人工濕地設(shè)計(jì)2013

1、2021-12-112021-12-11人工濕地構(gòu)建設(shè)計(jì)人工濕地構(gòu)建設(shè)計(jì)確定人工濕確定人工濕地類型地類型 集配水系統(tǒng)、多種集配水系統(tǒng)、多種進(jìn)水方式、通氣系統(tǒng)進(jìn)水方式、通氣系統(tǒng)防滲系統(tǒng)等裝置設(shè)計(jì)防滲系統(tǒng)等裝置設(shè)計(jì)填料基質(zhì)的選擇、鋪填料基質(zhì)的選擇、鋪設(shè)方式，植物的選擇、設(shè)方式，植物的選擇、栽種方式等栽種方式等 面積、水力負(fù)荷、停面積、水力負(fù)荷、停留時間的等人工濕地涉留時間的等人工濕地涉及的相關(guān)參數(shù)確定及的相關(guān)參數(shù)確定 進(jìn)水的預(yù)處理過程運(yùn)進(jìn)水的預(yù)處理過程運(yùn)行維護(hù)及易出現(xiàn)故障的行維護(hù)及易出現(xiàn)故障的應(yīng)對方案應(yīng)對方案滿足人們對景觀環(huán)滿足人們對景觀環(huán)境的需要，達(dá)到境的需要，達(dá)到生態(tài)和諧生態(tài)和諧2021-12

2、-111.確定濕地的類型確定濕地的類型人工濕地人工濕地表面流人工濕地表面流人工濕地水平潛流人工濕地水平潛流人工濕地垂直潛流人工濕地垂直潛流人工濕地2021-12-112.人工濕地基本參數(shù)人工濕地基本參數(shù)（1）濕地面積的預(yù)計(jì)）濕地面積的預(yù)計(jì) 計(jì)算公式：As=(Q（lnColnCe）)/(Ktdn)其中：As為濕地面積（m2） Q為流量（m3/d） Co為進(jìn)水BOD（mg/l） Ce為出水BOD（mg/l） Kt1.014（1.06）（T20） 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(jì)算水力停留時間計(jì)算 計(jì)算公式：計(jì)算公式：t=v/Q t：水力停留時間（d）V：流量：流量 R：管徑

3、：管徑 S：流速：流速 Q：總流量：總流量 v：池子的容積（m3） ：濕地孔隙度（3）水力負(fù)荷計(jì)算水力負(fù)荷計(jì)算 HLR=Q/As（4）水力管道計(jì)算水力管道計(jì)算 VR2SQ/t2021-12-112.人工濕地基本參數(shù)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(yīng)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(dá)到的最大深度確定，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)其深度一般為80120 cm。濕地床長度通常為2050 m。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

4、位難于調(diào)節(jié)，不利于植物生長。（5）床體結(jié)構(gòu)參數(shù)）床體結(jié)構(gòu)參數(shù)2021-12-112.人工濕地基本參數(shù)人工濕地基本參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)二級處理二級處理深度處理深度處理CODCOD表面負(fù)荷表面負(fù)荷 NA A20g/m2 2dd20g/m2 2dd水力負(fù)荷水力負(fù)荷 Nq q80L/m2 2dd100L-300L /m2 2ddTNTN表面負(fù)荷表面負(fù)荷NTNTN3-10g/m3-10g/m2 2dd3-10g/m3-10g/m2 2ddNHNH4 4+ +-N-N表面負(fù)荷表面負(fù)荷NNHNH2.5-8g/m2.5-8g/m2 2dd2.5-8g/m2.5-8g/m2 2ddTPTP表面負(fù)荷表面負(fù)荷NTP

5、TP0.3-0.5 g/m0.3-0.5 g/m2 2dd0.3-0.5 g/m0.3-0.5 g/m2 2dd停留時間停留時間 T2d1d池底坡度池底坡度 i0.5%0.5%填料深度填料深度 h8001400mm8001400mm8001400mm8001400mm垂直流人工濕地主要設(shè)計(jì)參數(shù)垂直流人工濕地主要設(shè)計(jì)參數(shù)2021-12-112.人工濕地基本參數(shù)人工濕地基本參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)二級處理二級處理深度處理深度處理CODCOD表面負(fù)荷表面負(fù)荷 NCODCOD16g/m2 2dd16g/m2 2ddTNTN表面負(fù)荷表面負(fù)荷NTNTN2.5-8g/m2.5-8g/m2 2dd2.5-8g/

6、m2.5-8g/m2 2ddNHNH4 4+ +-N-N表面負(fù)荷表面負(fù)荷NNHNH2-5g/m2-5g/m2 2dd2-5g/m2-5g/m2 2ddTPTP表面負(fù)荷表面負(fù)荷NTPTP0.3-0.5 g/m0.3-0.5 g/m2 2dd0.3-0.5 g/m0.3-0.5 g/m2 2dd水力負(fù)荷水力負(fù)荷 Nq q40L/m2 2dd200L-500L /m2 2dd停留時間停留時間 T3d0.5d池底坡度池底坡度 i0.5%0.5%填料深度填料深度 h700-1000mm700-1000mm700-1000mm700-1000mm水平潛流人工濕地主要設(shè)計(jì)參數(shù)水平潛流人工濕地主要設(shè)計(jì)參數(shù)20

7、21-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 防滲設(shè)計(jì) 1 1 水泥砂漿或混凝土防滲：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，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(yīng)的建筑工程施工要求進(jìn)行或采用混凝土底面和側(cè)壁，按相應(yīng)的建筑工程施工要求進(jìn)行建造。建造。 2 2 塑料薄膜防滲：塑料薄膜防滲： 薄膜厚度宜大于薄膜厚度宜大于1.0mm，兩邊襯墊土工布，以降低植物，兩邊襯墊土工布，以降低植物根系和紫外線對薄膜的影響。根系和紫外線對薄膜的影響。 3 3 黏土防滲：黏土防滲：采用黏土防滲時，黏土厚度應(yīng)不小于采用黏土防滲時

8、，黏土厚度應(yīng)不小于60cm，并進(jìn)行分層壓，并進(jìn)行分層壓實(shí)。亦可采取將黏土與膨潤土相混合制成混合材料，敷設(shè)不實(shí)。亦可采取將黏土與膨潤土相混合制成混合材料，敷設(shè)不小于小于60cm的防滲層，以改善原有土層的防滲能力。的防滲層，以改善原有土層的防滲能力。保護(hù)地下水2021-12-11 布水與集水方式3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟V V形槽配水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)簡圖形槽配水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)簡圖2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 布水與集水方式2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟2021-12-11 布水與集水方式水平潛流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖水平潛流人

9、工濕地結(jié)構(gòu)簡圖 3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟2021-12-11水平潛流人工濕地進(jìn)水水平潛流人工濕地進(jìn)水 3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟2021-12-11 布水與集水方式水平潛流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖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(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖 布水與集水方式2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)布水垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)布水 布水與

10、集水方式2021-12-11 布水與集水方式3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)布水垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)布水2021-12-11 通氣孔3.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟作用：作用： 向系統(tǒng)內(nèi)部充氧，并保證向系統(tǒng)內(nèi)部充氧，并保證池內(nèi)氣體排出，防止產(chǎn)生臭味。池內(nèi)氣體排出，防止產(chǎn)生臭味。常設(shè)置在填料層底部，與排水常設(shè)置在填料層底部，與排水管，穿水管連接。管，穿水管連接。2021-12-11 單元模塊有多種靈活的組合方式，這樣單元模塊有多種靈活的組合方式，這樣可以很好地適應(yīng)選址條件的變化可以很好地適應(yīng)選址條件的變化2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地

11、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 基質(zhì)的填充分層分層厚度厚度排水層排水層過渡層過渡層濾料層濾料層覆蓋層覆蓋層200350mm100mm600mm50mm材料粒徑816mm粒徑48mm粒徑0.26mm粒徑816mm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(jìn)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)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(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟

12、 基質(zhì)的填充2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 基質(zhì)的填充水平潛流填料從左到右結(jié)構(gòu)水平潛流填料從左到右結(jié)構(gòu)2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 植被的選擇菖蒲蘆葦香蒲鳶尾美人蕉富貴竹2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 植被的選擇要求1）適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，優(yōu)先選擇本土物種2）根系發(fā)達(dá)，輸氧能力3）強(qiáng)耐污能力強(qiáng)，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(jì)價值或者景觀效果好2021-12-113.人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟人工濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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

13、有機(jī)質(zhì)和N，某些難降解的有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)需要運(yùn)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(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)的優(yōu)勢細(xì)菌，進(jìn)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(xì)菌和反硝化細(xì)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2021-12-112021-12-11 4.結(jié)合實(shí)例講解人工濕地 脫氮除磷、重金屬等去除機(jī)理 人工濕地去污機(jī)理圖示機(jī)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(xué)吸附化學(xué)分解微生物代謝微生物代謝

14、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)設(shè)計(jì)計(jì)時時要要考考慮慮溫度：溫度： 脫氮，硝化反應(yīng)的適應(yīng)脫氮，硝化反應(yīng)的適應(yīng)溫度為溫度為20-30，反硝化作用，反硝化作用適應(yīng)的溫度為適應(yīng)的溫度為25-65。而磷。而磷的去除主要是通過與溫度無關(guān)的的去除主要是通過與溫度無關(guān)的化學(xué)沉淀和物化吸附作用完成的?；瘜W(xué)沉淀和物化吸附作用完成的。PH值值: 脫氮中，硝化反應(yīng)適宜的脫氮中，硝化反應(yīng)適宜的pH值為值為7-8，反硝，反硝化反應(yīng)適宜的化反應(yīng)適宜的pH值值6.5-7.5。除磷過程中，。除磷過程中，pH值也起著十分重要的作用。磷被值也起著十分重要的作用。磷被

