潜流人工湿地水力设计浅议
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潜流人工湿地
潜流人工湿地是一种模拟自然湿地水处理系统的人工处理
设施。
它通过引导废水在湿地中潜流而进行处理,利用湿
地中的湿地植物、微生物等生物群落,以及湿地的物理、
化学、生物过程,去除水中的悬浮物、有机物、氮、磷等
污染物质。
潜流人工湿地可以有效地净化废水,改善水质,同时还具有景观美化、保护生物多样性等额外功能。
潜流人工湿地通常由多个不同功能区域组成,包括进水区、湿地中心区和出水区等。
进水区是废水进入潜流人工湿地
的区域,经过初步的沉淀和过滤,去除较大的悬浮物质。
湿地中心区是废水的主要处理区域,包括沉水植物带、气
孔植物带等,利用湿地植物的根系、叶片和微生物降解废
水中的有机物和营养物质。
出水区是废水净化后的区域,
通过进一步的沉淀和吸附等过程,去除废水中余下的悬浮
物质和去除残余污染物。
潜流人工湿地具有处理效果好、运维成本低、适应性强等
优点,因此在城市污水处理、农村污水治理、景观建设等
领域得到广泛应用。
它不仅能够净化废水,还可以增加湿
地生态系统的质量和稳定性,提供生态服务功能,促进环境可持续发展。
人工湿地“布水”设计与思考朱伟1 华国芬1 赵联芳1(1.河海大学环境科学与工程学院,江苏南京210098)摘要:人工湿地污水处理系统是一种经济高效的污水生态处理技术。
然而,湿地污水处理技术在性能上仍需有待发展与完善,尤其需要对其处理工艺参数进行不断改进和系统优化。
本文针对人工湿地污水处理工程中的“布水”这一技术参数,概括了人工湿地布水的原则和一般设计,探讨了几种常见人工湿地类型的布水和其优缺点.同时通过有关工程实例展示了人工湿地布水设计。
关键词:人工湿地;污水处理;布水;设计Design and thinking of water distribution in constructed wetlandWei Zhu, GuoFen Hua &Lianfang ZhaoAbstract:Constructed wetland system for waste water treatment is an important technological mode of economical and high effective ecological treatment of waste water, but it is still necessary to develop and perfect in its performance, and in particular ,to make a continuous improvement and systematic optimization in its technical parameters. In this paper ,the principle and general design on water distribution were summarized ; the merits and defects of water distribution in some common constructed wetland systems were discussed. In the meantime, the relevant engineering examples on water distribution were showedKey words:Constructed wetland; Waste water treatment; water distribution ; design1.引言人工湿地是20世纪70年代末期发展起来的一种废水生物处理技术,根据污水在湿地中的流动方式不同可将人工湿地系统分为表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地三种类型。
《人工湿地类型的选择及案例分析》篇一一、引言人工湿地是一种生态工程,利用自然湿地生态系统的原理,通过模拟自然湿地的结构和功能,对污水进行过滤和净化。
人工湿地具有成本低、维护简单、生态效益显著等优点,因此在污水处理和生态修复方面得到了广泛应用。
本文将对人工湿地的类型选择及其在具体案例中的应用进行分析。
二、人工湿地类型的选择人工湿地的类型主要根据地域、气候、水体性质以及设计目标等因素进行选择。
目前,常见的人工湿地类型主要包括表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地。
1. 表面流湿地表面流湿地是最简单的一种人工湿地类型,其特点是水流在湿地表面流动。
这种类型的湿地适用于气候温暖、降雨量较大的地区。
由于水流在表面流动,因此氧气含量较高,适合好氧菌的生长,对去除有机物和营养物质有一定的效果。
但是,表面流湿地的处理效率较低,易受气候影响。
2. 潜流湿地潜流湿地是水流通过填料床的湿地类型,填料床中填充有砂、碎石等材料。
这种湿地的处理效率较高,适用于寒冷地区和污染较为严重的地区。
潜流湿地可以有效地去除污水中的有机物、营养物质和重金属等污染物,同时具有较好的耐冲击负荷能力。
3. 垂直流湿地垂直流湿地是水流在填料床中垂直流动的湿地类型。
这种湿地的处理效率高,对污染物的去除效果好,尤其对氨氮的去除效果显著。
但是,垂直流湿地的建设和维护成本较高,需要较高的技术支持。
三、案例分析以某城市污水处理项目为例,该项目采用了潜流式人工湿地处理系统。
该系统包括预处理区、湿地处理区和出水区三个部分。
其中,预处理区用于去除污水中的大颗粒物质和悬浮物,湿地处理区则采用潜流式湿地床进行处理,出水区则对处理后的水进行进一步净化。
在该项目中,潜流式湿地的填料床采用了砂石等材料,具有良好的渗透性和吸附性能。
同时,通过合理的设计和布局,使得水流在填料床中能够充分接触和反应,提高了处理效率。
经过该系统的处理,污水中有机物、营养物质和重金属等污染物的浓度得到了显著降低,达到了国家排放标准。
潜流人工湿地的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解潜流人工湿地的概念、原理及作用;2. 学生能掌握潜流人工湿地在生态环境保护和水资源净化中的应用;3. 学生能了解潜流人工湿地的设计与构建过程。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析潜流人工湿地对水体的净化效果;2. 学生能够通过小组合作,设计简单的潜流人工湿地系统;3. 学生能够运用科学方法,对潜流人工湿地进行观察、实验和数据整理。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到潜流人工湿地在环境保护和可持续发展中的重要性;2. 学生能够增强合作意识,培养团队协作能力;3. 学生能够提高环保意识,树立绿色生活的价值观。
