人工湿地设计计算模型

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河道人工湿地工艺的设计计算好养生物塘⑴实际尺寸：L×B×H=10×6×⑵有效水深：H=⑶有效容积：V=120m3,有效面积60m2⑷水力停留时间：HRT=5 h⑸结构：砖混结构人工湿地(a) 复合潜流人工湿地综合考虑水平潜流负荷高，水力条件好能营造良好的厌氧环境，以及垂直潜流充氧能力和硝化能力强的特点，我们选择水平+垂直的复合潜流人工湿地，水流经进水布水，先后缓慢流经粒径20mm的粗砾石和5mm~10mm的细砾石，在砾石表面形成生物膜，附着的微生物对污水中的有机物进行降解，出水进入垂直流湿地，水流在填料床中呈由上向下的垂直流，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。

垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。

在设计时充分考虑了检修，将垂直潜流湿地分为2格，保证在检修的情况下也不会间断对污水的处理。

(b) 表面流人工湿地系统地表流湿地系统也称水面湿地系统，与自然湿地最为接近，但它是受人工设计和监督管理的影响，其去污效果又要优于自然湿地系统。

污染水体在湿地的表面流动，水位较浅。

通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。

氧的来源主要靠水体表面扩散，植物根系的传输和植物的光合作用，表面流负荷小，占地面积相对较大。

设计参数水平潜流人工湿地设计参数垂直潜流人工湿地设计参数表面流人工湿地设计参数构筑物设计水平潜流人工湿地构筑物尺寸垂直潜流人工湿地构筑物尺寸表面流人工湿地构筑物尺寸水平潜流人工湿地系统基质配选方案水平潜流湿地从表层到底层依次为覆土土壤，粗砂，填料层，细砂，防渗层，我们将湿地分为3个单元，每个单元分为2格，第一格选择粒径为20mm的粗砾石作为填料层，一方面利用粗砾石粒径大，水力条件好的特点，增大系统的抗负荷能力，另一方面靠近进水端的填料层也起到很好的布水作用，使水流均匀，提高容积利用率；第二格选择5mm~10mm 的细砾石，增大填料比表面积，使附着在填料表面的微生物与污水更容易接触，同时由于粒径小，水流速度较慢，给微生物提供充足的时间硝化降解河水中的有机物，提高出水水质，降低对后续工艺的冲击。

