wetland Zhu Yongqin 1,Lin Weiqin 2.(1.College of Environmental Science and En -gineering ,Donghua University ,Shanghai 200051;2.Shanghai Environmental Research I nstitute ,Shanghai 200233)Abstract : A properly desig ned and operated constructed wetland eco system is often the most cost effective wastewater treatment alternative .Removal mechanisms for suspended solids ,o rganic ,nitrogen and pho sphorus compounds in wastewater are presented .Available w etland models ,including SET WET Mo del of U niversity of Virginia and PREWET M odel of US Corp of Engineers ,are introduced .The P REWET Mo del simulation of a 20km 2wetland is presented as an example ;the predicted removal rates for total suspended solids (26.5%)and to tal pho sphorus (3.0%)are in close agreements with the actual data of 29.5%and 3.0%,respectively .Future wetland models incorporating more interactive factors and /or better software will facilitate simulations for design and evaluation of wetland projects .Keywords : Co nst ructed wetlandWa stew ater treatmentPollutant remo val mechanism Simulatio n mo del 近年来,随着工业化和城市化水平的提高,我国许多城市出现了严重的水污染问题[1],现有的污水处理厂多采用传统的活性污泥二级生化处理工艺,工程基建投资大、能耗高、运行维护费用大、对管理技术要求高,难以在中小城市推广[2]。
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。
水平潜流人工湿地模型_闻岳
Horizon tal subsurface flow constructed w etland m odels. WEN Yue, ZHOU Q i (S tate K ey Laboratory of P ollu tion Contro l and R esources R euses, T ongji Un iversity, Shanghai 200092, Ch ina ). -Chin. J. App l. E col. , 2007, 18( 2): 456- 462. A bstract: A s a new treatm ent technology, constructed w etland plays an important ro le and has broad prospects in w ater po llution contro l and env ironm ental restoration. Its design ing artifice is ge-t ting progress ow ing its increasing applicat ion in w astew ater treatm ent coupling w ith the increasing ly strict w ater qua lity standards. F rom the aspects o f hydrodynam ics, contam inants degradat ion dynamics and param eters uncertainty, th is paper gave a system atic rev iew on the horizonta l subsurface flow constructed w et land m odels, including load approach, regression equation, firs-t order k - C* mode l
