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Qmax=15L/s则K总=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=ehvQsinmax=2.02.002.060sin015.018栅槽宽度：取栅条宽度S=0.01mB=mennS53.01802.0)118(01.0)1(进水渠道渐宽部分长度：若B1=0.43m,201，进水渠道流速为0.17m/sLmtgtgBB14.020243.053.02111栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度：L2=mL07.0214.021过栅水头损失：栅条矩形截面，取k=3,B=2.42mgvesBkh0021.060sin81.922.0)02.001.0(42.23sin2)(2342341栅后槽总高度：取栅前渠道超高，mh15.02栅前槽高mhhH35.0211，H=h+h1+h2=0.2+0.0051+0.15=0.3551m栅槽总长度：L=L1+L2+0.2+1.0-601tgH=0.15+0.07+0.5+1.0+mtg915.1603551.0每日栅清量：中格栅W1=0.07m3/103m3W=d/648m.0100028640007.0015.01000864000W31max总KQ0.2m3/dB—栅槽宽度，ms—格条宽度，me—栅条间隙，mmn—格栅间隙数Qmax—最大设计流量，m3/s—格栅倾角，度h—栅前水深，mv—格栅流速，m/sh1—过栅水头损失，mh0—计算水头损失，mk—系数H—栅槽总高度，mh—栅前水深，mh2—栅前渠道超高，mL—栅槽总长度，mH1—栅前槽高，mL1—进水渠道渐宽部分长度，mB1—进水渠道宽度，m1—进水渠展开角，度L2—栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，mW—每日栅渣量，m3/dW1—栅渣量，m3/dK总—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：Qmax=15L/S=0.015m3/s,v=0.2m/s池内水停留时间：t=50s有效水深：he=0.5mX1为城市生活污水，每10万m3污水含沙量为3m3，辰砂含水量约60%，容重1.5t/m3砂斗斗壁倾角60°水流部分长度L=vt=0.01550=0.75m水流段面积A=2max075.02.0015.0mvQ池总宽度mmhABe15.05.0075.02沉砂斗容积37535351maxm1085.1210m10/3m015.0864001086400总KXtQV沉砂池总高度H=h1+h2+h3=0.3+0.5+h3储砂斗高h3323htg60h31储砂V3227323m1083.13114.331095.1tg6013Vh储H=0.3+0.5+0.0183=0.82mQmax—最大设计流量，m3/sL—水流部分长度，mv—最大速度，m/st—最大设计流量时的停留时间，sA—水流断面积，㎡B—池总宽度，m2h—设计有效水深，mV—沉砂斗容积，m31x—城市污水沉沙量，35310/3mmK总—流量总变化系数H—总高度，m1h—超高，0.3m3h—储砂斗高度，m3沉淀池：采用辐流式沉淀池。双池n=2，表面水力负荷hmmq230/3，沉淀时用t=1.5h静水压力法排泥20max183600/320151.0msmsnqQAmAD8.414.318441有效水深mhmmtqh5.450.1/33302沉淀池总6m.93.05.45.43.0hhhh54321hHA—池表面积，㎡D—池直径，mn—池数q0—表面水力负荷，hmm23/t—沉淀时间，sH—总高度，m1h—保护高，取0.3m2h—有效水深，m3h—缓冲层高，m4h—沉淀池底坡差落，m5h—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：100mg/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=t273.01150t=1.8d取t=2d。由水力停留时间t=QV=QDA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=DQt=6.110002=1250㎡。由于长宽比选择3：1，则塘的宽度B=3A=31250=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=ABODQ5=12501501000=120g/(㎡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Td1.6216112810.1225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065～075[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(ｌｎＣ0-ｌｎＣe)[4]Ａ—湿地床的表面积㎡;Ｃe,Ｃ0—进水、出水ＢＯＤ5;ｍｇ/Ｌ;Ｑ—平均设计流量:ｍ3/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×Ｃ0/ＡＬＲＡ为湿地处理面积;Ｑ为湿地进水流量;Ｃ0为进水污染物浓度.ＡＬＲ=ACQ0=70721001000=14.14g/(㎡d)=0.14㎏/(㎡d).水力负荷q=AQ=70721000=0.14m/d=14cm/d.水力停留时间：HRT=ε×V/Q[6]=100065.0707265.0=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