垂直流人工湿地计算参考书一、什么是垂直流人工湿地呢？垂直流人工湿地是一种超级有趣又很环保的污水处理系统哦。

它就像是一个小小的自然净化工厂，通过湿地里的植物、土壤还有微生物的共同努力，把污水变得干干净净的。

这里面的水流可不是随随便便流动的，而是垂直方向流动的呢。

这种特殊的流动方式让污水在湿地里的净化过程变得更加独特和高效。

比如说，污水会在重力的作用下，缓缓地从湿地的上层渗透到下层，在这个过程中，不同的物质就开始发生各种奇妙的反应啦。

二、计算垂直流人工湿地为什么这么重要呀？这可太重要啦。

如果不进行准确的计算，就像厨师做菜不知道放多少调料一样，整个湿地的运行可能就会乱套哦。

准确的计算可以帮助我们确定湿地的面积大小。

要是面积算小了，污水可能得不到充分的净化，那可就白忙活啦。

而且还能确定水流的速度呢，水流太快，污水和湿地里的各种净化元素接触时间太短，净化效果肯定不好；水流太慢，又会影响整个处理污水的效率。

另外，计算还关系到我们要种多少植物，选择什么样的植物。

不同的植物在净化污水的能力上可是有很大差别的哟。

三、关于垂直流人工湿地计算的参考书籍。

这本书简直就是垂直流人工湿地计算的宝藏书籍呀。

它从很基础的原理开始讲起，就像一个耐心的老师。

书里详细地介绍了垂直流人工湿地的各种数学模型，这些模型可是帮助我们计算湿地的关键哦。

比如说，有关于水力停留时间的计算模型，这个时间可是很重要的参数呢。

它用很通俗易懂的例子来解释这些复杂的模型，让我们这些读者不会被那些密密麻麻的公式吓跑。

而且书里还有很多实际案例的分析，我们可以看到在不同的地区、不同的污水类型下，人家是怎么根据这些计算来建造和运营垂直流人工湿地的。

可别小看这本书哦。

虽然它不是专门讲垂直流人工湿地计算的，但它给我们提供了很多关于湿地生态系统的基础知识。

了解湿地的生态系统，对我们进行垂直流人工湿地计算是非常有帮助的。

比如说，我们要计算湿地里植物的数量和种类，那就得知道湿地的生态环境适合哪些植物生长呀。

人工湿地计算书人工湿地计算书1、尾水提升泵房集水池基本参数集水池设计规模为30000m3/d，约折合1250m3/h，按水力停留时间HRT为0.25 h计，集水井有效容积应为312.5 m3，考虑到与污水厂原有排污管道相契合，集水设计尺寸为：L×B×H=15m×9m×5.7m，有效容积L×B×H=15m×9m×2.5m=337.5m3。

2、尾水提升泵泵参数流量420m3/h；五台，四用一备；扬程 15m；功率 30KW；效率 74%，工作时间 24h/d。

3、跌水复氧区跌水复氧区分为跌水坝，受水池两部分。

跌水坝设计跌水高度为1.6m，采用二级跌水；采用堰式出水，布水槽单宽流量取48m3/(h·m)，则布水槽长度为35m，整个跌水坝占地面积约100m2。

设置受水池1座，池深1.5米，占地面积约890m2。

另外在受水池出水端设置拦水坝1座，受水池出水从拦水坝顶部漫流分别进入潜流人工湿地和人工溪流。

为防止冬季来水中热量大量损失，该工程如进入冬季运行，拟设置超越管路，将跌水坝超越，尾水提升泵房来水直接进入受水池内。

4、人工湿地基本参数本项目主体处理单元分为潜流湿地区、人工溪流及人工湖、表流湿地、氧化塘四个区域，为便于设计计算，所有处理单元均按处理效率折算为表流湿地进行计算，折算系数k如下。

表8、折算系数取值表4.1、理论人工湿地面积计算计算公式：AL =[Q×（C－C1）×10-3]/qos×10-4其中AL为理论人工湿地面积（m2）Q为流量（m3/d），设流量为30000 m3/d。

Co为进水BOD（mg/l），设定进水BOD为20mg/l。

C1为出水BOD（mg/l），设出水BOD为10mg/l。

qos为表面有机负荷（kg/hm2·d），本项目取30kg/hm2·d（设计范围为15 kg/hm2·d-50 kg/hm2）经计算，理论人工湿地面积AL=100000m24.2、各单元有效面积计算潜流湿地：本项目潜流湿地面积为固定值A1=4500m2（受公园内地形限制），折合成理论湿地面积为：AL1=4A1=18000m2人工溪流及人工湖：本项目人工溪流及人工湖面积为固定值A2=33770m2（满足公园水体面积要求），折合成理论湿地面积为：AL2=0.5A2=16885m2表流湿地：由于表流湿地和氧化塘的折算系数相同，故无需计算各自占地面积，根据现有场地地形条件，可令表流湿地与氧化塘占地面积相同。

第一作者:朱永青,女,1982年生,硕士研究生,研究方向为水污染数学模拟。

人工湿地数学模型模拟与应用朱永青1　林卫青2(1.东华大学环境科学与工程学院,上海200051;2.上海市环境科学研究院,上海200233) 摘要　人工湿地生态系统具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积和操作简单等优点,在国外得到了较好应用。

