水平潜流人工湿地模型_闻岳
人工湿地处理系统的生命周期成本评估
Eva lua tion on L ife Cycle Cost of Con structed W etland Trea tm en t System
YAN G Si2lu, W EN Yue, L I J ian2bo, YAO Zhi2liang, ZHOU Q i
从建设阶段和运营阶段两方面系统论述了人工湿地处理系统生命周期成本评估时需要考虑的主要因素以及核算不同时期运营成本的净现值法介绍了国外关于人工湿地处理系统的生命周期成本评估方法对建立完善的人工湿地及其他水处理系统的生命周期成本评估方法具有一定的借鉴意义
第
23卷 第 12期 2007年 6月
CH
济评价方法与参数 》(第 3 版 )的相关规定 ,无论项 目占用的土地是否支付费用 ,均应计算其影子价格 ; 具体计算按照项目占用的土地类型不同而不同 ,如 果项目占用的是农 、林 、牧 、渔及其他生产性用地时 , 影子价格按照其未来对社会可提供消费产品的支付 意愿及因改变土地用途而发生的新增资源消耗进行 计算 ;如果项目占用的土地为住宅 、休闲用地等非生 产性用地 ,若市场完善则按照市场交易价格估算其 影子价格 ,而无市场交易价格或市场机制不完善 ,则 根据支付意愿价格估算其影子价格 。在具体实施中 影子价格受各地区的政策 、地价以及项目背景的影 响较大 ,因此在后续的讨论中不包括土地费用 。 21111 场地勘测及土方工程
( S ta te Key L abora tory of Pollu tion Con trol and R esou rce R euse, Tong ji U n iversity, S hangha i 200092, Ch ina)
水平潜流人工湿地对污水中有机物的降解特性
ｃ ｓ 一 ｗａｅｓｆｒＧＢ３ ３ — ０ ２ Ｔ ｅｐ ｒｏｍａ ｃ ｆＣＯＤ ｅ ｖ ｌｅ ｃｅ ｃ ｓ ｅｂ ｓ ｎ Ｗ ２ ｂ ｄ ｗｉ ｆｌｅ ｔ ａ ｅⅣ ｔｒ ｏ ８ ８２ ０ ． ｈ ｅｆｒ ｎ ｅｏ ｒｍｏ ａ ｆ ｉｎ ｙ Ｗａ ｔ ｅｔｉ ｅ ｔ ｅ ｕ ｎ ｉ ｈ ｈ ｂ ｌｗ ２ ｍｇＬｗｉ ＨＲ ｎ ｅｓｔａ ４ ，ｅ ｃ ｉｇｃ ｅＩ ｅｏ ０ ／ ｈ ｔ Ｔ ｏｌｓ ｈｎ ｄ ｒａ ｈ ａ － １ｗａｅｓ Ｔ ｅｄ ｇ ａ ｍｉｎｒｔ ｆｏｇ ｉ ｏ ｏ ｎ ｓＷａ ｉ ｕ ｎ ｎ ｓ Ｉ ｔｒ． ｈ ｅ ｄ ｏ ａｅｏ ｒａ ｃｃ ｍｐ ｕ ｄ ｓ ｎｔｒ ｒ ｎ
摘要： 采用 芦苇． 砾石 （ ｏ、 合植 物． 石（ ） 芦 苇． 合填料 （ ） ｗ 组 砾 ｗ２和 组 ｗ３３种不 同类 型 的水平潜 流人 工湿 地系 统处理 受污 染水 体． 水 Ｃ Ｄ 当进 Ｏ
为 ４￣ ６ ／， Ｔ＞２ 时，个 系统 出水 Ｃ ４ ９ｍｇＬＨＲ ￣ ｄ ３ ＯＤ均 ＜３ｍｇＬ达到 地表 水环境 Ⅳ类 水体 ＣＯ ０ ／， Ｄ标准． 系 统在 ＨＲ ￣４ Ｗ２ Ｔ＞ ｄ时， Ｃ ＜ Ｏ ／， 出水 ＯＤ ２ｍｇＬ 达 到Ⅲ类 水体 ＣＯ Ｄ标 准． 物 降解速率 依 次为 Ｗ２ 有机 ＞Ｗ３ ＞Ｗ１ ＣＭＳ分析 表 明， Ｗ Ｉ 比较 ， ． ／ Ｇ 与 相 Ｗ２和 Ｗ３出水 中有机 物的碳 原子 数、分
潜流式人工湿地处理富营养化湖水研究
潜流式人工湿地处理富营养化湖水研究
李林锋;王季槐;年跃刚
【期刊名称】《贵州科学》
【年(卷),期】2008(026)004
【摘要】本研究通过构建水平潜流人工湿地来进行富营养化湖水的净化试验,结果表明,在0.64 m·d-1的高水力负荷条件下,分别具有3种植物(茭白、水葱和鸢尾)的人工湿地系统对富营养化湖水有较好的净化效果(对有机污染物COD、NH4+-N、NO3--N、TN和TP的去除率分别为29.2%～39.1%、37.5%～47.2%、70.3%～74.9%、48.8%～59.1%、和54.6%～57.3%).有植物的人工湿地系统与无植物的空白湿地系统相比较,尽管对COD和NO3--N的去除率差异不显著,但对NH4+-N、TN和TP的去除率都是有植物的人工湿地系统显著好于无植物的空白湿地系统,证明植物对人工湿地系统功能的发挥具有重要作用.
