潜流型人工湿地污水处理工艺与设计_张粲
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2020-03-19 08:08:03
文档简介:
?242?第五部分水与社会潜流型人工湿地污水处理工艺与设计张粲张永祥任仲宇王磊田淼(北京工业大学建筑工程学院北京100124)摘要潜流型人工7显地是一种有效的污水处理方法,与其他人工7显地相比,具有运行维护简单、占地少、污染负荷大、出水水质好等诸多优点,适合于广大中小城镇、居民小区和气候寒冷地区污水处理。本又依据大量又献和工程设计经睑,介绍了潜流型人工7显地污水处理系统的基本构型、基本设计方法及应用。关键词潜流型人工71地;污水处理;工程设计人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统,它是近30年来发展起来的一种污水处理新技术,该技术具有较强的氮、磷处理能力,运行维护管理方便,投资及运行费用低的特点,在水环境保护中具有重要的意义和广阔的应用前景[1]。潜流湿地是一种采用较多的人工湿地类型,它具有运行维护简单、占地少、污染负荷大、出水水质好、受气候影响小且很少有恶臭和孳生蚊蝇等诸多优点。我囯人工湿地的研究起步较晚,对于潜流型人工湿地的研究和应用相对较少。本文根据所做过的工程设计实践,浅谈潜流型人工湿地污水处理技术的工艺结构、设计参数的确定,并在此基础上讨论了潜流型人工湿地系统的应用前景和研究方向。1潜流型人工湿地的基本构型与流程潜流型湿地系统是人工筑成的床槽,床内充填介质提供芦苇、香蒲等挺水植物的生长条件。污水从沿床宽度设置的布水装置进人,水平流动通过介质,污染物质与布满生物膜的介质表面和溶解度较高的植物根系接触而得到净化[2]。根据污水在湿地中流动的方向不同,人工潜流型湿地系统分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地种类型。为了提高对污水的处理效果,在工程实践中,通常是将垂直潜流和水平潜流系统组合起来[3]。潜流型湿地的工艺流程有多种,目前采用的主要有:推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种。潜流型湿地的运行可根据处理规模的大小进行多种方式的组合,一般有单一式、并联式、串联式和综合式等。在工程设计中人工湿地常采用并联运行,还常与氧化塘等进行串联组合M。2潜流型人工湿地的设计参数的确定人工湿地系统的设计涉及:水力负荷、湿地床基本尺寸、工艺流程及湿地栽种植物种类等诸多因素。2.1潜流人工湿地表面积的确定通常人工湿地的面积根据进出水中bod5的浓度来确定[5],潜流人工湿地表面积可按下式计算:,Q(lnC〇InQ)AsKTDn式中:AsS湿地表面积,m2;Q为污水的设计流量,m3/d;C。为进水BOD5浓度,mg/L;Q为出水BOD5浓度,mg/L;n为湿地孔隙率;与温度和孔隙度有关的速率常数;D为人工湿地床体厚度,m,对于芦苇湿地系统,处理城市或生活污水时,D—般取0.6?0.7m;而用于较高浓度有机工业废水的处理时,D—般在0.3?0.4m之间。根据有关文献报道和实际试验,与温度有关,由下式确定:Kr=K2()a.1)CT20)Kz〇=K〇37.31n4172式中:了为湿地系统的运行温度,°C;K2。为某一选定床介质在20°C时的设计速率常数,dN为某一介第一作者简介:张粲(1982),男,河南郑州人,硕士研究生,研究方向为废水处理及资源化理论与研究。£-mail:ximan0267@emails,bjut.edu.cn潜说型人工湿地,亏水处理工艺与设计?243?质中植物根区充分发展后的最佳速享常数,d\对典型城市污水的^=1.83叫\高COD工业废水K〇=0.198d10潜流人工湿地水力负荷可按下式确定:根据实际试验,地下潜流湿地水力负荷2宜取〇.〇33?lm3/(m2*dh2.2潜流人工湿地横截面积和长宽的确定潜流型人工湿地系统的水力学形态是水通过土壤或有孔介质的运动,服从达西(Darcy)方程,水的运动由介质的渗透享和水力梯度所控制[5]。良P:Q=KsAcSQ、^^和义^所用单位必须一致,方程可反求系统水饱和时的横截面积:a=A式中:Ks为与流动方向垂直的单位面积的介质水力传导享(渗透享);人为横截面积,m2;S为流动系统的水力梯度(AA/AL)。湿地床底坡根据场地地形而定,多数设计为1%,对以砾石为填料的湿地床一般可取2%。水力传导系数Ks、孔隙享n都与介质类型有关,见表1。表1潜流型人工湿地系统的介质特性介质类型占10%的最大介质粒度(mm)孔隙度水力传导系数Ks[m3/(m2?d)]Kz〇(d!)细砂[5]1042420184粗砂[5]2039
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