综述了人工湿地净化技术及湿地模型的研究进展,重点介绍了国外已经成功验证与应用的3种人工湿地模型的开发情况。

同时应用某人工湿地的实测数据,通过对模型的验证和率定,表明模型在评估湿地功能和优化设计上的实用性。

最后,对人工湿地模拟模型的应用前景及存在问题进行了评述。

关键词　人工湿地　废水处理污染物去除机理　数学模型Wa stewater purification in constructed wetland Zhu Yongqin 1,Lin Weiqin 2.(1.College of Environmental Science and En -gineering ,Donghua University ,Shanghai 200051;2.Shanghai Environmental Research I nstitute ,Shanghai 200233)Abstract :　A properly desig ned and operated constructed wetland eco system is often the most cost effective wastewater treatment alternative .Removal mechanisms for suspended solids ,o rganic ,nitrogen and pho sphorus compounds in wastewater are presented .Available w etland models ,including SET WET Mo del of U niversity of Virginia and PREWET M odel of US Corp of Engineers ,are introduced .The P REWET Mo del simulation of a 20km 2wetland is presented as an example ;the predicted removal rates for total suspended solids (26.5%)and to tal pho sphorus (3.0%)are in close agreements with the actual data of 29.5%and 3.0%,respectively .Future wetland models incorporating more interactive factors and /or better software will facilitate simulations for design and evaluation of wetland projects .Keywords :　Co nst ructed wetlandWa stew ater treatmentPollutant remo val mechanism Simulatio n mo del 近年来,随着工业化和城市化水平的提高,我国许多城市出现了严重的水污染问题[1],现有的污水处理厂多采用传统的活性污泥二级生化处理工艺,工程基建投资大、能耗高、运行维护费用大、对管理技术要求高,难以在中小城市推广[2]。