【总页数】7页(P23-29)
【作者】李林锋;王季槐;年跃刚
【作者单位】广东海洋大学农学院,广东,湛江,524088;广东海洋大学农学院,广东湛江,524088;贵州科学院,贵州,贵阳,550001;中国环境科学研究院水污染控制创新基地,北京,100012
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.逆流式人工湿地维持景观湖水水质的研究 [J], 钱乐平;陈杰;陆本度
2.人工湿地处理富营养化地表水体的研究 [J], 郝秦勤;付永江
3.潜流式人工湿地净化富营养化景观水体 [J], 严立;刘志明;陈建刚;何圣兵;吴德意;孔海南
4.高水力负荷人工湿地处理富营养化湖水 [J], 汪俊三;覃环
5.模拟人工湿地去除富营养化湖水中藻类 [J], 杨昌凤;夏盛林;马卫军
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水平潜流人工湿地净化受污染水体研究
强的去除能力，如有机物、重金属、氮磷等营养盐等。但研究也指出，该技 术的实际应用仍存在一些问题，如处理效果受气候条件、污染物种类和浓度等因 素影响。
三、研究方法
本研究采用文献调查和实验研究相结合的方法。首先，通过对水平潜流人工 湿地净化受污染水体的相关文献进行梳理和分析，明确研究现状和不足。其次， 设计水平潜流人工湿地实验系统，选取合适的植物和介质，通过控制实验条件，
展望未来，随着技术的不断进步和创新，曝气强化水平潜流人工湿地技术将 在黑臭水体治理中发挥更大的作用。未来研究方向包括优化人工湿地填料的选择 和布局、提高微生物接种剂的代谢效率等方面，以进一步提高黑臭水体的净化效 果。
加强该技术的推广应用和产业化发展，为城市环境治理和生态修复做出更大 的贡献。
谢谢观看
探讨不同因素对净化效果的影响。实验过程中，定期采集水样，测定各项水 质指标，如COD、TN、TP等，对净化效果进行定量评估。
四、研究结果
实验结果表明，水平潜流人工湿地对受污染水体具有显著的净化效果。在进 水COD浓度为200mg/L时，出水COD浓度降至10mg/L以下。此外，该系统对TN和TP 的去除率分别达到60%和80%以上。分析发现，植物的吸收和介质吸附在净化过程 中发挥了重要作用。
同时，实验还发现，气候条件对处理效果的影响具有一定的规律性，气温低、 湿度高时净化效果较好。
五、结污染水体具有显著的净化效果，具有在 实践中应用的潜力。然而，处理效果受到多种因素的影响，如污染物种类和浓度、 气候条件等。未来研究应进一步探讨如何优化系统设计，提高处理效率。此外， 可以结合其他
2、微生物生长与代谢
通过观测微生物接种剂的生长情况，发现其在曝气强化水平潜流人工湿地系 统中生长良好，代谢活跃。这表明曝气强化技术能够为微生物提供良好的生长环 境，促进其代谢活动，从而提高黑臭水体的净化效率。
不同出水方式和处理规模下的水平潜流人工湿地水力学特性
不同出水方式和处理规模下的水平潜流人工湿地水力学特性冯赟昀; 曹优明; 杨司嘉【期刊名称】《《净水技术》》【年(卷),期】2019(038)009【总页数】5页(P121-125)【关键词】水平潜流人工湿地; 数值模拟; 进出水; 水力效率; 不同规模【作者】冯赟昀; 曹优明; 杨司嘉【作者单位】黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003; 河南省城市水资源环境工程技术研究中心河南郑州450003【正文语种】中文【中图分类】X703人工湿地处理污水主要依靠物理过滤、化学吸附和生物分解三重功能，处理过程生态化，不仅不产生二次污染，通过适当的植物配置还能够起到美化环境的作用。
在生态化治理理念越来越得到重视的今天，该方式在水处理方面的应用也广泛受到推崇。
20世纪90年代，人工湿地作为一种环保高效投资低的污水处理设施开始应用，此后全国各地陆续建造了多处人工湿地污水处理工程，经过几十年发现问题与解决问题的过程，人工湿地结构被不断改善。
这期间，为了优化人工湿地性能，保障其出水稳定，一系列关于人工湿地的研究和探索层出不穷。
其中，关于人工湿地进出水口位置的研究占了一定比例。
宋新山等[1]研究了进出水口位置对潜流人工湿地水力效率及死区分布的影响；孔德川等[2]对分层式潜流湿地进行了数值模拟，找出了最有利的进出水口分布位置；刘佳等[3]通过试验研究，发现水流方式、水力停留时间等对人工湿地处理养殖废水的效果具有一定影响；李沁[4]研究了植物根系、进出水口位置、波流及基质粒子对人工湿地水力效率的影响。
上述研究结果证明，进水口位置不变，出水口同在上部，即上进上出的湿地结构，能够使池体内水流更加均匀，死区较小，水力学特性更优；出水口在下部，即上进下出的湿地结构，则会增大死区范围，造成短流现象。
因此，对于湿地进出水优化通常需要将出水口设置在靠近上部的位置。
多数关于水平潜流人工湿地进出水口位置的研究仅限于实验室模型，即规模较小的湿地。
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%。
碱性条件促进植物生物质厌氧水解及发酵产酸的研究
碱性条件促进植物生物质厌氧水解及发酵产酸的研究徐超;阎宏;闻岳;周琪【摘要】In this study, biomass (cattail litter) fermentation tests were conducted with 6 identical reactors at different pH values ranging from 7.0-12.0. Biomass hydrolysis, volatile fatty acids (VFAs) accumulation, distribution and related stechiometry under alkaline conditions were investigated. The results showed that hydrolysis and soluble organic production were significantly improved with the increase of pH value. Acetic acid was the most prevalent product accounting for over 90% of total VFAs. Under alkaline conditions, not only the production of VFAs was significantly improved, but also the conversion rate of biomass was observably enhanced. The VFAs yield at pH 12. 