人工濕地設(shè)計2013

2/5/20242/5/2024人工濕地構(gòu)建設(shè)計確定人工濕地類型

集配水系統(tǒng)、多種進水方式、通氣系統(tǒng)防滲系統(tǒng)等裝置設(shè)計填料基質(zhì)的選擇、鋪設(shè)方式，植物的選擇、栽種方式等面積、水力負荷、停留時間的等人工濕地涉及的相關(guān)參數(shù)確定進水的預處理過程運行維護及易出現(xiàn)故障的應對方案滿足人們對景觀環(huán)境的需要，達到生態(tài)和諧2/5/20241.確定濕地的類型人工濕地表面流人工濕地水平潛流人工濕地垂直潛流人工濕地2/5/20242.人工濕地基本參數(shù)（1）濕地面積的預計

計算公式：As=(Q×（lnCo－lnCe）)/(Kt×d×n)

其中：As為濕地面積（m2）Q為流量（m3/d）Co為進水BOD（mg/l）Ce為出水BOD（mg/l）Kt＝1.014×（1.06）（T－20）d為介質(zhì)床的深度n為介質(zhì)的孔隙度

（2）水力停留時間計算

計算公式：t=v×ε/Q

t：水力停留時間（d）V：流量R：管徑S：流速Q(mào)：總流量v：池子的容積（m3）ε：濕地孔隙度（3）水力負荷計算

HLR=Q/As（4）水力管道計算

V＝πR2×S＝Q/t2/5/20242.人工濕地基本參數(shù)

水平潛流人工濕地的單元長寬比宜控制在3:1-10:1之間，垂直流人工濕地長寬比宜控制在1:1-3:1之間。對于長寬比小于1或不規(guī)則的潛流人工濕地，應考慮人工濕地均勻布水和集水的問題。

根據(jù)水生植物根系可能達到的最大深度確定，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗其深度一般為80～120cm。濕地床長度通常為20～50m。過短，則有效處理面積過小，不能保證凈化效果；濕地過長，易造成死區(qū)，使水位難于調(diào)節(jié)，不利于植物生長。（5）床體結(jié)構(gòu)參數(shù)2/5/20242.人工濕地基本參數(shù)設(shè)計參數(shù)二級處理深度處理COD表面負荷NA≤20g/m2·d≤20g/m2·d水力負荷Nq≤80L/m2·d≤100L-300L/m2·dTN表面負荷NTN3-10g/m2·d3-10g/m2·dNH4+-N表面負荷NNH2.5-8g/m2·d2.5-8g/m2·dTP表面負荷NTP0.3-0.5g/m2·d0.3-0.5g/m2·d停留時間T≥2d≥1d池底坡度i≥0.5%≥0.5%填料深度h800~1400mm800~1400mm垂直流人工濕地主要設(shè)計參數(shù)2/5/20242.人工濕地基本參數(shù)

設(shè)計參數(shù)二級處理深度處理COD表面負荷NCOD≤16g/m2·d≤16g/m2·dTN表面負荷NTN2.5-8g/m2·d2.5-8g/m2·dNH4+-N表面負荷NNH2-5g/m2·d2-5g/m2·dTP表面負荷NTP0.3-0.5g/m2·d0.3-0.5g/m2·d水力負荷Nq≤40L/m2·d≤200L-500L/m2·d停留時間T≥3d≥0.5d池底坡度i≥0.5%≥0.5%填料深度h700-1000mm700-1000mm水平潛流人工濕地主要設(shè)計參數(shù)2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟防滲設(shè)計

1水泥砂漿或混凝土防滲：磚砌或毛石砌后底面和側(cè)壁用防水水泥砂漿防滲處理，或采用混凝土底面和側(cè)壁，按相應的建筑工程施工要求進行建造。

2塑料薄膜防滲：薄膜厚度宜大于1.0mm，兩邊襯墊土工布，以降低植物根系和紫外線對薄膜的影響。

3黏土防滲：采用黏土防滲時，黏土厚度應不小于60cm，并進行分層壓實。亦可采取將黏土與膨潤土相混合制成混合材料，敷設(shè)不小于60cm的防滲層，以改善原有土層的防滲能力。保護地下水2/5/2024布水與集水方式3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟V形槽配水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)簡圖2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟布水與集水方式2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟2/5/2024布水與集水方式水平潛流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟2/5/2024水平潛流人工濕地進水3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟2/5/2024布水與集水方式水平潛流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖布水與集水方式2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)布水布水與集水方式2/5/2024布水與集水方式3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)布水2/5/2024通氣孔3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟作用：向系統(tǒng)內(nèi)部充氧，并保證池內(nèi)氣體排出，防止產(chǎn)生臭味。常設(shè)置在填料層底部，與排水管，穿水管連接。2/5/2024單元模塊有多種靈活的組合方式，這樣可以很好地適應選址條件的變化2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

