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EPA-水平潜流湿地要点总结

 梵心4466 2021-11-19

      1. 完全通过湿地去除所有的BOD5是不可能的,因为系统自身会产生一定的背景浓度,约2-7mg/L BOD5

2. 停留时间、长宽比对BOD5SS的去除影响不大,大多数BOD5SS在湿地处理区前端已被快速去除。只要不发生长期的表层流动,SS的去除率基本上与BOD5一致。表层流动可导致水流短路,并使得出水中裹挟藻类和植物碎屑形式的TSS存在表层流动的系统中,主要是由于水力坡度设计不合理造成的,而不是由于基质空隙堵塞所致。

3. 堵塞物仅出现在0.3m的深度范围内,位于处理区前端区域(约占25%),且堵塞物80%以上为无机颗粒物。

4. 大粒径基质具有较高的水力传导率,较大的孔隙率,可以减少堵塞发生的机会,但是由于水力坡度值太小,导致增大粒径降低堵塞可能性的效果并不明显。在此情况下,采用小粒径基质颗粒虽然增大了堵塞的可能性,但是在其他方面更具有优势,比如具有更大的微生物生长的比表面积,使得基质空隙与植物的根茎生长更加融合,使得水体在流动过程中更具有层流性质

5. 由于潜流湿地填料表面积远大于塘及表流湿地,因此其速率常数要高于后两者,为趋于保守设计,一般取值1.104d-1,其对应的表观有机负荷约为110kg/ha/d

6. 收获植物对氮去除量的贡献率不足10%。、

7. 进入湿地的有机氮含量通常与SS有关,如有机废水中含有的固体和/或藻类。湿地中的植物碎屑和其它天然存在的有机物质也可以是有机氮的来源。湿地分解和矿化过程可将有机氮的很大一部分转化为氨氮。秋冬季节,植物凋谢分解,一些有机物及氨氮被释放至水体中,表层流动将导致这部分释放物溶解并流出水体,而如果床体表面保持干燥状态,那么该过程将变得缓慢。

8. 植物根系的穿透深度与氨氮的去除率有关,当其根系深度延伸至床底时,废水几乎完全通过植物根系,那么由根系所释放的氧气有助于氨氮的氧化,同时可以避免短流影响。一般认为植物根系的最大穿透深度约0.3m,而基质床体深度一般为0.6m,这也就意味着将近一半深度空间可能发生短流现象,且这部分短流空间呈现缺氧状态。

9. 当断面有机负荷低于0.5kgBOD5/m2/d时,不易出现表层流动,为了增加有效断面面积而降低断面有机负荷,可以适当降低长宽比

10. 在已定水深情况下,长宽比越大,过水断面面积越小,断面有机负荷高,容易出现堵塞,进而出现表层流动。降低长宽比,可增加过水断面面积,降低断面有机负荷。长宽比宜控制在0.4:13:1的范围内。

Q= KS×A×S

基质床厚度0.6m,出水端水位0.2m,床体长度45m,清洁滤料的水力传导率为10000m3/m2/d,分别考虑长宽比2:110:1下基质床的最大过流量。长宽比2:1时,床宽22.5m10:1时,床宽4.5m,两种情况下不发生表层流动的最大水力坡度均为0.4/45=0.009m/m。则代入上述公式得到两个长宽比下的最大过流量分别为810162m3/d。也即在过流量为810 m3/d时,长宽比为10:1的基质床肯定会发生表层流动。

11. 在实际采用达西定律进行设计时,为了保守起见,一般选取清洁滤料水力传导率的30%,水力坡度选择最大水力坡度的10%来计算过流量或湿地面积。

12. 使用较低的水力梯度值将有助于保持床体中水流接近层流流动,而达西定律则适用于水流为层流及流量恒定的状态。

13.下述公式不适用于出水BOD5 <5mg/L的设计,因为湿地自身背景浓度都在2-7mg/L BOD5之间。公式中Q是进出水的平均流量,而d值是床中水的平均深度。如果设计水力梯度限制在可用潜力的10%,那么床中的平均水深将等于床中处理介质总深度的95%。

14.如果植物根系被用作系统中硝化的主要氧源,则基质床的深度不应超过所用植物的潜在根部穿透深度,一般认为最大深度0.6m

15. 良好的硝化需要足够的停留时间和充足的氧气(完全发育的根系)。湿地前端BOD5负荷高,其氧化过程也需要消耗氧气,进而减少了后端硝化过程所需的氧气含量。

16.两段法(分别去除BOD5和氨氮)可用于湿地的设计。前段去除BOD5,后段进行硝化,其中0.3m基质深度对应的可利用植物根系泌氧含量为0.3*7.5=2.25g/m2/d,每g氨氮转化为硝态氮需要5g氧气。分别根据已知条件计算去除BOD5及氨氮所需的面积和停留时间,该计算结果氨化所需的占地面积及水力停留时间远大于BOD5氧化,至少需要3d的水力停留时间。

17. 基质床中的水位控制不仅有助于杂草控制,还可诱导植物根系向更深处穿透。如果水位在每年秋季逐渐降低,根将穿透到更深的深度。有点类似于饥饿营销。

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