0 was 196. 57mgVFAs/g biomass, and it was 2. 2 times of those at pH 7.0. In conclusion, biomass hydrolysis and the production of VFAs could be significantly improved under alkaline conditions.%[目的]研究碱性条件对植物生物质厌氧水解和发酵产酸的促进作用.[方法]采用半连续流式试验,考察了在pH分别为7.0、8.0、9.0、10.0、11.0和12.0条件下的水生植物生物质(香蒲枯叶)水解、挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)的积累和分布规律.[结果]在pH 10.0～12.0的强碱性条件下,VFAs产量随着pH的增大显著增加；生成的VFAs中,乙酸含量大部分在90％以上;强碱性条件使单位质量生物质转化成VFAs的效率显著提高,pH 12.0条件下VFAs产率为196.57 mg( VFAs)/g(生物质),是pH 7.0条件下的2.2倍.[结论]生物质的水解效率和溶解性有机物浓度随着强碱性的增强而显著提高,碱性条件能够有效促进生物质水解及发酵产酸.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)036【总页数】4页(P22518-22520,22555)【关键词】生物质;发酵产酸;碱性;挥发性脂肪酸【作者】徐超;阎宏;闻岳;周琪【作者单位】同济大学环境科学与工程学院,上海200092;同济大学环境科学与工程学院,上海200092;同济大学环境科学与工程学院,上海200092;同济大学环境科学与工程学院,上海200092【正文语种】中文【中图分类】X703.1我国现有的常规二级生化污水处理厂一般是以去除碳源污染物为目标，经处理达标后的出水排入水体后仍将会引起“富营养化”等水环境问题。
潜流式人工湿地的数值模拟与参数率定 2010 水利学报
纵向弥散度及其指数的室内试验研究，给定 αL 为 0.413 6m， αT 按照 αT = αL /10 公式计算。 （3）一级去除率（KDE）的确定。根据湿地不同季节对 CODCr 和 TN 的一级去除率（KDE）不同，分别概
化为夏秋、冬春两个不同时段予以赋值，夏、秋季节污水进入湿地的平均温度为 14.5℃，冬、春季节
ö
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ø
-
∂∂(u x C
∂x
)
-
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-
λæçC è
+
δ n
∂C ∂t
*
ö
÷
ø
ïïïC ( x，y，t )|| Γ1 = f ( x，y，t )
îïïï∂∂Cx
| | Γ2
=0
( x，y，z )∈ D，t ≥ 0 ( x，y )∈ D ( x，y )∈ Γ1，t ≥ 0 ( x，y )∈ Γ2
感参数，并通过参数率定对所建立的湿地模型进行了模拟预测，结果证明所构建的湿地模型的预测值与观测值拟
合程度较好。可为潜流式人工湿地设计中运行效果预测及参数设定提供一种新的有效方法。
关键词： 潜 流 式 人 工 湿 地 ； 数 值 模 拟 ； 敏 感 度 分 析 ； 参 数 率 定
中图分类号：TV131.4
收 稿 日 期 ： 2010-01-16 作 者 简 介 ： 潘 俊（1962-）， 男 ， 辽 宁 大 连 人 ， 博 士 ， 教 授 ， 主 要 从 事 水 污 染 防 治 研 究 。E-mail：hj_pj@
水平潜流人工湿地复合系统净化农村高浊度富营养化水体的研究
46
2009 年 2 月
水处理技术 TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT
Vol.35 No.2 Feb.,2009
水平潜流人工湿地复合系统净化农村高浊度
富营养化水体Á的研究 张增胜 1，徐功娣 1，2，李 方 1，季 兵 1，刘振鸿 1，陈季华 1
（1.东华大学环境科学与工程学院，上海 200051； 2.齐齐哈尔大学化工学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）
氧化塘是藻菌共生体系，水体中的浮游植物主 要是藻类，包括绿藻、蓝绿藻和褐藻等[10]。藻类在氧 化塘中起着十分重要的作用，藻类具有叶绿体，含有 叶绿素，可以进行光合作用，适当的提高了氧化塘内 的溶解氧，强化好氧微生物的降解作用，同时藻类自 身的生长会吸收水体中的 N、P 元素，但是过度的藻 类生长繁殖会爆发严重的水华现象。人工湿地内的 基质环境不利于浮游植物的生长，浮游植物由氧化 塘进入湿地后，会被上层的砾石拦截下来，在砾石中
去除率分别为 50.5%、38.3 %、51.5%、88.6%和 31.6%，TDP、NH4+-N 的去除率较差，去除率分别为 15.4%和 16.5%，处
理效果呈现出季节性变化，夏季净化效果最好；在湿地植物选择上，香蒲的净化效果要优于灯芯草。
关键词：氧化塘；人工湿地；生态纤维填料；陶粒；高浊度
中图分类号：X703.1
高浊度。
质和营养化元素的净化效果有一定的正比例关系；
SSHF-ICWs 对浊度的降低源于以下三个因素： 进入 12 月份后，气温下降，浮游植物的生长受到温
一是氧化塘内的物化沉淀作用，水中部分离散颗粒 度的限制，出水中的叶绿素 a 的含量也随之下降，去
和絮凝颗粒在重力作用下发生沉降作用，沉积在氧 除率明显提高。相比较而言，人工湿地植物的选择对
