非稳态条件下人工湿地水流规律及其对水力停留时间的影响

由于降水的随机性,处理农业或城市径流的人工湿地通常在进水水量波动的非稳态条件下工作.为研究在非稳态条件下人工湿地的水流规律,在基于时间轴的多点示踪剂试验的基础上,利用RTD(水力停留时间分布)探讨了单峰和双峰两种水力冲击非稳态条件下水平潜流人工湿地中的水流规律.结果表明,非稳态过程的水量变化对不同时刻流入人工湿地的液体的RTD影响明显.用基于出水流量的非线性无量纲时间变量(φ)对原始RTD进行归一化处理,所得的RTD浓度曲线[C'(φ)]在整个非稳态过程中相对稳定,具有相似的倾斜度、峰值时间(单峰冲击下为0.83~1.00,双峰冲击下为0.87~1.08)、重心位置(单峰冲击下为1.08~1.25,双峰冲击下为1.05~1.25)及相关统计学参数,表现出一种独立于流量变化之外的相对稳定的特征水流规律.与稳态基流量下的t_(mean)(平均停留时间)相比,水力冲击使人工湿地t_(mean)呈冲击前持续缩短、冲击后又快速回升的趋势(单峰、双峰冲击下最大值与最小值相差分别约为30和32 h);而t_(mean)'(归一化平均停留时间)在非稳态过程中却相对稳定(单峰、双峰冲击下最大值与最小值相差分别约为0.15和0.20),适合作为非稳态下表征人工湿地水流规律和停留时间的特征参数.研究显示,归一化RTD易于模拟,可用其描述非稳态下人工湿地的水流规律以及水流规律对污染物接触反应时间的影响.

海绵城市雨水湿地的滞蓄容积设计与工程实例

人工湿地技术是海绵城市建设中净化雨水水质和削减雨洪峰值的重要技术。将海绵城市雨水人工湿地滞蓄容积分为前置调蓄池/塘的有效滞蓄容积和湿地床的有效滞蓄容积两部分进行探讨,给出了详细计算公式和合理选择前置调蓄池/塘出水控制方式的要点,并说明了雨水人工湿地随降雨情况而改变的运行方式。以重庆市棕榈泉雨水人工湿地为例,利用有效滞蓄容积计算公式,分析了人工湿地对降雨径流的滞蓄效果,表明人工湿地年雨水滞蓄总量达到了汇水区地表径流总量的72%,其中前置调蓄池作用很大,占滞蓄总量的96. 5%,尤其对规模小的人工湿地更是如此。

重庆南湖水源地保护工程人工湿地的雨季运行特点

人工湿地是近年来日益受到关注的一项农业径流面源污染控制技术。结合重庆市南湖水源地保护工程的人工湿地工程实例,分析了该农业区雨季径流的水质、水量特征,并对人工湿地的运行特点以及不同运行方式下的除污效果进行了研究。结果表明,用于农业径流处理的人工湿地为典型非稳态运行人工湿地,在降雨影响下进水量和出水量并不相等,适合用径流平均浓度(EMC)去除率评估其污染物净化效能;在雨季进水水量和水质随机波动的情况下,人工湿地的出水COD、NH4^+-N、TN以及浊度值稳定,均能达到设计要求,但对TP的去除效果受进水量的影响明显,进水TP为0. 11~0. 34 mg/L时,出水TP的EMC值为0. 16 mg/L,未达到设计要求。