人工湿地设计常用概念

1、人工湿地设计常用概念1 .水力停留时间（HRT：水力停留时间可以定义为湿地可用容积与平均水流量的比值，可以用来衡量污水与湿地的平均接触反应时间。T:水力停留时间，d; V:湿地容积，m3; e :基质孔隙率；Qv 平均流量，m3/d。表面流人工湿地：38 d ,亦有长达20d的。潜流人工湿地：24 d,也短至数小时的。对于潜流湿地而言，由于£随时间的变化二变化，其实际水力停 留时间通常是理论值的40%80%2 .孔隙度（e ）:指人工湿地充填介质中，存在于介质间的孔隙体积占全部体积的 百分比。容重密度容重是指指单位容积内物体的重量。（表观密度）孔隙率是湿地中比较难以确定的一个因素，

2、其在空间上的变化非 常复杂。对于表面流人工湿地，它的平均值一般高于0.95,很多人把他当成1.0来考虑。对于潜流湿地则更加复杂，潜流湿地采用渗透性好的基质， 平均碎石粒径与孔隙率一般有如下关系:D：粒径0.26mrr(滤料层)，过渡层48 mm排水层和覆盖层816 mm不对，这是胡康萍1991年在对白泥坑人工湿地研究中取得的经 验模型，完全不对。潜流人工湿地中基质的平均孔隙率一般在 0.300.45范围内，基 质粒径并不均匀，性状也不一致，孔隙率最好由实验决定。但在湿地 实际运行中，根系占据较上部空间，而矿物沉积占据底部空间。用排 水法测量也欠妥当，因为湿地内部存在积水问题。3 .系统水量Qu

3、t：人工湿地出水量，nVd ; Q:人工湿地进水量，m2; A:人工 湿地面积，m2; P:单位面积人工湿地降雨量， m/d; I :单位人工湿 地渗入量；ET:单位面积人工湿地蒸发量， m/d。在一些人工湿地设 计中，认为降雨量和蒸发量处于平衡状态，可以不考虑，同时可以通 过设置一定高度的包气带来容纳一定的降水量。 通常人工湿地构造中 会设置防渗层，渗入量亦可以不考虑。在人工湿地设计中还应考虑水量的变化。4 .水平潜流人工湿地进水所需的断面面积A:水流过的填料横截面面积，m； Q:设计流量，m/d; K:设计渗透系数nV(m2-d),在系统前30沐度区，K 一般取填料渗透系数的1%在系统后7

4、0烁度区，K一般取填料渗透系数的10%填料渗透系数可以查阅资料和实验测定，也可参照经验公式：K (m/s) ,di°:填料颗粒的有效直径，指能使10%勺填料颗粒通过的筛孔直径，mm通常要求人工湿地运行状况下填料的渗透系数介 于 10-410-3m/s 之间。5 .人工湿地长宽比在湿地设计中长宽比是很重要的，因为它影响到水流分布和水力 学短路。理论上只要是水流是有效分布的，不同长宽比的人工湿地处理效率并没有明显差异，然而设计中对长宽比的考虑是理论和实践的 综合结果。对于表面流人工湿地，有学者认为长宽比要大于15:1 ,有的学者认为要大于3:1，但高长宽比的湿地讲增加围堰的建筑，从成本的

5、 角度考虑，最经济的表面流人工湿地长宽比为2:1.对于水平潜流人工湿地，湿地床长度 L通常在2050 m之间。过 长容易造成死区，过短则容易产生短路。 L/W建议控制在3:1以下, 常用1:1。对于垂直流人工湿地，目前研究较少，其宽度可以由达西公式计 算得到，长度通常去2050 m。潜流型人工湿地的长宽比和基质导水率还必须满足水力学约束 条件。6 .体积表面流人工湿地系统体积:表面流人工湿地系统体积，m3; Z.面积，m2; h：平均水深，R1潜流人工湿地系统体积：潜流湿地系统体积，m3。V:系统中填料的体积，吊。e :填 料的孔隙率，7,表面水力负荷指一定人工湿地表面中，单位时间内通过的水体

6、积。qh：人工湿地水力负荷，m/(m2 - d) o Qn:人工湿地进水流量, n3/d ; Aw：面积，mo表面流：0.010.1 m 3/(m2 d)。潜流：0.020.5 m 3/(m2 d)。8,表面污染负荷指一定人工湿地表面积中，单位时间内去除的污染物数量。qp：人工湿地的表面污染负荷，g/(m2 d) ; Q:进水量，m3/d ;G:进水中的污染物浓度值，mg/L; G:出水中污染物浓度，mg/L;a：面积，m。湿地类型表面污染负荷g/(m 2 - d)CODNH-N表面流人工湿地0.2-50.020.8潜流人工湿地0.5-100.1-39,水力坡度指污水在人工湿地内沿水流方向单位渗流路程长度