人工湿地系统设计(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】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 V=V VVV×VVV=12.5×6=75m3式中：Qmax—设计进水流量，m3HRT—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=VVV V =752.5=30m2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300m3/d，即12.5m3/h，水力停留时间HRT按6小时计算，调节池有效容积为75m3。
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=80m3。
2、污水提升泵泵参数流量：Q=10m3/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=V ×(V 0−V 1)×10−3V VV；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V VV =V V=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 。
水力停留时间t =V ×V V=750×1.2×0.4300=1.2d 。
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。
人工湿地在景观水处理中各单元参数设计
人工湿地在景观水处理中各单元参数设计更新时间:1-13 17:27目前，潜流式人工湿地已在全国很多地区的景观水系处理中得到了推广，技术也已逐渐成熟，笔者通过几个项目的实践，总结了相关参数设计要点，归纳如下：人工湿地净化景观水体水质的设计可以从以下两个方面来考虑：①对景观水体的水进行循环处理；②对补充水（主要指再生水或雨水)进行处理.前者可以根据湿地的水力负荷进行设计,后者根据湿地污染物的面积负荷进行设计。
1、进行循环处理的人工湿地的设计①处理水量的确定根据景观水体的循环周期设计每天需要处理的水量，计算公式如下：Q=V/T式中Q—循环处理水量，m3／d V－景观水体中的水量，m3 T－循环周期,d循环周期指景观水体的水全部被人工湿地处理一遍所需要的时间.当水温〉25℃时，景观水体的循环周期不宜超过2－3d，当水温〈25℃时循环周期可以适当延长,温度越低则循环周期越长.②湿地面积的确定根据水力负荷设计湿地的面积,计算公式如下：Ax=Qx／HL式中AX—对景观水体的水进行循环处理需要的人工湿地的面积，m2HL一水力负荷，可取0.8-1。
2m3/（m2。
d）2 处理补充水的人工湿地的设计①补充水量的确定根据蒸发量以及景观水体底部和侧壁的渗透水量来确定每天的补充水量,计算公式如下：QB=A×F+Qs （3）式中Q-补给的水量,m3/dA-景观水体的面积,m2F-当地夏季最大蒸发月份的日平均蒸发量,m3/（m2.d）QS-景观水体的下渗水量,m3/d②湿地面积的确定根据湿地污染物的面积负荷确定湿地的面积,计算公式如下：AB=QB×（CB-CE）/N式中AB—人工湿地去除补充水中污染物所需要的面积，m2CB-补充水中污染物的浓度,g/m3CE-湿地出水浓度，g/m3N—一污染物面积负荷，g/（m2.d)分别计算去除COD、BOD5、TN、TP、SS等污染物所需要的面积,选取其中最大的一个作为设计面积。
关于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/d K 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。
人工湿地设计原理及设计流程
人工湿地设计原理及设计流程目录1 设计原理 (4)1.1 净化机理 (4)1.2 水力模型简介 (5)1.3 人工湿地计算模型及主要限制性因素 (6)1.3.1表面流湿地 (6)1.3.2水平潜流人工湿地 (7)1.3.3垂直潜流人工湿地 (9)2.设计程序 (1)2. 1人工湿地的设计程序 (1)2.2设计原则 (1)2.3选址 (2)2.4进出水质 (2)2.4.1一般进出水质要求 (2)2.4.2景观水体氮、磷指标分析 (4)2.5进水方式 (5)2.6设计参数 (6)2.7平面设计 (7)2.8预处理 (8)2.9地基处理 (8)2.10防渗设计 (9)2.11填料选择 (9)2.11.1潜流湿地 (10)2.11.2表流湿地 (12)2.12集配水系统 (12)2.13通气系统 (19)2.14湿地植物 (19)2.15堤岸设计 (19)2.16成本分析 (20)2.16.1成本构成 (20)2.16.2影响因素 (21)人工湿地设计原理及设计流程1 设计原理1.1 净化机理1977年，德国学者Kickuth提出根区理论：由于植物系的输氧作用使得根系周围形成一好氧区域，同时由于好氧生物膜对氧的利用而使距离根系较远的区域呈缺氧状态，更远的区域呈现厌氧状硝化反硝化得以实现。
而且填料和植物根系的存在也为多种微生物提供着载体，形成去除污染物的“微环境”。
Kickuth在进行湿地研究中，采一种栽有芦苇的矩形池子，土壤含钙、铁、铝添加剂，以改善土壤结和提高对磷的去除能力。
水以潜流过芦苇根后，有机物被降解，氮通过硝化和反硝化被去除，磷通过吸附和离子交换固定在土壤中。
根区理论的提出推动了人工湿地的研究和应用。
人工湿地对各污染物的去污机理如下表所示。