空港经济区水平潜流人工湿地设计优化研究_硕士学位论文 精品
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关键词：湿地设计；SubWet 模型；耐冷菌
ABSTRACT
Tianjin Airport Economic Zone, located in the northeastern of Tianjin Binhai International Airport, has developed into a collection of industrial manufacture, large-scale commercial and new urban living.With economic development and the pollution loading increasing sharply, environmental issues have become increasingly emphasized.Oherwise, constructed wetland is a simple,cheaper and effective wastewater treatment system and is beneficial to improving the urban ecological environmental quality.Taking the original ecological basis and advantages of wetlands into account,this paper mainly focus on the difference between rules of thumb and Subwet model which are utilized to design pilot horizontal subsurface-flow constructed wetland(HSSF CW).Furthermore, the factors which have effects on treatment efficiencies were analyzed and investigated in this study and the best operation was deterimined over the corresponding condition. The recommendations on optimizing and improving the HSSF CW design were provided. Some bacteria which have high CODcr degradation ability were isolated from the activated sludge of waste treatment plant in Tianjin Airport Economic Area.Then two psychrotrophs strains were identified and there is the potential for application in wastewater treatment in winter. The research results show that when hydraulic retention time (HRT) of HHSF CW guided by rules of thumb was 4 days, the treatment efficiencies reach the accepted level. However, parameters of HHSF CW analysized with the guidance of Subwet model were different from that determined with rules of thumb. The results show that when BOD5,NH4-N,TN and TP removal efficiency reach the standard, the HRT was respectively 1 d,7 d,7 d and 2 d. This case study of SubWet Model demonstrated the applicability of this model in the design of constructed wetland. It can provide the theoretical basis for the design of constructed wetland.43 psychrotrophs strains were isolated from the activated sludge of waste treatment plant in Tianjin Airport Economic Area. The CODcr degradation ability of single psychrotroph strain screened was analysed in the simulated domestic wastewater at 6 ℃.The results showed the variation of degradation ability encountered in test. The CODcr removal rate ranges from 20% to 50%. K 36 was identified as Comamonas testosterone and K 38 was identified as Serratia fonticola. The growth rate of two
水平潜流人工湿地COD去除回归方程的建立及应用
Received 7 December 2010；
received in revised form 15 January 2011；
accepted 21 January 2011
