基本信息
- 项目名称：
- 潜流型人工湿地水力面积探讨
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 人工湿地具有广阔的发展前景。但是人工湿地的设计并没有相应统一的规范，仅依靠以往的工程经验，限制了人工湿地的推广应用。本文通过对工程实例及相关资料的研究，结合水力负荷、降解的BOD5以及湿地植物输氧能力三种方法对潜流型人工湿地的水力面积问题进行了分析和讨论，力争阐明人工湿地设计中水力面积这一重要参数的确定，为人工湿地技术的工程应用提供参考。
- 详细介绍：
- 近年来，水污染问题逐渐引起人们的重视，如何快速、经济、高效地解决水污染问题成为人类关心的一个问题。70年代以来，人工湿地处理技术的提出和发展，为水处理技术开辟了新的发展思路。特别是在人口密度小的地区，人工湿地具有高效、经济的优势，拥有广阔的发展前景。但是人工湿地占地面积大以及工程应用中的一些实际问题，限制了人工湿地的推广应用。本文通过对工程实例及相关资料的研究，主要针对潜流型人工湿地水力面积的确定这一问题进行了一些探讨，力求提供一些人工湿地的设计参考。 本文首先对人工湿地的定义、分类及各类的特点进行了简单介绍。由于自由表面流湿地具有占地面积大，负荷小，处理效果较差，受气候影响大，卫生条件差，处理效果易受到植物覆盖度的影响等缺点，故在实际工程中基本不用；由于垂直流型人工湿地对有机物处理效果不好，容易滋生蚊蝇，产生恶臭等缺点，在实际工程中有一定的运用，但运用的不够广泛；而潜流型人工湿地水在填料表面下渗流，可以充分利用填料表面及植物根系上的微生物膜以及其他各种物理、化学、生物作用来处理废水，负荷较大、耐冲击、占地面积小，处理污水效率高，而且卫生条件好，故被实际工程中被广泛采用。这也是本文探讨潜流型人工湿地的水力面积设计的原因。 接着本文提到了人工湿地最主要的限制——需要较多的土地面积,处理1m³生活污水需要的占地面积为25-30㎡,并且实际需用量有可能更多,限制了其在用地紧张或地价较贵的城市中的应用，并结合胶南市5种处理工艺技术经济比较的实例说明在保证处理效果的前提下，人工湿地具有投资小、运行费用低和便于管理等特点。 然后本文重点介绍了潜流型人工湿地的水力面积设计。先说明为了防止进水水质差会造成人工湿地的堵塞等问题，常需要建设预处理系统。 接着重点说了潜流型人工湿地水力面积的设计的三种方法： （1） 根据水力负荷计算： （2） 根据降解的BOD5计算： （3） 根据湿地植物输氧能力计算： 并结合位于深圳市中心的洪湖人工湿地、古固寨镇镇东新村生活污水人工湿地处理系统、对潜流型人工湿地水力面积的设计的三种方法进行了验证。结果表明：根据湿地植物输氧能力是最直接有效的方法，但是植物的输氧能力不能准确测定，所以根据湿地植物输氧能力目前只是理论上的一种更为准确的计算方法，在实际设计参考中还有待进一步研究；根据降解BOD5计算结果较为保守，计算所得面积较大；所以实际工程中通常采用水力负荷进行计算，降解BOD5作为辅助的验证计算。 最后本文总结得到以下三点可供参考的结果： 1、潜流型人工湿地的水力面积可通过水力负荷、BOD5降解要求和湿地植物输氧能力进行初步计算。由于数据检测较易，计算较为简单，目前主要采用通过水力负荷和BOD5的降解要求进行水力面积和规模的确定。通过湿地植物输氧能力进行计算的方法是最直接有效的方法，但植物的输氧能力不能准确测定，目前只是理论上的一种更为准确的计算方法，在实际设计参考中还有待进一步研究。 2、由于人工湿地的水力学特征比较复杂，多数参数是经验性的。通过对实例的分析总结得到，在设计规模Q＜1000m³/d，水力负荷急速上升，可以取水力负荷8-417mm/d；在设计规模Q＞1000m³/d，水力负荷渐渐平稳，可以取水力负荷417-620mm/d。从而得到水力负荷一般合理取值范围为8-620mm/d。在实际设计中具有一定的参考意义。 3、人工湿地的水力面积和设计规模影响因素众多, 包括人工湿地结构、形状、尺寸以及动物、植物、微生物、基质特性选择，在实际应用中可根据具体水质的污染特征考虑各设计因素，同时应参考本地的运行稳定的人工湿地和在实验室做的小型实验结果，达到最优设计。
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撰写目的和基本思路
- 人工湿地作为一项新型的水处理工艺，具有高效、经济等优势，拥有广阔的发展前景。但人工湿地占地面积相对较大，限制了人工湿地的推广应用，本文针对于此，探讨潜流型人工湿地水力面积问题，以期为以后的工程设计提供参考。
科学性、先进性及独特之处
- 人工湿地虽具有诸多优点，但如果设计运营参数不当，则会适得其反。本文通过对潜流型人工湿地的水力面积问题进行较深入的解析，为将来潜流型人工湿地的建设提供一些参考性意见。
应用价值和现实意义
- 本文成文后，将为以后潜流型人工湿地水力面积的确定提供一些参考性意见。
学术论文摘要
- 70年代以来，人工湿地处理技术的提出和发展，为水处理领域提供了一种新的选择，但是人们对人工湿地面积的研究还不够深入，难以寻求到通用的设计及运行参数指南，限制了人工湿地的应用。本文通过对工程实例及相关资料的研究，主要针对潜流型人工湿地水力面积的确定这一问题进行了一些探讨，力求提供一些人工湿地的设计参考。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 王薇，俞燕，王世和.人工湿地污水处理工艺与设计[J].地市环境与城市生态，2001，14（1）：59-62 [2] 迟延智，陈风伦.人工湿地处理污水的实践[J].中国给水排水，2003，19（4）：82-83 [3] 陈长太，王雪，祁继英.国外人工湿地技术的应用及研究进展[J].中国给水排水，2003，19（12）：105-106 [4] 王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M].北京：科学出版社，2007 [5] 吴振斌，等.复合垂直流人工湿地[M].北京：科学出版社，2008 [6] 吴蕙君.人工湿地在城市污水处理中的应用[J].广东建材，2009，8：32-34
同类课题研究水平概述
- 70年代以来，人工湿地处理技术的提出和发展，为综合解决水处理问题提供了一种新的选择。与传统的污水处理技术相比，人工湿地具有基建和运行费用低、操作与维护简单等优点。 关于人工湿地，在国外已有数以百计的人工湿地投入使用，目前已经成为一种较为完备和独立的污水处理技术。而在国内，人工湿地的研究逐步从理论研究走向大规模的推广应用，高效的、经济的人工湿地具有很大的发展前景。但是由于地域特点、气候特点、污水水质不同，而导致人工湿地的设计出现很大问题，目前都在积极的研究中。 目前国内外研究的重点都放在了人工湿地基质的选择、处理效果与外界条件的关系等方面，关于人工湿地水力面积的计算和确定则接近空白，不能很好的指导人工湿地的设计与运行。本文针对这种情况，对潜流型人工湿地水力面积进行较深入的探讨，以期为以后的工程设计提供参考。