人工湿地的去污机理表1-1注：▲最主要作用；●主要作用；◎次要作用；○作用很小或无作用1.2 水力模型简介在介绍人工湿地数学模型前，先对水处理中几种典型流态的水力模型进行简介，包括：（1）完全混合间歇反应器是一个封闭系统，废水进入及排出都是不连续的，反应器中的成分随时间而变化。
人工湿地设计计算模型
dC - C dz 1 C
上式定义了一个新的无量纲参数Ω—湿地去除效率因子, 代表了湿地床体的相对效果。实际上,Ω是给定水力停留 时间或流量下的最大可能去除量,除以Monod饱和常数,而 得出的规范化参数。Ω数值高就表示相对于流量而言降 解速率快,从而带来好的处理效果。
- K O，V Z K O，V KO，A
人工湿地应用的设 计和运行大都是建立在 统计数据和经验公式基 础上的,这些污水处理技 术并不为人们所完全掌 握,专家学者和工程人员 对人工湿地各种去污机 理和途径尚无系统定量 化的结论,对人工湿地设 计时的预期水质目标和 长期的运行效果缺乏准 确可靠的预测手段,从而 严重地影响了这一污水 处理技术的推广与应用。
一级动力学模型的优点：
参数的求解及计算过程都很简单
一级动力学模型存在的缺陷：
实际情况人工湿地水流为非稳态流;由于短流和死 区导致非理想推流流态;反应速率常数会随进水浓 度、水力负荷和水深等因素变化而变化;K-C*模型 计算值比实验值；一直偏大植物种类和温度对反 应速率常数和背景浓度影响显著等等。
但是当湿地系统在类似气候、进水水质、基质 材料和植物种类时，这些模型参数用于指导设计 是可行的。一级k-C*模型仍是目前最实用、最可 靠的设计工具。
Ci - C *
q
式中，Ce为目标物出水浓度，mg/L；Ci为目标物
进水浓度，mg/L；C*为该目标物水质指标的环境
背景值，mg/L；K为一级面积速率常数，m/a；q
为水力负荷率，m/a。
经过重新整理和单位转换后，得出处理某 一指定污染物所需的湿地面积为
A （0.0365 Q ） ln（ Ci - C *）
Ce Ciln（- KV）
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。
水环境容量计算模型
水环境容量计算模型1）河流水环境容量模型水环境容量是在水资源利用水域内，在给定的水质目标、设计流量和水质条件的情况下，水体所能容纳污染物的最大数量。
按照污染物降解机理，水环境容量W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分，即：W W W =+稀释自净稀释容量是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时，依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量。
自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用，给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。
河段污染物混合概化图如图11.4-1。
根据水环境容量定义，可以给出该河段水环境容量的计算公式：图11.4-1 完全混合型河段概化图0()i si i i W Q C C =-稀释 i i si i W K V C =⋅⋅自净即：0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅考虑量纲时，上式整理成：086.4()0.001i i si i i i siW Q C C K V C =-+⋅⋅其中：当上方河段水质目标要求低于本河段时：0i si C C = 当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时：00i i C C =式中：i W —第i 河段水环境容量（kg/d ）； i Q —第i 河段设计流量（m 3/s ）； i V —第i 河段设计水体体积（m 3）； i K —第i 河段污染物降解系数（d -1）；si C —第i 河段所在水功能区水质目标值（mg/L ）；0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值（mg/L ）,取上游来水浓度。
若所研究水功能区被划分为n 个河段，则该水功能区的水环境容量是n 个河段水环境容量的叠加，即：1nii W W ==∑01131.536()0.000365n ni si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑式中：W —水功能区水环境容量（t/a ）； 其他符合意义和量纲同上。
人工湿地设计计算模型共24页文档
35、不以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
人工湿地设计计算模型
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
人工湿地tn降解模型公式
人工湿地tn降解模型公式在人工湿地中，TN的降解过程可以通过一个数学模型来描述和预测。
下面将介绍一种经典的人工湿地TN降解模型公式，即斯托克斯-亨特公式。