基質(zhì)的填充

提供植物和微生物生長并對污染物起到過濾，吸附的作用，包括土壤、礫石、陶礫、碎石、沙土礦渣、粉煤灰等。2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

基質(zhì)的填充分層厚度排水層過渡層濾料層覆蓋層200~350mm100mm600mm50mm材料粒徑8~16mm粒徑4~8mm粒徑0.2~6mm粒徑8~16mm功能匯集排出已處理的污水防止上層砂礫堵塞下面排水層核心處理區(qū)防表面沖蝕，迅速進水常用垂直流填料從下到上結(jié)構(gòu)常用垂直流填料從下到上結(jié)構(gòu)3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

基質(zhì)的填充2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

基質(zhì)的填充水平潛流填料從左到右結(jié)構(gòu)2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

植被的選擇菖蒲蘆葦香蒲鳶尾美人蕉富貴竹2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

植被的選擇要求1）適應當?shù)丨h(huán)境，優(yōu)先選擇本土物種2）根系發(fā)達，輸氧能力3）強耐污能力強，去除效果好4）具有抗凍，抗病蟲的能力5）生長周期短，生物量大的6）有經(jīng)濟價值或者景觀效果好2/5/20243.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

微生物接種人工濕地系統(tǒng)中的微生物主要去除污水中的有機質(zhì)和N，某些難降解的有機物質(zhì)和有毒物質(zhì)需要運用微生物的誘發(fā)變異特性，培育馴化適宜吸收和消化這些有機物質(zhì)和有毒物質(zhì)的優(yōu)勢細菌，進行降解。馴化接種優(yōu)勢菌種有假單胞桿菌屬Pseudomonas、產(chǎn)堿桿菌屬Alcaligens和黃桿菌屬Flavobacterium以及硝化細菌和反硝化細菌。一般接種活性污泥，配置一定濃度的營養(yǎng)物質(zhì)，使得微生物在人工濕地中迅速生長，繁殖2/5/20242/5/20244.結(jié)合實例講解人工濕地脫氮除磷、重金屬等去除機理人工濕地去污機理圖示機理SSBODCODDOCNP金屬離子病原微生物物理沉降▲◎◎○◎◎◎◎基質(zhì)過濾▲●○○○▲○▲介質(zhì)吸附●○○○○▲○○共沉淀○○○○○▲▲○化學吸附○○●●○○◎○化學分解○◎▲◎○○○▲微生物代謝▲▲▲▲▲▲○○植物代謝○○○◎◎○○●植物吸收○○●○●●●○自然死亡○○○○○○○▲自然揮發(fā)○○○▲◎○○○注：▲最主要作用●主要作用◎次要作用○作用很小或無作用N的去除磷的去除設(shè)計時要考慮溫度：脫氮，硝化反應的適應溫度為20℃-30℃，反硝化作用適應的溫度為25℃-65℃。而磷的去除主要是通過與溫度無關(guān)的化學沉淀和物化吸附作用完成的。PH值:脫氮中，硝化反應適宜的pH值為7-8，反硝化反應適宜的pH值6.5-7.5。除磷過程中，pH值也起著十分重要的作用。磷被Ca吸附僅發(fā)生在中性或堿性狀態(tài)下溶解氧：一方面植物和微生物的生長需要氧氣，另一方面脫氮過程中需要嚴格控制硝化與反硝化過程，磷的去除也和溶解氧有著密切的聯(lián)系。有機物的去除