Abstract： At present the majority of studies on constructed wetlands reports are limited to a single wetland and hence the results lack broad representation． In order to study the general effect of treatment of sewage using a horizontal subsurface-flow constructed wetland，a more detailed wetland regression equation needs to be established to guide the design of constructed wetlands． In this study，we used the main pollutant index COD as the indicator and classified 1500 groups of collected data in accordance with the season，hydraulic loading，planting vegetation type and climate type classification in accordance with the“black box model”． We analysed different factors affecting pollutant removal by constructed wetlands，using the impact of season and hydraulic loading as the main classification criteria． On this basis，in accordance with the linear regression method，12 groups of regression equations for COD removal were established． The goodness of fit R2 values ranged from 0． 65 to 0． 95，showing the accuracy had been greatly improved． Using the regression equation in the design process can better estimate the removal effect． Keywords： constructed wetlands； regression equation； hydraulic loading； removal rate of COD
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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
Cou t - C c = ( 1 + [ A/q] ) ( 1+kA /A)
( 2)
C in - C c
ห้องสมุดไป่ตู้
其中,
C c = C*
kA
kA + A
模型中温度因素可用 Arrhen ius公式 ( 式 ( 3 ) )
修正:
kA, T
=
k H(T- 20) A, 20
kV, T
=
k H(T- 20) V, 20
理想推流状态. 这都使得一级动力学方程的使用受 到限制 [ 11] . K adlec[ 10- 11 ] 认为, 反应速率常数 k 会随
着进水浓度、水力负荷和床区水深等因素变化. Stein 等 [ 24] 研究也表明, 依据植物种类和温度, 水平潜流 人工湿地反应速率常数 k 和背景浓度 C* 差异显著, k 和 C* 之间有强烈的依赖关系. 因此, 参数 k 和 C*
水平潜流人工湿地设计的第一代模型有负荷法 和衰减方程, 第二代模型是一级 k - C* 模型及其改 进型模型, 这些模型都是非机理性模型. 最新出现的 第三代 机 理性 模 型 有 W ynn 箱 式 动 力 学 模型 和 CW 2D 模型.
2 非机理性模型
211 负荷法 与废水生物处理相似, 负荷法是基于工程实践
目前对人工湿地系统的监测主要集中在进、出 水水质数据上, 衰减方程在解释和运用这类数据上 具有优势. 其将处理湿地系统视为 / 黑箱 0, 通过对 进、出水浓度或负荷的统计, 依据人为定义的线性或 幂次方程对数据拟合 [ 13 ] , 获得进、出水指标间的关 系. R ousseau等 [ 22 ] 对此做了详细的整理, 本文不再 赘述. 但绝大多数衰减方程把人工湿地如此复杂的 系统仅用 2个参数加以描述, 这显然过于简单化了. 极少数的衰减方程建立了根据进水浓度和水力负荷 率推算出的水浓度方程式, 如 K ad lec 等 [ 12] 依据美 国水平潜流湿地得到的 TP 衰减方程: C ou t = 0123q016 C in 0176 ( 其中, 213< C in < 713; 011< Cou t < 6; 212< q < 44; R 2 = 0160) . 只有同时考虑进水浓度与水力负荷 率的衰减方程才能预测在最大允许水力负荷率下给
应 用 生 态 学 报 2007年 2月 第 18卷 第 2期 Ch inese Journa l of A pp lied E co logy, F eb. 2007, 18( 2): 456- 462
水 平 潜 流 人 工 湿 地 模 型*
闻 岳 周 琪* *
( 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092)
除用于生活污水的处理外, 人工湿地还可用于
* 国家高技术研究发展 计划项目 ( 2002AA 601023) 和上 海市科 委重 大科技攻关资助项目 ( 04dz12029 ) . * * 通讯作者. E-m ai:l zhouq @i m ai.l tong j.i edu. cn 2006-07-12 收稿, 2006-11-18 接受.