该公式描述了TN在人工湿地中的降解速率与水体流速、氧气浓度、植物根系和微生物活性等因素之间的关系。
斯托克斯-亨特公式可以表示为：TN降解速率 = (k * S * C * O2) / (1 + k * S * Kd)其中，TN降解速率是指单位时间内TN降解的量；k是一个反映湿地环境中氧气传输速率的常数；S是水体流速，即单位时间内水体通过湿地的体积；C是TN的初始浓度；O2是氧气浓度；Kd是一个反映TN在湿地中吸附和释放速率的常数。
在该公式中，水体流速、氧气浓度、植物根系和微生物活性等因素对TN降解速率起着重要作用。
水体流速越大，水体停留时间越短，TN降解速率越快；氧气浓度越高，氧气供应越充足，TN降解速率也越快；植物根系和微生物活性可以提供降解TN所需的底物和酶，从而促进TN的降解。
然而，需要注意的是，斯托克斯-亨特公式只是一个理论模型，实际应用时还需要根据具体情况进行修正和优化。
例如，不同植物种类对TN降解的贡献不同，不同微生物群落的活性也不同，因此在实际应用中需要考虑这些因素的差异性。
人工湿地TN降解模型的应用可以帮助我们更好地了解和预测人工湿地的TN降解效果。
通过测量和分析水体流速、氧气浓度、植物根系和微生物活性等参数，我们可以根据斯托克斯-亨特公式计算出TN 降解速率，并据此评估人工湿地对TN的净化效果。
这有助于我们选择和设计合适的人工湿地类型和运营管理策略，提高人工湿地的TN 降解效率。
人工湿地TN降解模型公式是研究人工湿地降解TN的重要工具。
通过该公式，我们可以定量评估人工湿地对TN的净化效果，并优化人工湿地的设计和运营管理。
然而，需要注意的是，该公式只是一个理论模型，在实际应用中还需要考虑其他因素的影响，以提高模型的准确性和可靠性。
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KQ
K QK
Monod模型是个一级和零级动力学模型的结合体，在低 浓度营养物的情况下(即C<<K)，营养物浓度是降解的控制 因素，整个降解过程遵循一级反应；在高浓度营养物的情 况下(C>> K)，湿地床体中所能承载的最大微生物量转而成 为降解反应的控制因素，降解速率达到最大值。
虽然Monod动力学模型从微生物反应规律 来说更符合实际情况,但在具体应用计算成本 方面,涉及到生化反应动力学方面的一些参数 的确定,使计算过程较难实现。与一级动力学 模型相比,Monod动力学模型更符合微生物处理 的实际情况,更为合理,因此,它更适用于那些 微生物起主导作用的污染物降解过程。
Monod动力学模型
按照一级动力学,污染物的去除速率为:
r1=QCi[1-exp(-k1,vt)]
简而言之=：QCi[1-exp(-k1,A/q)] 由一r级0=动k0,力VV=学k0,模AA型可求出一阶去除率，
去式除中率,r随0为入零流阶负去荷除增率;加r1而为1提阶高去，除直率。到实最际大上, 当学触值 流模入氧（量流 化型也和的 法达浓 系到就浓饱度 统是度增 中和零 无加 都,这阶 关,能降在去 ）见解传除 。到率统率M。将的o所n，由污o以d为1水模,阶定既处型向然理值零就人设，阶是工施与过将湿和入渡地生一即流中物阶动包接力 含和相零似阶的生结物合降起解来过的程模,上型述。过程也应存在。零阶去
一级动力学模型
1.单一参数一级动力学模型 湿地一级动力学方程，主要考虑处理负荷与
处理效率间的关系。 经常假设模型中的一些参数如速率常数等为常
量，该模型假设： (1) 湿地系统处于稳态(即进、出水流量和浓度不 随时间变化)； (2) 污染物降解服从一级反应动力学； (3) 水流流态呈理想推流；
通常的表达方式如下：
Ce Ciln（- KV）
Ce
C
i
ln
（
-
பைடு நூலகம்
K q
A
）
式中： Ci—进水浓度(mg/L）； Ce—出水浓度(mg/L)； k v—体积去除率常数(1/a)； k A—面积去除率常数 (m/a)；q—水力负荷(m/a)；τ —水力停留时间(a）。
｛ KV→湿地所需体积→多用于潜流型人工湿地 KA→湿地所需面积→多用于表面流人工湿地
生态动力学模型
生态动力学模型是以“箱式”模型理论为基础, 将系统中污染物的各种生物、物理、化学降解去除 途径划分成许多独立的“箱子”和反应过程,然后 分别对每个“箱子”即反应过程进行定义,确定其 具体的质量平衡方程、反应公式(一般为动力学方 程)和相关的动力学参数，并通过实验测定、文献 查找、模型自拟合等方法获得各种相关生态动力学 参数，然后运用各种建模软件对概念模型进行实现 ，并以人工湿地系统的运行数据对各个参数和过程 定义进行分析、演算、校验和修正，最终得到一个 统一完整的生态动力学模型。
化学降解
物理降解
污水
黑箱
清水
对每个箱子进行定 义,确定其具体的质 量平衡方程、反应 公式和相关的动力 学参数
生物降解
氮循环模型 磷循环模型 ......
生态动力学模型是建立在对污染物在 人工湿地中各种形态变化、循环和定量平 衡等的系统深入研究基础之上的。由于在 模型中污染物形态的划分细致,多介质、 多途径、去除和释放过程并存,协调和拮 抗作用同时发生,对人工湿地的各个降解 去除过程都单独模块化,都有相对独立的 参数和方程进行描述,较一级动力学模型 更为详细准确。
介绍三种典型的人工湿地去污模型
三种典型模型的差异