课程性质:本课程为环境科学领域的一节实践性课程,结合学生所在年级的知识深度,注重理论联系实际。
学生特点:六年级学生具备一定的观察能力和动手能力,对环境保护有一定的认识,但缺乏系统性的科学探究经验。
教学要求:结合学生特点,通过讲解、实践和小组合作,使学生掌握潜流人工湿地的相关知识,提高学生的实践能力和环保意识。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 潜流人工湿地基础知识:- 湿地概念、类型及功能;- 潜流人工湿地的定义、原理及结构;- 潜流人工湿地在环境保护和水资源净化中的应用案例。
2. 潜流人工湿地设计与构建:- 湿地设计原则及考虑因素;- 湿地构建流程及关键环节;- 不同类型潜流人工湿地的优缺点对比。
3. 潜流人工湿地实验与实践:- 实验器材、材料及方法;- 潜流人工湿地对水体净化效果的观察与分析;- 小组合作设计简单的潜流人工湿地系统。
4. 教学内容的安排与进度:- 第一课时:潜流人工湿地基础知识;- 第二课时:潜流人工湿地设计与构建;- 第三课时:潜流人工湿地实验与实践。
教材章节:本教学内容参考教材中关于湿地生态系统的章节,结合课程目标进行内容选择和组织。
具体章节如下:- 第六章:湿地生态系统- 第一节:湿地概念、类型及功能- 第二节:潜流人工湿地的设计与构建- 第三节:潜流人工湿地的应用与实践教学内容确保科学性和系统性,旨在帮助学生掌握潜流人工湿地的相关知识,提高实践能力和环保意识。
人工湿地设计研究进展人工湿地设计研究进展引言人工湿地是一种以模拟自然湿地过程为基础的工程手段,通过生物、物理和化学过程来提高水体的质量。
近年来,随着环保意识的增强和水资源的日益紧缺,人工湿地作为一种可持续发展的水处理技术备受关注。
本文将介绍人工湿地的定义、分类并详细讨论了其设计研究的最新进展。
人工湿地定义人工湿地是指运用人工手段构造的、具有湿地功能的水体处理系统。
它模仿自然湿地的水流、植物与微生物作用,通过一系列的物理、化学、生物过程来消除水体中的污染物质,提高水体的质量。
人工湿地通常包括底质层、植物层和水体层三个组成部分。
人工湿地分类根据其特定功能和水处理方式,人工湿地可以分为三类:自流式湿地、人工通气湿地和潜流湿地。
1. 自流式湿地自流式湿地是指在一定的高程条件下,通过重力作用,水体在湿地内部自由流动的湿地系统。
其特点是运行成本低、易于维护和管理。
自流式湿地主要用于处理化学需氧量(COD)、氨氮和总磷等有机物质。
2. 人工通气湿地人工通气湿地是在湿地底泥表面提供通气设施,通过增加氧气供应来促进底泥中微生物的生长和活动,以加速污染物的降解和氮磷的去除。
通气湿地主要用于处理氨氮、硝态氮和总磷等营养物质。
3. 潜流湿地潜流湿地是通过建造渗流床,将水体通过床体自上而下渗透来进行处理的湿地系统。
潜流湿地具有较大的处理能力和稳定性,广泛应用于城市污水和工业废水处理。
潜流湿地的主要处理对象是化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮和重金属等有机和无机污染物。
人工湿地设计研究进展人工湿地设计是人工湿地研究的核心内容,其目标是实现有效的水体处理和污染物的降解。
近年来,人工湿地设计研究呈现出以下几个重要方向的进展。
1. 永续性设计永续性设计是人工湿地设计中的重要考虑因素。
它要求在湿地建设过程中,采用可持续的材料、技术和管理手段,以减少对环境造成的负面影响。
研究者们推崇使用可再生能源为人工湿地供能,并将湿地系统与自然环境相结合,实现水资源的高效利用和自然生态的恢复。
【文章编号】1007-9467(2009)03-0055-03潜流人工湿地的设计探讨■彭勃1,李绍秀2(1.广州市市政工程设计研究院,广州510060;2.广东工业大学建设学院,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】ADiscuss on Design of SubSurface FlowConstructed WetlandPENG Bo1,LI Shao-xiu2(1.Guangzhou Municipal Engineering Design and Research Institute,Guangzhou510060,China;2.Faculty of Construction of Guangdong University of Technology,Guangzhou510640,China)【Abstract】The paper introduced the design of surface area and cross section area of subsurface flow constructed wetlands, discussed on the determine of design parameters,such as hydraulic retention time,depth,length and width and their ratio,hydraulic slope.This paper provided the reference for engineering design of subsurface flow constructed wetlands.【Key words】subsurface flow constructed wetlands;wastewater treatment;engineering design1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—微生物”复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,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、维护简单和能耗低等优点。
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%。