人工湿地的设计与计算人工湿地是利用湿地生态系统的自净作用，通过人工方式模拟湿地生物和非生物因素，净化和改善水体质量的一种生态工程技术。

其设计和计算需要考虑多个方面，包括湿地类型选择、湿地规划设计、主要构筑物选取、水流计算等。

1.湿地类型选择在设计人工湿地时，首先需要选择适合的湿地类型。

常见的湿地类型包括自由水面湿地和人工湿地。

自由水面湿地通常需要一定的土地面积才能建设，适用于处理大量水量。

而人工湿地适合处理小型水体，优点是占地面积小、维护方便。

2.湿地规划设计湿地规划设计包括湿地形状、湿地面积、湿地深度等的确定。

通常情况下，湿地的形状可以选择为长方形、正方形、圆形等。

湿地面积的确定需要根据入水量和出水量进行估算，确保湿地能够有效处理污水。

湿地深度的确定需要考虑污水的水质要求、湿地底部材料的透水性等因素。

3.主要构筑物选取湿地中的主要构筑物包括入、出水口、挡水坝、植物种植等。

入、出水口的选取需要根据处理水量和水质要求进行合理确定。

挡水坝主要用于控制湿地水位，可以选择建设小堤坝或水闸。

植物种植是湿地的重要组成部分，不仅可以美化湿地环境，还能够促进湿地生态系统的运行。

4.水流计算水流计算主要包括湿地进水和出水水量的计算。

湿地进水水量的计算需要考虑污水产生量、污水处理要求等方面，并结合设计流量进行确定。

湿地出水水量的计算需要根据进水水量和湿地入渗量来计算，确保湿地能够满足出水要求。

水流计算还需要考虑水力学原理，例如水力坡度、水体流速等。

总之，人工湿地的设计与计算需要综合考虑湿地类型、规划设计、主要构筑物选择以及水流计算等多个方面的因素。

通过科学的设计和合理的计算，人工湿地可以有效地净化和改善水体质量，起到环境保护和生态恢复的作用。

计算说明书1格栅：采用机械清查q=11.52L/s 设Q m ax =15L/s则K 总=2.0取设棚前 h=0.2m, v=0.2m/s 用中格栅，栅条，间隙e=20mm, 格栅安装倾角α=60° 栅条的间隙数：n=ehv Q αsin max =≈⨯⨯︒2.02.002.060sin 015.018 栅槽宽度：取栅条宽度 S=0.01mB=m en n S 53.01802.0)118(01.0)1(=⨯+-⨯=+-进水渠道渐宽部分长度：若 B 1=0.43m,︒=201α ，进水渠道流速为0.17m/sL m tg tg B B 14.020243.053.02111≈︒-=-=α栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度：L 2=m L 07.0214.021== 过栅水头损失：栅条矩形截面，取k=3,B=2.42m g v e s B k h 0021.060sin 81.922.0)02.001.0(42.23sin 2)(2342341=︒⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=α栅后槽总高度：取栅前渠道超高，m h 15.02= 栅前槽高m h h H 35.0211=+=，H=h+h 1+h 2=0.2+0.0051+0.15=0.3551m栅槽总长度：L=L 1+L 2+0.2+1.0-︒601tg H =0.15+0.07+0.5+1.0+m tg 915.1603551.0=︒每日栅清量：中格栅 W 1=0.07m 3/103m 3W=d /648m .0100028640007.0015.010********W 31max =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯总K Q >0.2m 3/dB —栅槽宽度，ms —格条宽度，m e —栅条间隙，mm n —格栅间隙数Q m ax —最大设计流量，m 3/sα—格栅倾角，度h —栅前水深，m v —格栅流速，m/s h 1—过栅水头损失，m h 0—计算水头损失，m k —系数H —栅槽总高度，m h —栅前水深，m h 2—栅前渠道超高，m L —栅槽总长度，m H 1—栅前槽高，mL 1—进水渠道渐宽部分长度，m B 1—进水渠道宽度，mα1—进水渠展开角，度L 2—栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m W —每日栅渣量，m 3/d W 1—栅渣量，m 3/dK 总—生活污水流量变化系数2沉沙池：采用平流沉沙池：主要截流无机颗粒，工作稳定，构造简单，排砂方便 取：Q max =15L/S=0.015m 3/s,v=0.2m/s 池内水停留时间：t=50s 有效水深：h e =0.5mX 1为城市生活污水，每10万m 3污水含沙量为3 m 3，辰砂含水量约60%，容重1.5t/ m 3砂斗斗壁倾角60°水流部分长度L=vt=0.015⨯50=0.75m 水流段面积 A=2max 075.02.0015.0m v Q ==池总宽度 m m h A B e 15.05.0075.02===沉砂斗容积 37535351max m 1085.1210m 10/3m 015.0864001086400-⨯=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=总K X t Q V 沉砂池总高度 H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.5+ h 3 储砂斗高 h 3323h tg60h 31⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛︒=π储砂V3227323m 1083.13114.331095.1tg6013V h --⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛︒⨯=π储H=0.3+0.5+0.0183=0.82mQ m ax —最大设计流量，m 3/s L —水流部分长度，m v —最大速度，m/st —最大设计流量时的停留时间，s A —水流断面积，㎡ B —池总宽度，m2h —设计有效水深，mV —沉砂斗容积，m31x —城市污水沉沙量，35310/3m mK 总—流量总变化系数 H —总高度，m1h —超高，0.3m3h —储砂斗高度，m3沉淀池：采用辐流式沉淀池。

【最新整理，下载后即可编辑】潜流式人工湿地设计计算书设计规模300t/d；水质类型，农村生活污水。

1、集水调节池基本参数有效容积：V V=V VVV×VVV=12.5×6=75m3式中：Qmax—设计进水流量，m3HRT—水力停留时间，h调节池高度取3m，其中超高0.5m，有效池深2.5m有效面积:Ae=VVV V =752.5=30m2式中：he—调节池有效高度集水调节池主要作用是均匀水质，稳定水量，起到一定的缓冲调节作用。

集水调节池设计规模为300m3/d，即12.5m3/h，水力停留时间HRT按6小时计算，调节池有效容积为75m3。

考虑现场实际情况，调节池设计尺寸为：L×B×H=8×4×3m；实际有效容积L×B×H=8m×4m×2.5m=80m3。

2、污水提升泵泵参数流量：Q=10m3/h；数量：3台，两用一备；扬程：15m；功率：0.75KW ； 效率：40%。

3、人工湿地基本参数人工湿地面积：A=V ×(V 0−V 1)×10−3V VV；式中，A---人工湿地面积，m 2； Q---人工湿地设计水量，m 3/d ； C 0---人工湿地进水BOD 5浓度，mg/L ； C 1---人工湿地出水BOD 5浓度，mg/L ； q os ---表面有机负荷，kg/(m 2·d)； 经计算，理论人工湿地面积A =300×(50−10)×10−3100×10−4=1200 m 2。

