人工湿地设计

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4～122g/()md，本设计取82g/()md

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20200601500m8AQSAL

式中 A— 稳定塘的有效面积，m2

Q— 进水设计流量，ｍ3/ｄ

S0— 进水BOD5浓度，mg/l

LA— BOD5面积负荷，2g/()md

2.总共设计2个生态塘，单塘有效面积2115007502AAmn

3.单塘长度11375047.4LRAm,取47m

式中 R— 塘水面的长宽比

4. 单塘宽度1147=15.7m3LBR，取16m

5.单塘容积311147161752VLBDm

6.水力停留时间175227.52200VtndQ

7.塘总容积3127521504mVnV

池塘水深

m 单塘宽度

m 单塘长度

m 单塘面积

㎡ BOD表面负荷率g/㎡d 停留时间T

d

1 16 47 752 8 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

33226.57106.57102001.31413140AQhmm

式中Ａ—湿地床的表面积hm2

Ｑ—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

取A1=4000 m2

1.1.2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。

人工湿地设计方案

1 处理工艺

1.1 处理工艺流程框图

1.2 本方案水处理工艺流程说明

本方案预设污水氨氮含量较高，脱氮处理中反硝化作用阶段前充分的硝化作用是非常必要的，因此在人工湿地前端设置好氧生物塘，增强氮素的转化率。为提高组合工艺整体的脱氮效率，考虑将垂直流人工湿地放在组合工艺前端，有利于提高湿地系统的输氧能力，从而提高硝化作用的脱氮效率。好氧生物塘的出水先后进入垂直潜流人工湿地和水平潜流人工湿地组合成的复合潜流人工湿地系统，这样利用植物吸收、微生物降解、填料过滤吸附等作用去除污水中的污染物，最后达标排放。相对于其他处理技术，人工湿地具有投资省、效率高、维护简单等优点，对于农村生活污水、农业面源污染，是一种较好的处理技术。

1.3 方案各处理单元功能描述

（1）好氧生物塘

用于去除原污水中悬浮物及大颗粒杂物，可以防止垂直流人工湿地的堵塞，保护后续人工湿地的运行稳定。利用太阳能曝气增氧，提高水中的溶解氧，促进氨氮的氧化作用，进而充分的硝化作用，使脱氮处理中反硝化作用阶段可以充分反应，提高了脱氮效率，减轻后续人工湿地的治理负荷。

（2）人工湿地

人工湿地综合了物理、化学和生物的三种作用对污水进行进一步的处理。系统成熟后，特种填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。污水流经生物膜时，残余的SS被填料和植物根系有机截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。同时系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次呈现出好氧、厌氧和缺氧状态，保证了废水中氮、磷不仅达标排放 污水 好氧生物塘 复合型人工湿地 能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。老化的微生物作为肥料被植物吸收。

人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同而分为两种类型：表面流人工湿地（SFW）和潜流型人工湿地（SSFW）。潜流型人工湿地又包括水平潜流人工湿地（SFS）和垂直潜流人工湿地（VCW）。

人工湿地设计

主要技术参数

一、主要参数

1、设计水量：

Q总：40000m³/d，Q时=40000÷24=1667m³/h（取近似均匀流入人工湿地）

2、进出水质：

名称 CODcr NH3-N 总氮（TN） 总磷（TP） 备注

进水水质指标（mg/L） 51.812 8.163 7.461 1.097

出水水质指标与污染物减排量来源于原技术方案 1级生物塘（mg/L）

1级生物塘去除率（%）

1级水平潜流湿地（mg/L）

1级水平潜流湿地去除率（%）

2级水平潜流湿地（mg/L）

2级水平潜流湿地去除率（%）

2级生物塘（mg/L）

2级生物塘去除率（%）

3级水平潜流湿地（mg/L）

3级水平潜流湿地去除率（%）

垂直流潜流湿地（mg/L）

垂直流潜流湿地去除率（%）

出水水质指标（mg/L） 30 1.5 1.5 0.3

污染物减排量（t/a） 318.45 97.28 87.03 11.63

二、设计说明

1、工艺流程：

原水→沉砂池→1级生物塘→1级水平潜流人工湿地→2级水平潜流人工湿地→2级生物塘→3级水平潜流人工湿地→垂直流人工湿地→排水

2、技术参数：

（一）沉砂池：S=550㎡；H=2.2m

1. 池体容量：1210m³ 2. 停留时间：0.33h

3. 表面负荷：3.031m³/（㎡/h）

4. 池体结构：钢筋混凝土结构

（二）1级生物塘：S=2400㎡；H=2.2m

1. 池体容量：5280m³

2. 停留时间：3.17h

3. 有机负荷：1.671kg/（m³·d）

4. 池体结构：钢筋混凝土结构

（三）1级水平潜流人工湿地：S=4200㎡；H=2.0m

1. 池体容量：8400m³

2. 停留时间：5.04h

3. 有机负荷：1.671kg/（m³·d）

4. 池体结构：钢筋混凝土结构

人工湿地系统设计

人工湿地（Constructed Wetland, CW）是指通过人工手段模拟湿地自然环境和生物过程，利用湿地植物和微生物群落等生物活动，处理城市污水、农村污水和工业废水等水体的一种水处理方法。相比传统的化学方法和机械法，人工湿地系统具有效果好、工艺简单、经济性好、环保性强的优点，在城市污水处理和水资源管理中有广泛应用。

1.选择适当的湿地类型：湿地类型包括自由水面流式湿地、水平流湿地和垂直流湿地等。选择适当的湿地类型要考虑到处理水体的性质、水质目标和项目财力等因素。

2.设计适当的湿地尺寸：湿地面积和深度是湿地系统设计中的关键参数。湿地面积要根据处理水体的流量和负荷来确定，一般采用最大日流量的1.2倍作为设计流量。湿地深度一般为0.3-1.0米，需要根据不同湿地类型和处理水体的不同污染物浓度来确定。

3.选择适宜的湿地植物：湿地植物是人工湿地系统中的关键组成部分，可以吸收、转化和降解水中的有机物和无机物质，同时为微生物提供生境。选择适宜的湿地植物要考虑到其耐短暂淹没、耐盐碱和抗病虫害等特性，一般选择芦苇、蒲草和菖蒲等湿地植物。

4.设计适当的湿地流态：湿地流态是指水体在湿地中的流动方式，包括自由水面流动、水平流动和垂直流动。自由水面流动适用于水质较好的情况下，水平流动适用于水质中等的情况下，垂直流动适用于水质较差的情况下。根据处理水体的水质要求和能源消耗等方面的考虑，选择适当的湿地流态。 5.设计适当的湿地进水与出水方式：湿地的进水和出水方式对于处理效果和工艺运行都有很大影响。进水方式可以选择表面进水或底部进水，根据处理水体的水质目标和湿地自洁能力来确定。出水方式可以选择自由出水或收集出水，根据处理水体的营养盐排放标准和后续处理工艺考虑。

6.设计适当的湿地监测与维护：湿地系统设计完成后，需要进行监测和维护，确保系统能够持续有效地运行。湿地监测包括水质监测和植物监测，水质监测通过监测处理水体的污染物浓度和水质指标来评估系统的处理效果；植物监测通过观察植物生长情况和植物对污染物的吸收转化能力来评估系统的生物群落健康状况。湿地维护包括定期清理植物凋落物和管理湿地水位等。