人工湿地系统标准设计.docx

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、 集水调整池基础参数
有效容积：Ve=Qmax×HRT=12.5×6=75m3
式中：Qmax—设计进水流量，m3
HRT—水力停留时间，h
调整池高度取3m，其中超高0.5m，有效池深2.5m
有效面积:Ae=Vehe=752.5=30m2
式中：he—调整池有效高度
集水调整池关键作用是均匀水质，稳定水量，起到一定缓冲调整作用。
集水调整池设计规模为300m3/d，即12.5m3/h，水力停留时间HRT按6小时计算，调整池有效容积为75m3。考虑现场实际情况，
调整池设计尺寸为：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、 人工湿地基础参数
人工湿地面积：A=Q×C0-C1×10-3qos；
式中，
A---人工湿地面积，m2；
Q---人工湿地设计水量，m3/d；
C0---人工湿地进水BOD5浓度，mg/L；
C1---人工湿地出水BOD5浓度，mg/L；
qos---表面有机负荷，kg/(m2·d)；
经计算，理论人工湿地面积A=300×50-10×10-3100×10-4=1200 m2。
本项目受场地限制，人工湿地面积为750 m2。
表面水力负荷qhs=QA=300750=0.4m3/(m2·d)。
人工深度通常小于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×εQ=750×1.2×0.4300=1.2d。
式中：
t—水力停留时间，d；
ε—空隙率，%；
V—人工湿地基质在自然状态下体积，m3；
Q—人工湿地设计水量，m3/d。
水力坡度i=∆HL×100%,宜为0.5%-1%，本项目设计取值0.8%。
i—水力坡度，%；
△H—污水在人工湿地内渗流旅程长度水位下降值，m；
L—污水在人工湿地内渗流旅程水平距离，m。
4、 平面设计
潜流湿地面积为750 m2，长宽比通常控制在1至3之间。
考虑湿地和周围景观相融合，将湿地分为三块，每一部分尺寸为L=25m，B=10m；
进出水系统部署：
湿地床进出水系统应确保配水均匀性，通常采取多孔管和三角堰等配水装置。进水管应比湿地床高出0.3m。湿地出水系统通常依据对床中水位调整要求，出水区末端砾石填料层底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门以调整床内水位。穿孔管可设置于床面以下，长度宜略小于人工湿地宽度。穿孔管相邻孔距通常按人工湿地宽度10%计，不宜大于1m，孔径宜为2cm-3cm。本项目设计穿孔管采取DN65PE管，长度8m，孔距60cm，孔径3cm。

填料使用：
潜流人工湿地填料关键组成、厚度及粒径分布以下表，
表1 人工湿地填料分析表
填料层
填料名称
填充高度
规格
覆盖层
种植土
0.2m
渗透系数
0.025-0.35cm/h
滤料层
砾石、粗砂
0.6m
粒径2-6mm
过分层
砾石
0.1m
粒径5-10mm
排水层
砾石
0.3m
粒径10-20mm
进水区和出水区放置粒径为40-80mm卵石和砾石，长度为1-1.5m，分布于整个湿地床宽。

防渗层：
防渗设施作用是预防湿地系统因渗漏而污染地下水，人工湿地污水处理系统建设时，应在底部和侧面进行防渗处理。当原有土层渗透系数大于10-8m/s时，应构建防渗层，通常采取下列方法：
水泥砂浆或混凝土防渗（刚性防渗）：砖砌或毛石砌后底面和侧壁用防水水泥砂浆防渗处理，或采取混凝土底面和侧壁，按对应建筑工程施工要求进行建造。
塑料薄膜防渗：薄膜厚度宜0.5-1.0mm，两边衬垫土工布，以降低植物根系和紫外线对薄膜影响。宜优选PE膜，敷设要求应满足《聚乙烯土工膜防渗工程技术规范》等专业规范要求。为预防床体填料尖角对薄膜损坏，施工时宜先在塑料薄膜上铺一层100mm厚细砂。
黏土防渗：采取黏土防渗时，黏土厚度应大于60cm，并进行分层压实。亦可采取将黏土和膨润土相混合制成混合材料，敷设大于60cm防渗层，已改善原有土层防渗能力。
对于渗透系数小于10-8m/s，含有厚度大于60cm土壤或致密岩层，可不采取其它防渗方法。
总而言之，刚性防水整体性很好，但造价较高，如工程无特殊要求通常不采取。黏土防渗施工较为方便，工艺相对刚性防渗及防渗膜防渗较为生态，施工技术要求不高，但适用范围有限。塑料防渗膜防渗工艺造价较低，施工速度较快，适用范围很广，是较为理想防渗方法。

5、 植物配置
依据项目区特点，人工湿地水生植物应选择耐污能力强、净化效果好、根系发达、经济和观赏价值高湿地植物，并需要较强耐寒能力。最常见湿地植物有芦苇和香蒲，但这两种植物在景观上表现过于单一。所以，对人工湿地植物选择配置上，遵从一下标准：
1) 多年生植物，兼顾净化和美观效果；
2) 尽可能选择土著或已驯化植物；
3) 含有观花、观叶效果植物要求花期长；
4) 尽可能保持根系能够越冬生长。
表2 人工湿地种植种类和种植密度
序号
植物种类
种植密度
备注
1
芦苇
16-25丛/m2
2-3株/丛
2
香蒲
9-16丛/m2
2-3株/丛
3
菖蒲
9-16丛/m2
2-3株/丛
4
千屈菜
16-25丛/m2
2-3株/丛
5
水葱
16-25丛/m2
2-3株/丛