经 验 的 设 计 方 法, 便 捷 但 粗 糙. K ad lec 等 [ 12] 和 W ood[ 30] 总结了 水平潜 流人 工湿 地的 若干负 荷参 数: 水力停留时间 2~ 7 d; BOD 最大负荷率 75 kg# hm - 2 # d- 1; 水力负荷 012 ~ 30 cm # d- 1. 这些设计 参数是从不同气候和地理位置、处理不同类型废水 的人工湿地的运行数据中获得的, 因此参数范围较 宽, 不确定性大. 采用负荷法设计时, 应谨慎对待, 尽 可能采用类似条件下的工程运行数 据加以分析计 算. 例如, 在欧洲大部分地区, 采用设计参数 5 m2 # PE- 1可直接用于处理分散点源生活污水的水平潜 流人工湿地设计, 但在北欧寒冷地区运用则需更大 的面积. 212 衰减方程
定进水浓度的出水水质. 在衰减方程中, 系统的其它 水动力学条件, 诸如湿地填料的材料和规格、系统的 几何尺寸等因素被忽略, 致使衰减方程具有多种表
达式, 也使得设计中存在大量不确定因素. 湿地处理
效率不仅决定于进水污染物浓度和水力停留时间, 还与系统水流流态相关, 而仅用水力负荷率描述水 流流态太过粗糙. 213 一级 k - C* 模型
景浓度 C* 可解释为: 1) 进水中难降解的有机组分;
2)湿地中微生物的代谢产物及其 死亡分解过程中 产生的难降解有机组分; 3) 湿地中水生植物的代谢 产物及其死亡分解过程中产生的难降解有机组分.
当降雨和蒸腾蒸发效应项对湿地处理性能产生
影响时, 在稳态条件下由式 ( 1) 可推导得出式 ( 2):
度抑制的一级动力学模型. 并将实验结果绘制成计
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应用生态学报
18 卷
算图表, 可用于在不同盐度影响下人工湿地的设计
与预测.
一级动力学模型最致命的缺陷是方程建立在稳
态和理想推流条件下. 在实际工程中, 无论浓度还是 水量变化都产生非稳态问题 [ 1, 10, 29] . 同时, 人工湿地
床区中存在的短流和死区也导致了水流流态处于非
K ey words: constructed w et land; reg ression equation; firs-t o rder m ode;l m echanist ic m ode;l hydrodynam ics.
1引 言
人工湿地是根据自然湿地净化污水的原理, 通 过人工建造和控制来强化其净化能力的处理技术. 在设计和建造人工湿地过程中, 可以在进出水方式、 填料及植物等方面进行选择和搭配, 以优化人工湿 地生态系统中的物理、化学和生物作用, 通过 3个方 面的协同作用来削减污水中的污染物浓度, 使水质 得到净化 [ 13, 28] .
根据对衰减方程的研究, 美国环保署 [ 27 ] 提出了 被广泛接受和使用的人工湿地设计模型: 一级动力 学方程. 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. 则
dC dt
=-
kV C
由初始条件: C = C in ( t = 0); C = Cout ( t = S)
物过程, 因 此其模 型要比 常规 污水 生物 处理更 复 杂 [ 17] . 在水平潜流人工湿地的设计中, 简单模型和
2期
闻 岳等: 水平潜流人工湿地模型
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复杂模型都各有优、缺点. 本文除了强调各类模型的 适用范围及其参数的不确定性外, 还着重讨论了水 动力模型在水平潜流人工湿地设计中的重要性.
and its reform ed fo rm s, and dynam ic m echan istic m ode ls. B ased on the com parison of the assum ptions and m ethodo log ies o f the m ode ls, the intrinsic relat ionships in the developm ent o f horizonta l subsurface flow constructed w et land m ode ls w ere analyzed, and the m a in issues o f the ir app lication in constructed w etland design w ere indicated, w ith the perspectives in this f ie ld d iscussed.