本项目受场地限制，人工湿地面积为750 m 2。

表面水力负荷V VV =V V=300750=0.4m 3/(m 2·d)。

人工深度一般小于2m ，本项目设计取值1.5m ，其中基质层厚度1.2m ，超高0.3m 。

水力停留时间t =V ×V V=750×1.2×0.4300=1.2d 。

人工湿地毕业设计计算人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工建筑，用于处理废水和改善水质。

在现代城市化进程中，水资源的污染和短缺问题越来越突出，人工湿地作为一种可持续的水处理技术，逐渐受到了广泛关注和应用。

本文将探讨人工湿地毕业设计计算的相关问题。

首先，人工湿地毕业设计的计算需要考虑水体的流量和水质参数。

流量是指单位时间内流经人工湿地的水量，通常以立方米每秒（m³/s）表示。

设计者需要根据实际情况确定流量的大小，如城市污水处理厂的设计流量应该考虑城市的人口规模和日用水量。

水质参数包括水中的污染物浓度和水质目标，如COD（化学需氧量）、氨氮、总磷等。

设计者需要根据污染物的特性和排放标准确定水质参数的要求，以便设计出合适的人工湿地系统。

其次，人工湿地毕业设计的计算还需要考虑湿地的尺寸和构造。

湿地的尺寸包括面积和深度两个方面。

面积的大小取决于流量和水质参数，一般来说，流量大、水质要求高的情况下需要较大的湿地面积。

深度的选择需要考虑湿地内部的水流速度和水质处理效果，一般来说，较浅的湿地可以提高水流速度，但对水质的净化效果较差。

构造方面，人工湿地可以采用不同的形式，如湿地池、湿地槽等，设计者需要根据具体情况选择合适的构造形式。

此外，人工湿地毕业设计的计算还需要考虑湿地植物的选择和配置。

湿地植物在人工湿地系统中起到重要的作用，可以吸附和转化污染物，提高水质处理效果。

设计者需要根据水质参数和植物的生态特性选择合适的湿地植物，并合理配置植物的密度和布局，以提高植物的利用效率和水质净化效果。

最后，人工湿地毕业设计的计算还需要考虑系统的运行和维护。

人工湿地系统需要定期进行清淤和修剪植物等维护工作，以保证系统的正常运行和水质处理效果。

设计者需要考虑运维成本和工作量，选择合适的维护策略和周期。

综上所述，人工湿地毕业设计计算涉及到流量和水质参数的确定、湿地尺寸和构造的选择、湿地植物的配置以及系统的运行和维护等方面。

人工湿地在景观水处理中各单元参数设计更新时间:1-13 17:27目前，潜流式人工湿地已在全国很多地区的景观水系处理中得到了推广，技术也已逐渐成熟，笔者通过几个项目的实践，总结了相关参数设计要点，归纳如下：人工湿地净化景观水体水质的设计可以从以下两个方面来考虑：①对景观水体的水进行循环处理；②对补充水（主要指再生水或雨水)进行处理.前者可以根据湿地的水力负荷进行设计,后者根据湿地污染物的面积负荷进行设计。

1、进行循环处理的人工湿地的设计①处理水量的确定根据景观水体的循环周期设计每天需要处理的水量，计算公式如下：Q=V/T式中Q—循环处理水量，m3／d V－景观水体中的水量，m3 T－循环周期,d循环周期指景观水体的水全部被人工湿地处理一遍所需要的时间.当水温〉25℃时，景观水体的循环周期不宜超过2－3d，当水温〈25℃时循环周期可以适当延长,温度越低则循环周期越长.②湿地面积的确定根据水力负荷设计湿地的面积,计算公式如下：Ax=Qx／HL式中AX—对景观水体的水进行循环处理需要的人工湿地的面积，m2HL一水力负荷，可取0.8-1。

2m3/（m2。

d）2 处理补充水的人工湿地的设计①补充水量的确定根据蒸发量以及景观水体底部和侧壁的渗透水量来确定每天的补充水量,计算公式如下：QB=A×F+Qs （3）式中Q-补给的水量,m3/dA-景观水体的面积,m2F-当地夏季最大蒸发月份的日平均蒸发量,m3/（m2.d）QS-景观水体的下渗水量,m3/d②湿地面积的确定根据湿地污染物的面积负荷确定湿地的面积,计算公式如下：AB=QB×（CB-CE）/N式中AB—人工湿地去除补充水中污染物所需要的面积，m2CB-补充水中污染物的浓度,g/m3CE-湿地出水浓度，g/m3N—一污染物面积负荷，g/（m2.d)分别计算去除COD、BOD5、TN、TP、SS等污染物所需要的面积,选取其中最大的一个作为设计面积。

计算说明书1格栅：采用机械清查q=11.52L/s 设Q m ax =15L/s则K 总=2.0取设棚前 h=0.2m, v=0.2m/s 用中格栅，栅条，间隙e=20mm, 格栅安装倾角α=60° 栅条的间隙数：n=ehv Q αsin max =≈⨯⨯︒2.02.002.060sin 015.018 栅槽宽度：取栅条宽度 S=0.01mB=m en n S 53.01802.0)118(01.0)1(=⨯+-⨯=+-进水渠道渐宽部分长度：若 B 1=0.43m,︒=201α ，进水渠道流速为0.17m/sL m tg tg B B 14.020243.053.02111≈︒-=-=α栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度：L 2=m L 07.0214.021== 过栅水头损失：栅条矩形截面，取k=3,B=2.42m g v e s B k h 0021.060sin 81.922.0)02.001.0(42.23sin 2)(2342341=︒⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=α栅后槽总高度：取栅前渠道超高，m h 15.02= 栅前槽高m h h H 35.0211=+=，H=h+h 1+h 2=0.2+0.0051+0.15=0.3551m栅槽总长度：L=L 1+L 2+0.2+1.0-︒601tg H =0.15+0.07+0.5+1.0+m tg 915.1603551.0=︒每日栅清量：中格栅 W 1=0.07m 3/103m 3W=d /648m .0100028640007.0015.010********W 31max =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯总K Q >0.2m 3/dB —栅槽宽度，ms —格条宽度，m e —栅条间隙，mm n —格栅间隙数Q m ax —最大设计流量，m 3/sα—格栅倾角，度h —栅前水深，m v —格栅流速，m/s h 1—过栅水头损失，m h 0—计算水头损失，m k —系数H —栅槽总高度，m h —栅前水深，m h 2—栅前渠道超高，m L —栅槽总长度，m H 1—栅前槽高，mL 1—进水渠道渐宽部分长度，m B 1—进水渠道宽度，mα1—进水渠展开角，度L 2—栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m W —每日栅渣量，m 3/d W 1—栅渣量，m 3/d K 总—生活污水流量变化系数2沉沙池：采用平流沉沙池：主要截流无机颗粒，工作稳定，构造简单，排砂方便 取：Q max =15L/S=0.015m 3/s,v=0.2m/s 池内水停留时间：t=50s 有效水深：h e =0.5mX 1为城市生活污水，每10万m 3污水含沙量为3 m 3，辰砂含水量约60%，容重1.5t/ m 3砂斗斗壁倾角60°水流部分长度L=vt=0.015⨯50=0.75m 水流段面积 A=2max 075.02.0015.0m v Q ==池总宽度 m m h A B e 15.05.0075.02===沉砂斗容积 37535351max m 1085.1210m 10/3m 015.0864001086400-⨯=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=总K X t Q V 沉砂池总高度 H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.5+ h 3 储砂斗高 h 3323h tg60h 31⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛︒=π储砂V3227323m 1083.13114.331095.1tg6013V h --⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛︒⨯=π储H=0.3+0.5+0.0183=0.82mQ m ax —最大设计流量，m 3/s L —水流部分长度，m v —最大速度，m/st —最大设计流量时的停留时间，s A —水流断面积，㎡ B —池总宽度，m2h —设计有效水深，mV —沉砂斗容积，m31x —城市污水沉沙量，35310/3m mK 总—流量总变化系数 H —总高度，m1h —超高，0.3m3h —储砂斗高度，m3沉淀池：采用辐流式沉淀池。

人工湿地设计原理及设计流程目录1 设计原理 (4)1.1 净化机理 (4)1.2 水力模型简介 (5)1.3 人工湿地计算模型及主要限制性因素 (6)1.3.1表面流湿地 (6)1.3.2水平潜流人工湿地 (7)1.3.3垂直潜流人工湿地 (9)2.设计程序 (1)2. 1人工湿地的设计程序 (1)2.2设计原则 (1)2.3选址 (2)2.4进出水质 (2)2.4.1一般进出水质要求 (2)2.4.2景观水体氮、磷指标分析 (4)2.5进水方式 (5)2.6设计参数 (6)2.7平面设计 (7)2.8预处理 (8)2.9地基处理 (8)2.10防渗设计 (9)2.11填料选择 (9)2.11.1潜流湿地 (10)2.11.2表流湿地 (12)2.12集配水系统 (12)2.13通气系统 (19)2.14湿地植物 (19)2.15堤岸设计 (19)2.16成本分析 (20)2.16.1成本构成 (20)2.16.2影响因素 (21)人工湿地设计原理及设计流程1 设计原理1.1 净化机理1977年，德国学者Kickuth提出根区理论：由于植物系的输氧作用使得根系周围形成一好氧区域，同时由于好氧生物膜对氧的利用而使距离根系较远的区域呈缺氧状态，更远的区域呈现厌氧状硝化反硝化得以实现。