15、Ca吸附僅發(fā)吸附僅發(fā)生在中性或堿性狀態(tài)下生在中性或堿性狀態(tài)下溶解氧：溶解氧： 一方面植物和微生物的生長需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要氧氣，另一方面脫氮過程中需要嚴(yán)格控制硝化與反硝化過需要嚴(yán)格控制硝化與反硝化過程，磷的去除也和溶解氧有著程，磷的去除也和溶解氧有著密切的聯(lián)系。密切的聯(lián)系。有機(jī)物的去除 人工濕地對懸浮物的吸附去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和生長在根系和填料表面的生物膜的吸附作用共同完成。物膜的吸附作用共同完成。 吸附后通過生物膜中的各吸附后通過生物膜中的各種微生物的分解、代謝吸收種微生

16、物的分解、代謝吸收作用或自身的沉降被去除。作用或自身的沉降被去除?；|(zhì)的作用基質(zhì)的作用吸附與解吸吸附與解吸絡(luò)合與解絡(luò)絡(luò)合與解絡(luò)沉淀與溶解沉淀與溶解的平衡反應(yīng)等過程的平衡反應(yīng)等過程植物的作用植物的作用植物吸附植物吸附植物揮發(fā)植物揮發(fā)植物吸收植物吸收微生物的作用微生物的作用 土壤中微生物可土壤中微生物可吸收重金屬，也可吸收重金屬，也可通過胞外絡(luò)合作用、通過胞外絡(luò)合作用、胞外沉淀作用固定胞外沉淀作用固定重金屬，也可把重重金屬，也可把重金屬轉(zhuǎn)化金屬轉(zhuǎn)化 當(dāng)污水通過基質(zhì)層時，寄生蟲卵被沉降、截留。細(xì)菌和病原體在濕地中的去除主要通過紫外線照射等實(shí)現(xiàn)，另外植物根系和某些細(xì)菌的分泌物對病毒也有滅活作用，但也有

17、研究表明：當(dāng)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(xì)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。2021-12-115.人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程預(yù)處理的作用： ：降低進(jìn)水污染物負(fù)荷，提高濕地系統(tǒng)處理效率 ：基質(zhì)材料、濕地植物、進(jìn)水污染物負(fù)荷和有機(jī) 物積累 等造成濕地堵塞 ：彌補(bǔ)濕地冬季運(yùn)行效率低 2021-12-11 預(yù)處理工藝選擇：預(yù)處理的程度和方式應(yīng)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(qiáng)化法、AB法前段、水解酸化、浮動生物

18、床等一級強(qiáng)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。 ：污水的BOD5/CODCr小于0.3時，宜采用水解酸化處理工藝。 ：污水的SS 含量大于100mg/L時，宜設(shè)沉淀池。 ：污水中含油量大于50mg/L，宜設(shè)除油設(shè)備。 ：污水的DO小于1.0mg/L時，宜設(shè)曝氣裝置。5.人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程2021-12-11生物接觸氧化組合工藝介紹生物接觸氧化組合工藝介紹 目前濕地進(jìn)水常用的預(yù)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(jī)物含量，減少了人工濕地系統(tǒng)處理負(fù)荷，避免了濕地易堵塞的現(xiàn)象，延長了濕地運(yùn)行時

19、間，可以使污水達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。 工藝設(shè)計(jì)邊界條件工藝設(shè)計(jì)邊界條件 技術(shù)路線技術(shù)路線 5.人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程2021-12-115.人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程人工濕地運(yùn)行過程中進(jìn)水的預(yù)處理過程2021-12-116.人工濕地常見故障及解決措施人工濕地常見故障及解決措施 一是采用科學(xué)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(qiáng)，二秋冬植

20、物枯萎后，吸收速度較慢，是污染物去除效率降低。2021-12-116.人工濕地常見故障及解決措施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(dǎo)性、濕地處理效果和運(yùn)行壽命降低。 a：加強(qiáng)預(yù)處理 b：設(shè)定合理的間歇期，實(shí)現(xiàn)間接進(jìn)水方式 c：適度密度種植，及時維護(hù)收割2021-12-11 出水污染物濃度回升問題出水污染物濃度回升問題 水生植物生長周期較短和補(bǔ)給水源水質(zhì)等環(huán)境的

21、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(jī)物、氨氮等導(dǎo)致水體污染物回升，容易造成水體的二次污染。 定期的進(jìn)行人工濕地的維護(hù)，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人工濕地常見故障及解決措施2021-12-11 針對前述一些現(xiàn)有人工濕地存在的問題，針對前述一些現(xiàn)有人工濕地存在的問題，需要強(qiáng)化的環(huán)節(jié)。需要強(qiáng)化的環(huán)節(jié)。我們。我們。下面介紹一些學(xué)術(shù)前沿的人工濕地設(shè)計(jì)方案下面介紹一些學(xué)術(shù)前沿的人工濕地設(shè)計(jì)方案461、人工增氧復(fù)合垂直流人工濕地、人工增氧復(fù)合垂直流人工濕地1 1- -空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)2-2-復(fù)合垂直流復(fù)合垂直流3-3-下