动力学模型中,一级动力学模型、零级 动力学模型中较少明确提及污染物降解过 程中的微生物作用,但Monod模型已开始关 注微生物的降解作用,而生态动力学模型则 在此基础上进一步考虑了其他降解过程,使 得人们能够更加深入了解人工湿地运行过 程和内在机制。
dC - C dz 1 C
上式定义了一个新的无量纲参数Ω—湿地去除效率因子, 代表了湿地床体的相对效果。实际上,Ω是给定水力停留 时间或流量下的最大可能去除量,除以Monod饱和常数,而 得出的规范化参数。Ω数值高就表示相对于流量而言降 解速率快,从而带来好的处理效果。
- K O，V Z K O，V KO，A
一级动力学模型的优点：
参数的求解及计算过程都很简单
一级动力学模型存在的缺陷：
实际情况人工湿地水流为非稳态流;由于短流和死 区导致非理想推流流态;反应速率常数会随进水浓 度、水力负荷和水深等因素变化而变化;K-C*模型 计算值比实验值；一直偏大植物种类和温度对反 应速率常数和背景浓度影响显著等等。
但是当湿地系统在类似气候、进水水质、基质 材料和植物种类时，这些模型参数用于指导设计 是可行的。一级k-C*模型仍是目前最实用、最可 靠的设计工具。
2.一级k-C*模型
单一参数的一级动力学模型中仅包含一 个 于污参染数物kv在或湿k地A。中K呈ad现le指c 数和衰K减ni至gh恒t[值77但]基 不为零的现象，引入背景浓度，低于背景 浓度的污染物不能被降解，并在一级反应 动力学方程中加入背景浓度项 C*：
ln( Ce - C *) KA
KA
Ce - C*
式中，A为所需要湿地面积，hm2；Q为进水流 量，m3/d。
不论单参数还是2参数模型,在运行和 设计条件改变时,都不能保持参数的稳定 性,于是研究者又在模型中加入了第3个参 数,提出了3参数模型。加入描述水力负荷 变化对k值影响的参数m,对k值进行修正:
kv=kv'qm 研究表明参数m的引入可以提高数据 与模型的吻合程度,但并不能消除水力负 荷对表观背景浓度的影响
人工湿地应用的设 计和运行大都是建立在 统计数据和经验公式基 础上的,这些污水处理技 术并不为人们所完全掌 握,专家学者和工程人员 对人工湿地各种去污机 理和途径尚无系统定量 化的结论,对人工湿地设 计时的预期水质目标和 长期的运行效果缺乏准 确可靠的预测手段,从而 严重地影响了这一污水 处理技术的推广与应用。
湿地模型
代表
应用
一级动力学模 型
K-C*模型
Monod动力学模 Monod动力学模
型
型
生态动力学模 型
N转化模型
自由表面流人 工湿地
潜流式人工湿 地
水平潜流人工 湿地
今后研究方向
一级动力学和Monod动力学的设计方程都 是由污染物稳态时的质量平衡得到的,都是湿 地床的静态宏观模型,两者都没有考虑到传质 效率,即都假定物质从液相迁移到生物膜的过 程没有阻力。在今后新的模型研究中应考虑 到湿地植被的空间分布,应根据实际的停留时 间分布来模拟污染物在湿地中的去除,而不是 仅考虑单一的停留时间。另外人工湿地是一 个复杂的生态系统,其对污染物的去除是人工 湿地各组成部分共同作用的结果,新的模型应 充分考虑到各种因素的影响。因此,应对人工 湿地污染物去除的机理及其影响因素作更为 全面深入的研究。
Ci - C *
q
式中，Ce为目标物出水浓度，mg/L；Ci为目标物
进水浓度，mg/L；C*为该目标物水质指标的环境
背景值，mg/L；K为一级面积速率常数，m/a；q
为水力负荷率，m/a。
经过重新整理和单位转换后，得出处理某 一指定污染物所需的湿地面积为
A （0.0365 Q ） ln（ Ci - C *）
人工湿地处理污水的内在机制缺乏定量 化的认识，而且人工湿地系统的影响因素有 很多，如HRT，基质，植物，微生物，温度等。 计算模式要综合考虑到各个因素是很难的， 所以人们对人工湿地的设计计算模式众说不 一，包括水力负荷、衰减模式、一级K-C*模 型、Monod动力模型、Ergun公式、机理模型 和生态动力学模型等。
除率常数r0对于一个特定的系统来说是定值,且与入 流浓度及流量无关。在人工湿地的运行中,表现为去 除率随入流负荷增加,直到最大值。但只有零阶模型 并不能完全描述湿地的实际情况,需要一个将1阶和零 阶结合的模型来描述,即Monod模型。
根据Monod模型,可以得出湿地床体内污染物的物料
平衡:
dC - K O，V a C - KO，A C
人工湿地
技术适合于我国国情，尤其 适合于广大农村，中小城镇的 污水处理之中，在我国具有极 其广阔的应用前景。
运行维护简便t
利用基质、植物和微生 物三者之间的物理、化学 和生物三重协同作用，通过 过滤、吸附、离子交换、植
物吸收和微生物降解等 作用实现对污水的净化
处理效果好 投资少
耗能低
......
湿地模型的目的是帮 助人们设计湿地以及 评估湿地的处理效果
dz
Q K C qz K C
式中Z—湿地床的长度(L)；a—湿地纵段面面积（L2）； V—地体积（L3);K—饱和常数（M.L-3); k0 ,V—零阶体积 去除率常数(L.T-1)； k0 ,A—零阶面积去除率常数(L.T-1)； ε—湿地床的孔隙率(L3.L-3)
对各个系统进行比较需要将其参数规范化,将污染物 浓度C除以饱和常数K,得到规范化浓度C(即C=C/K);将沿 床体的距离z除以湿地总长Z,得到规范化长度z(即z=z/Z)。 则方程(11)经规范化后变成: