潜流人工湿地课程设计样本

环境工程设计

EnvironmentEngineeringDesign

【文章编号】1007-9467（2009）03-0055-03

潜流人工湿地的设计探讨

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1.广州市市政工程设计研究院，广州510060；2.广东工业大学■彭勃1，李绍秀（

建设学院，广州510643）

【摘要】介绍了潜流人工湿地的表面积、横截面积的设计计算，讨论了水力停留时间、深度、湿地长和宽及其比例、水力坡度等的设计确定，为潜流人工湿地的工程设计提供参考。【关键词】潜流人工湿地；污水处理；工程设计【中图分类号】X703.1

【文献标志码】A

能耗低等优点。该技术由于处理污水的负荷小，占地面积大，因而比较适合用于乡镇二级污水的深度处理或污染程度低的河水的水质改善、地面径流的处理等。人工湿地有表面流、潜流、垂直流等形式，潜流人工湿地不像表面流那样在基质层上有自由水面而易滋生蚊虫，因而在工程中潜流人工湿地应用广泛。然而许多潜流人工湿地运行不到5a，甚至在运行不通过对潜流人工湿久，就在基质层顶上出现表面流。地的研究发现，出现表面流的大多数情况是由于不合理的水力设计和忽视达西定律造成的[1]。因此，为避免不合理的设计，本文就潜流人工湿地设计进行一些探讨。

DiscussonDesignofSubSurfaceFlow

ConstructedWetland

PENGBo1，LIShao-xiu2

(1.GuangzhouMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute,Guangzhou510060,China;2.FacultyofConstructionofGuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510640,

China)

【Abstract】Thepaperintroducedthedesignofsurfaceareaandcrosssectionareaofsubsurfaceflowconstructedwetlands,discussedonthedetermineofdesignparameters,suchashydraulicretentiontime,depth,lengthandwidthandtheirratio,hydraulicslope.Thispaperprovidedthereferenceforengineeringdesignofsubsurfaceflowconstructedwetlands.

【Keywords】subsurfaceflowconstructedwetlands；wastewaterengineeringdesigntreatment；

2潜流人工湿地的设计

2.1表面积和横截面积的计算2.1.1表面积

根据美国环境保护局的资料[1]，潜流人工湿地的表面积是在去除一定量的BOD5并保证出水BOD5值达到某一要求的基础上求得，它是基于一级生化反应动力学推导出来的，表面积为

A=Q(1nCo-1nCe)／(KTdn)

（1）

式中，A为湿地表面积,m2；Q为流量,m3／d；Co为进水BOD浓度,mg／L；Ce为出水BOD浓度mg／L；d为水深，m；n为基质层介质的孔隙率，%；KT为某温度T下的反应速率常数，d-1；

KT由下式计算KT=K20×1.06T-20

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1前言

人工湿地是欧美于20世纪70年代发展起来的一项污水生物处理技术，是利用“土壤—植物—微生复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作物”

用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等的技术，具有投资少、维护简单和

环境工程设计

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式中，K20为20℃时反应速率常数，美国环境保护局的资料为1.104d-1，有些报道为1.84d-1(中砂介质，最大粒径1mm，占10％)；1.35d-1(粗砂介质，最大粒径2mm，占10％)；0.86d-1(砾砂介质，最大粒直径8mm，占10％)[2]。2.1.2横截面积

潜流人工湿地的水流在多孔介质中流动，其通过的流量可以用达西定律来表达：

Q=ACKSS从而AC=Q／(KSS)

（2）

式中，AC为横截面面积（宽×深），m2；KS为水力传导率，m3/(m2·d)；Q为流量，m3／d；S为水力坡度，m/m。

水力传导率跟基质层采用的介质有关，在介质类型及其级配确定后应通过实验来确定。美国国家环保局用清水测得的水力传导率见表1[1]。

表1潜流人工湿地中典型的介质特性

5]

。从式（3）可看出，当流量和湿几天到十几天不等[4，

地床的基质介质和深度确定后，停留时间越长，意味着湿地的面积越大，湿地的水力负荷就小，处理效果就有保障，但占地大。2.3深度

湿地深度大小要考虑到植物根系输氧所能到达的深度。在美国大多数的潜流人工湿地基质层介但发现大多数情况下，植物根部质的深度为0.6m，

仅能深入基质层0.3m或更少，因而，深度一般需要根据湿地所栽种植物的种类及根系的生长确定，以保证湿地单元中必要的好氧条件，深度太大会导致根系无法输氧到底部，同时也容易造成死水区[6]。2.4湿地长和宽及其比例

由式(2)确定湿地横截面面积及设定湿地深度后，即可得到湿地的宽度W：

W=AC/d式中，各符号意义同前。

（4）

D/mm /% /[mÃ/ mÄ·d ] （4）式算出的宽度是湿地通过的流量为设计流

2 32 1 000

8 35 5 000 量时的最小宽度，如果设计的宽度小于最小宽度，

16 38 7 500

那么根据达西定律湿地横截面的过流量就小于设 32 40 10 000

128 45 100 000

计流量，湿地运行时不可避免地出现表面流。

表中水力传导率是在基质层中水流接近层流而非紊流情况下得到的，同时基质层也是清洁而没有堵塞的。处理实际污水时，由于悬浮物的去除往往出现在进水区域，使基质层实际状况与上述的测定条件出现偏差。因此，美国环境保护局建议，为安全起见，在污水处理设计时取小于上述水力传导率数值的1/3作为有效水力传导率。2.2水力停留时间

水力停留时间t可以用下式表示：t=Vn/Q=Adn/Q前。 …… 此处隐藏：2979字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……