浅谈表面流人工湿地处理系统设计_肖娅珩

收稿日期:2007-09-18作者简介:肖娅珩(1977～)女,大学本科,主要从事环境影响评价和环境工程治理工作。浅谈表面流人工湿地处理系统设计肖娅珩(江西省萍乡市环境科学研究所江西萍乡337000)摘要:从表面流人工湿地概念入手,在介绍地形条件和土壤性质的基础上,结合实际案例介绍了表面流人工湿地处理系统的初步设计、详细概念设计以及最终设计,特别是对最终设计当中的面积计算、长宽比和线速度、分区、围堰及防洪、动力抽水设备和进出水口控制结构、植物和种植等要素进行了归纳总结。关键词:人工湿地;表面流;系统设计中图分类号:X171.5文献标识码:B文章编号:1005-7676(2007)04-0115-05Abstract:ThispaperintroducedthesurfaceflowstartingwiththeconceptofartificialwetlandsInandtheterrainandsoilconditionsonthebasisofnature.Thenitcombinedtheactualcasewiththesurfaceflowconstructedwetlandstreatmentsystem'spreliminarydesign,detaileddesignandfinaldesignconcept.Especiallyonthefinaldesignofthespace,aspectratioandthelinespeed,area,thecofferdamandfloodcontrol,powerpumpingequipmentandinlet-outletcontrolstructure,plantsandplanting,andotherfactorsweresummarizedinthisarticle。Keywords:artificialwetland;surfaceflow;systemdesign表面流人工湿地,水力路径以地表推流为主,在处理过程中,主通过植物的茎叶的拦截、土壤的吸附过滤和污染物的自然沉降来达到去除污染物的目的。表面流人工湿地设计的首要问题是构建的湿地是否符合地形条件和在经济上是否可行,涉及的内容有需要的土地面积和土地可提供性,估算费用是否负担得起。1初步设计初步设计的目的是通过计算粗略估计所需的湿地面积,以及是否能够达到目标水质。湿地大小可能受地理位置限制,要求地形相对平坦,以免过量的挖填工作。在干旱地区,由于过量的蒸发蒸腾作用,可能产生出水为零的情况,因此在设计湿地大小和水力负荷率时需要加以考虑。一般表面流人工湿地所需面积负荷率为10-100m2/(m3·d)。每一规定的污染物参数达标都会引起所需湿地面积的增加,取用的面积应该是各参数达标所需的最大面积。基于k-C＊模型的计算如下:ln(Ce-C＊Ci-C＊)=-kq式中,Ce为目标出水浓度,mg/L;Ci为进水浓度,mg/L;C＊为背景值,mg/L;k为一级反应速率常数,m/年;q为水力负荷率,m/年。对于某一特定的污染物达标所需的湿地面积:A=0.0365Qk×ln(Ce-C＊Ci-C＊)式中,A为所需湿地面积,ha;Q为污水流量,m3/d。因此可以计算出水深30cm时的水力负荷率和表观停留时间,用最大面积推算所有污染物的浓度:C0=C＊+(Ci-C＊)exp(-kA0.0356Qp)式中,C0为出水浓度,mg/L。举例说明如表1,假定了进水和目标浓度。从表1计算结果来看,设计中产生的瓶劲效应的是TP,要达到90%的去除率所需湿地面积最大,要7.1ha。围护结构、缓冲区等占地约25%,因此实际需要湿地面积约9ha。在初步设计阶段,需要考虑两个问题。一是地形条件,地形决定着土方施工量,并因而影响工程造价;同时地形也决定着是否需要动力抽水设备,进而影响运行成本。显然,不需动力设备,只需构建围堰是最经济的。二是土壤性质,一般湿地需要防止水渗透污·115·江西能源2007(4)染地下水,因此需要渗透性差的土壤条件;如果当地土壤是可渗透性的,则需要进行防渗处理,这样会增加工程费用。表1湿地面积计算举例项目污染物指标设计流量Q=1000m3/dTSSBODTPTN有机氮FC进水浓度Ci/(mg/L)608010305100000目标出水浓度Ce/(mg/L)1515151200背景值C＊/(mg/L)14.77.70.0521.5100去除率1(1-Ce/Ci)0.750.8130.90.8330.80.998去除率2(1-C＊/Ci)0.7550.9030.9950.9330.70.999速率常数/(m/年)10003412221777所需湿地面积/ha0.1832.4677.1443.706—3.274出水浓度(k-