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人工湿地设计计算书

计算说明书
1格栅：采用机械清查
q=11.52L/s 设Q=15L/s 则K=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=60°
栅条的间隙数：n==18
栅槽宽度：取栅条宽度 S=0.01m
B=
进水渠道渐宽部分长度：若 B=0.43m, ，进水渠道流速为0.17m/s
L
栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度：
L=
过栅水头损失：栅条矩形截面，取k=3,B=2.42

栅后槽总高度：取栅前渠道超高，
栅前槽高，
H=h+h+h=0.2+0.0051+0.15=0.3551m
栅槽总长度：L=L+L+0.2+1.0-=0.15+0.07+0.5+1.0+
每日栅清量：中格栅 W=0.07m/10m
W=>0.2m/d
B—栅槽宽度，m
s—格条宽度，m
e—栅条间隙，mm
n—格栅间隙数
Q—最大设计流量，m/s
—格栅倾角，度
h—栅前水深，m
v—格栅流速，m/s
h—过栅水头损失，m
h—计算水头损失，m
k—系数
H—栅槽总高度，m
h—栅前水深，m
h—栅前渠道超高，m
L—栅槽总长度，m
H—栅前槽高，m
L—进水渠道渐宽部分长度，m
B—进水渠道宽度，m
—进水渠展开角，度
L—栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m
W—每日栅渣量，m/d
W—栅渣量，m/d
K—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=15L/S=0.015m/s,v=0.2m/s
池内水停留时间：t=50s 有效水深：h=0.5m
X为城市生活污水，每10万m污水含沙量为3 m，辰砂含水量约60%，容重1.5t/ m
砂斗斗壁倾角60°
水流部分长度L=vt=0.01550=0.75m
水流段面积 A=
池总宽度
沉砂斗容积
沉砂池总高度 H=h+h+h=0.3+0.5+ h
储砂斗高 h

H=0.3+0.5+0.0183=0.82m
Q—最大设计流量，m/s
L—水流部分长度，m
v—最大速度，m/s
t—最大设计流量时的停留时间，s
A—水流断面积，㎡
B—池总宽度，m
—设计有效水深，m
V—沉砂斗容积，m3
—城市污水沉沙量，
K—流量总变化系数
H—总高度，m
—超高，0.3m
—储砂斗高度，m
3沉淀池：
采用辐流式沉淀池。
双池n=2，表面水力负荷，沉淀时用t=1.5h
静水压力法排泥

有效水深
沉淀池总
A— 池表面积，㎡
D—池直径，m
n—池数
q—表面水力负荷，
t—沉淀时间，s
H—总高度，m
—保护高，取0.3m
—有效水深，m
—缓冲层高，m
—沉淀池底坡差落，m
—污泥斗高度，m
注：以上计算均来自参考文献[1]
4兼性氧化塘
采用单糖，矩形塘长宽比为2：l到4：1．在设计中可选择3：1。在塘内要设计多个进点。
经过一级处理后废水去除率在30%左右[2]，现按25%计算
则进入氧化塘BOD5为：200×（1－25%）=150mg/l;
设计的塘出水BOD5为：100 mg/l。
有马雷-肖修（Marais—Shaw）公式 [3]：
单糖：S=Se/(1＋kt)
Se、S—为污水入流和出流时BOD5浓度 mg/l；
t—为水力停留时间 d;
k—反应速率常数 取k=0.273(1/ d);
由以上可得：
100=

t=1.8d 取t=2 d。
由水力停留时间
t==
V— 塘容积；Q—污水流量；A—塘水域面积；D—为塘水深 取D=1.6m。
可得：
A= ==1250㎡。
由于长宽比选择3：1，
则塘的宽度B===20.4m，取为21m
长度L=3B=3×20.4=60.8m，取为61m。
则面积为A=21×61=1281㎡。
BOD5表面负荷率：
ＡＬＲ===120 g/(㎡d)=0.12㎏/(㎡d).
池塘水深
m
池塘宽度
m
池塘长度
m
池域面积
㎡
BOD表面负荷率kg/㎡d
停留时间T
d
1.6
21
61
1281
0.12
2

5人工湿地
湿地床底坡一般取1%—8%，须根据填料性质及湿地尺寸加以确定，对以砾石为填料的湿地床一般可取2%。
本工艺计算取湿地床底坡S=2%
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。
本工艺为城市生活污水处理取床深Ｄ=0.65ｍ[4]。
在人工湿地的设计过程中,需要利用湿地土壤孔隙度,以确定水量、水力停留时间、湿地长宽尺寸等.实际上,孔隙度是根据实际经验加以估计的.美国国家环保局建议,湿地密集植被区域设计采用的孔隙度为0 65～0 75[5]。
本工艺取孔隙度ε=0.65
湿地水域面积的计算：
英国人Kitkuth推荐用Ａ=5.2Ｑ(ｌｎＣ-ｌｎＣ) [4]
Ａ—湿地床的表面积㎡;
Ｃ,Ｃ—进水、出水ＢＯＤ5;ｍｇ/Ｌ;
Ｑ—平均设计流量:ｍ/ｄ;
A=5.2×1000×（ｌｎ100－ｌｎ25）=7072㎡

　. 表面负荷率(ＡＬＲ)指的是单位面积湿地对特定污染物所能承受的最大负荷.据美国国家环保局资料表面负荷率ＡＬＲ:计算公式：
Ａ=Ｑ×Ｃ/ＡＬＲ
Ａ为湿地处理面积;Ｑ为湿地进水流量;Ｃ为进水污染物浓度.
ＡＬＲ===14.14g/(㎡d)=0.14㎏/(㎡d).
水力负荷q===0.14m/d=14cm/d.
水力停留时间：HRT=ε×V/Q [6]
=
=3d
参考文献：
[1]张自杰编 排水工程 北京 中国建筑工业出版社 1999
[2] 马占青编 水污染控制与废水生物处理 北京：中国水利水电出版社 2003
[3] 周帆 串联兼性氧化塘的k值与马雷-肖修公式 武汉工业大学学报 1990
[4]人工湿地污水处理工艺与设计 城市环境与城市生态 14（1） 20021.2
[5]人工湿地污水处理工艺设计关键及生态学问题 应用生态学报 15（7） 2004.7
[6]人工湿地系统处理污水新模式的探讨 环境科学进展 3（6） 1995.12