人工濕地對懸浮物的吸附去除主要由填料的截流吸附作用和生長在根系和填料表面的生物膜的吸附作用共同完成。吸附后通過生物膜中的各種微生物的分解、代謝吸收作用或自身的沉降被去除。去除重金屬基質(zhì)的作用吸附與解吸絡合與解絡沉淀與溶解的平衡反應等過程植物的作用植物吸附植物揮發(fā)植物吸收微生物的作用土壤中微生物可吸收重金屬，也可通過胞外絡合作用、胞外沉淀作用固定重金屬，也可把重金屬轉(zhuǎn)化當污水通過基質(zhì)層時，寄生蟲卵被沉降、截留。細菌和病原體在濕地中的去除主要通過紫外線照射等實現(xiàn)，另外植物根系和某些細菌的分泌物對病毒也有滅活作用，但也有研究表明：當病菌在水體中和懸浮固體顆粒結(jié)合在一起，由液相轉(zhuǎn)向固相時，其在水中的存活期更長些，使病毒和細菌的滅活率不高。因此在污水處理過程中不能忽視這個問題。除去病原體2/5/20245.人工濕地運行過程中進水的預處理過程預處理的作用：①：降低進水污染物負荷，提高濕地系統(tǒng)處理效率②：基質(zhì)材料、濕地植物、進水污染物負荷和有機物積累等造成濕地堵塞③：彌補濕地冬季運行效率低

2/5/2024預處理工藝選擇：預處理的程度和方式應綜合考慮污水水質(zhì)、人工濕地類型及出水水質(zhì)要求等因素，可選擇格柵、沉砂、初沉、均質(zhì)等一級處理工藝，物化強化法、AB法前段、水解酸化、浮動生物床等一級強化處理工藝，以及SBR、氧化溝、A/O、生物接觸氧化等二級處理工藝。

①：污水的BOD5/CODCr小于0.3時，宜采用水解酸化處理工藝。

②：污水的SS

含量大于100mg/L時，宜設(shè)沉淀池。

③：污水中含油量大于50mg/L，宜設(shè)除油設(shè)備。

④：污水的DO小于1.0mg/L時，宜設(shè)曝氣裝置。5.人工濕地運行過程中進水的預處理過程2/5/2024生物接觸氧化組合工藝介紹目前濕地進水常用的預處理措施中核心技術(shù)多為生物接觸氧化組合工藝，大幅度降低來水中有機物含量，減少了人工濕地系統(tǒng)處理負荷，避免了濕地易堵塞的現(xiàn)象，延長了濕地運行時間，可以使污水達到相關(guān)排放標準。

工藝設(shè)計邊界條件技術(shù)路線

5.人工濕地運行過程中進水的預處理過程2/5/20245.人工濕地運行過程中進水的預處理過程2/5/20246.人工濕地常見故障及解決措施一是采用科學的人工濕地冬季保溫方法，如植物覆蓋法，就是將植物的地上部分分割去就地覆蓋；二是冰層覆蓋法，即在冬季濕地結(jié)凍前放水，使?jié)竦乇砻娼Y(jié)一層冰層對濕地自然覆蓋等氣候溫度條件變化

在春夏季節(jié)，溫度較高，植物生長較快，生物量增加，濕地凈化功能較強，二秋冬植物枯萎后，吸收速度較慢，是污染物去除效率降低。2/5/20246.人工濕地常見故障及解決措施

基質(zhì)容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象隨著時間的推移，部分營養(yǎng)物質(zhì)會逐漸積累，濕地中的微生物大量繁殖，所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物、腐爛根系等會不斷阻塞填料空隙，發(fā)生堵塞現(xiàn)象，從而是廢水的有效停留時間減少，原來的流動路徑短路，廢水在濕地表面徑流，水力傳導性、濕地處理效果和運行壽命降低。

a：加強預處理b：設(shè)定合理的間歇期，實現(xiàn)間接進水方式c：適度密度種植，及時維護收割2/5/2024

出水污染物濃度回升問題

水生植物生長周期較短和補給水源水質(zhì)等環(huán)境的變化會引起植株的衰竭和腐爛，腐爛的莖、葉容易消耗水體中的溶解氧使河床上升、底泥增多，其中釋放出的有機物、氨氮等導致水體污染物回升，容易造成水體的二次污染。定期的進行人工濕地的維護，包括清洗基質(zhì)，換基質(zhì)，收割植物，給系統(tǒng)富氧等等6.人工濕地常見故障及解決措施2/5/2024針對前述一些現(xiàn)有人工濕地存在的問題，需要強化的環(huán)節(jié)。我們。。。下面介紹一些學術(shù)前沿的人工濕地設(shè)計方案461、人工增氧復合垂直流人工濕地1-空氣壓縮機2-復合垂直流3-下行流地4-上行流地5-導氣管6-穿孔曝氣管7-排空管8-通孔1-濕地植物2-床體填料3-支撐墻4-集配水干管5-進水箱6-間歇進水控制裝置7-增氧機8-出水箱9-配水箱10-進水口11-放空管12-出水口13-配水孔14-配水箱2、水力增氧人工濕地2、新型人工濕地設(shè)計-水力增氧人工濕地濕