而且填料和植物根系的存在也为多种微生物提供着载体，形成去除污染物的“微环境”。

Kickuth在进行湿地研究中，采一种栽有芦苇的矩形池子，土壤含钙、铁、铝添加剂，以改善土壤结和提高对磷的去除能力。

水以潜流过芦苇根后，有机物被降解，氮通过硝化和反硝化被去除，磷通过吸附和离子交换固定在土壤中。

根区理论的提出推动了人工湿地的研究和应用。

人工湿地对各污染物的去污机理如下表所示。

人工湿地的去污机理表1-1注：▲最主要作用；●主要作用；◎次要作用；○作用很小或无作用1.2 水力模型简介在介绍人工湿地数学模型前，先对水处理中几种典型流态的水力模型进行简介，包括：（1）完全混合间歇反应器是一个封闭系统，废水进入及排出都是不连续的，反应器中的成分随时间而变化。

浅谈人工湿地的计算摘要：本文首先介绍了中、美、澳三国在人工湿地概念上的相似性和差异性，通过对同一区域的实例计算，对比三国在人工湿地设计计算中的不同特点，提出我国人工湿地在计算中仅考虑单一污染物的去除是不全面的。

另外，人工湿地在投资、运营成本、维护管理、废水处理效果等方面存在显著优势，但占地面积大依然给人工湿地的推广和应用带来了局限性，人工湿地适合中小城镇的污水处理和景观设计。

关键词：表面流人工湿地处理系统；水平潜流处理系统；垂直潜流处理系统；地下流式处理系统；植载滤床式处理系统；Reed et al；模型；Kadlec & Knight；模型1.前言人工湿地是人为模拟天然湿地的一种水处理形式。

由挺水和沉水植物、微生物和透水基质组成，能吸附和富集有毒有害重金属，生物降解有机污染物。

同时，还能有效控制雨水径流，就地消纳、吸收和利用雨水。

此外，人工湿地使用纯生物技术对污水进行净化，不存在二次污染。

以水生植物、水生花卉为主要处理植物，具有良好的生态景观效果，因此，用人工湿地处理污水除在农村地区显现出优势外，还适用于城市污水处理、垃圾渗沥液处理、水源及景观用水保护等领域中。

很多国家在人工湿地的设计上都有着不同的规定和做法。

本文将通过对中国、美国、澳大利亚的设计流程及设计参数进行对比和分析，论述人工湿地在城市建设中的应用。

2.我国与美国、澳大利亚人工湿地设计的相似性中、美、澳在人工湿地的设计在以下两个方面是相似的：（1）一般工艺流程人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。

预处理的目的主要是减少污水中的悬浮物，防止湿地填料堵塞，确保人工湿地生态系统的稳定性，增加湿地处理寿命和处理能力。

人工湿地系统一般工艺流程为：污水→ 预处理→人工湿地→出水。

（2）处理的主要污染物人工湿地系统处理的主要污染物有生化需氧量（BOD5）、悬浮固体（SS）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、磷（P）、藻类、金属离子等物质。

水环境容量计算模型1）河流水环境容量模型水环境容量是在水资源利用水域内，在给定的水质目标、设计流量和水质条件的情况下，水体所能容纳污染物的最大数量。

按照污染物降解机理，水环境容量W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分，即：W W W =+稀释自净稀释容量是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时，依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量。

自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用，给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。

河段污染物混合概化图如图11.4-1。

根据水环境容量定义，可以给出该河段水环境容量的计算公式：图11.4-1 完全混合型河段概化图0()i si i i W Q C C =-稀释 i i si i W K V C =⋅⋅自净即：0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅考虑量纲时，上式整理成：086.4()0.001i i si i i i siW Q C C K V C =-+⋅⋅其中：当上方河段水质目标要求低于本河段时：0i si C C = 当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时：00i i C C =式中：i W —第i 河段水环境容量（kg/d ）； i Q —第i 河段设计流量（m 3/s ）； i V —第i 河段设计水体体积（m 3）； i K —第i 河段污染物降解系数（d -1）；si C —第i 河段所在水功能区水质目标值（mg/L ）；0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值（mg/L ）,取上游来水浓度。

若所研究水功能区被划分为n 个河段，则该水功能区的水环境容量是n 个河段水环境容量的叠加，即：1nii W W ==∑01131.536()0.000365n ni si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑式中：W —水功能区水环境容量（t/a ）； 其他符合意义和量纲同上。