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[原创] 人工湿地的水力停留时间,大家过来讨论一下

人工湿地的水力停留时间,大家过来讨论一下

水力停留时间是人工湿地中非常重要的参数,根据我的理解就是废水流进人工湿地到到流出人工湿地所用的时间.

    如果在这个湿地对废水有作用的条件下,那么这个时间决定着处理效果,在一定范围内,停留时间越长处理效果越好,停留时间越短处理效果越差,当然如果停留时间也不能无限长,如果停留一天就能达标了,你停留再长的时间也只能是浪费,所以合理的确定停留时间在工程中是非常重要的.

    另外脱氮除磷也与停留时间有着重要的关系,很多人或许以为停留时间是用公式算出来的,我觉的应该是通过做实验做出来的.

    设计人员拿过废水之后先做实验,看看到底作用多长时间能够把你要去除的指标降到要达到的标准,比方说有个cod为1000mg/l的废水要降到,20mg/l以下,那么就做实验看看这个废水在你模拟的小型湿地里停留多长时间cod才能达到20mg/l以下;
    比方说通过实验停留4天可以达到要求,那么就确定停留时间为4天,并不是每个废水都需要这样做,如果你做的多了,什么废水在什么湿地中需要停留多长时间你就都知道了,这就是说你有经验了,确定了停留时间,你做设计时就可以确定池子的容积了,就是下面这个公式:
        
                                                 t=vε/Q
  
                                  其中         t:水力停留时间(天)
                                                 v:池子的容积(立方米)
                                                 ε:湿地孔隙度,湿地中填料的空隙所占池子容积的比值,这个也需要实验测定
                                                 Q:平均流量(立方米/天)

    这个虽然也有实验参数但是也仅是个计算的理论值,再加上孔隙度在湿地的运行过程中是会变化的,所以等到实际建成了以后的人工湿地也和你计算的是有出入的,所以在这些做设计时都必须要考虑到的,然后在加上一个修正系数等等,这样才能使你设计的湿地在实际运行取得比较好的效果。

    比方说考虑到实际的停留时间通常是理论值的70%(这个值是为了说明作的假设),那么计算池子容积是可以将上面的式子修正为:t=0.7vε/Q
      
     以上是一点个人体会,权当抛砖引玉,请大家一起讨论,做过工程的可以算一下你做的湿地的停留时间到这里交流以下

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我套用一个工程的值,核算一下。
某人工湿地,日处理量为1000吨,池子的容积为1000m2×2.0m=2000m3
ε孔隙度为30%
Q,流量为1000吨/天

t=vε/Q
则t=2000×0.3/1000
t=0.6天
=14.4小时
理论停留时间为14.4小时,实际停留时间按70%计算为10.8小时,即11小时。

而:工程设计时的理论停留时间为14-16小时,实际停留时间为4小时左右。
因此说,这个计算公式还是比较切实的。
这是我套用的1000吨的。


套用10000吨的一个工程看看。

日处理量为10000吨,池子的容积为20亩×667m2×1.7m=22678m3
ε孔隙度为35%
Q,流量为10000吨/天

t=vε/Q
t=22678×0.35/10000
=0.79天
=19小时。

工程设计时的理论停留时间为16-18小时,计算理论值与工程介绍上的理论值相差无几。
但实际停留时间在3小时左右。
http://www.wetlandcn.com/index.php
承接人工湿地、湿地公园工程设计。
QQ:190103005
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补充:我说见过的人工湿地,其在整体系统内部已经充水的条件下,从进水到看到出水,最长只有3个多小时,最短的,只有几十分钟。

这也就说明,理论水力停留时间和实际水力停留时间是有很大的差距的。所以,正常情况下,我一般按照2-3小时核算水力停留时间!

如果有哪个人做小试,可以观察一下,我想应该只有十多分钟就可以看到出水的。
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我只有做过生活污水的人工湿地,我们的水力停留时间为5天,植物是香蒲美人蕉等

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一个新的人工湿地,在试水的时候,你可以观察一下,就是从灌水开始,到灌满,然后到出水,这一个过程大约需要多长的时间。这个就是最初的停留时间了。

如果灌满后,运行条件下,这个时间还会降低缩短,至少2/3。
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西门你对水力停留时间的理解有些出入,水力停留时间是指整个系统在已经充水的条件下,水在湿地中停留的时间,并不是指在系统充水条件,从湿地进水到看到出水的时间,打个比方,湿地充水以后,湿地中的水好像湿地中有一队人恰好从湿地最这一头的A点一直排到湿地最那一头的B点,现在你就是这个队伍的一员而且恰好站在A点,当进水的时候就好比队伍要前进了,水力停留时间是指队伍在前进的过程中,你从湿地的A点走到湿地B点所用的时间,而不是从队伍一开始前进到队伍中站在B的人走出湿地的时间,因为队伍一前进实际上站在B点的人就走出了湿地,就是说理论上在湿地充水的条件下,应该一进水就应该看到出水,但实际上为什么却看不到呢,那是因为当你充满水后,有一部分水被消耗掉了,比方说植物吸收,蒸发什么的,所以只有在补完了消耗掉的水之后才能看到出水,这就是为什么你算的停留时间的总是很小原因吧

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嗯,这个我还是清楚的。

实际上在进行人工湿地调试的时候,第一次灌水到出水,10000吨的湿地,需要灌水10个小时左右,而在系统内部灌满以后,再进水到出水,就只有3-5个小时了。
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我们好像忽略了一个问题,湿地里会存在短流或死区的现象。我觉得以上两位说得都有道理,如果把短流和死区考虑进去,好像可以解决以上的矛盾了。

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水力停留时间 只是一个 设计复核参考值

不能作为设计参数的

正如楼上所说 任何状态都不是理想状态的
都是为了明天

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我觉得水力停留时间最好在进水中加入示踪迹,进行自动监测
最后做个模型计算一下
群里的小沙砾就是在做这个研究

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按我的理解,入水口的水一定要分散,不能形成大的水流,这样,后面的水不断推前面的水向出口流动,这样理论上来说是和西门说的一样的,就是这个湿地的蓄水时间就是污水在湿地的停留时间,但是实际上应该会少一点!不懂对不对?

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那我想反问一下,当这个系统连续运行时,有进水就有出水,那停留时间为零吗?
肯定不是啊,我认为不会与理论值相差那么大。希望哪个做个示踪实验说明下实际情况。

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停留时间一般是指,水流经过系统所需要的时间,这个是理论时间。

实际时间,是从开闸进水,到看见有出水流出的时间。

由于系统已经充水,所以,这个实际时间要比理论时间短了很多。

做学问,做工程,我们不能那么绝对,所以,我一般不用肯定这样的词语。
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引用:
原帖由 davidy 于 2007-7-12 10:23 发表
水力停留时间 只是一个 设计复核参考值

不能作为设计参数的

正如楼上所说 任何状态都不是理想状态的
水力停留时间,是否能做为设计参数得看什么类型的湿地,对于表面流来说,确实他是一个设计复核参考值,但是对于潜流湿地来说,他就是一个设计参数,在潜流湿地中他实际表征的是类似于一个传统的污水生化处理中的"容积符合"的东西.

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我忽然想起来小学时候做数学题时火车过山洞的题目来了,工程中的很多参数都不是太准确,但我们在没有概念的情况下还得参考这些,但却是工程中经验往往很重要。

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个人认为其实水力停留时间很容易理解,其实就是单位体积的水在湿地中停留的时间,在湿地初次运行时,可以参考从开始进水到看到出水的时间,但是当正常运行之后,就不能以看到出水来计算了,而是要计算从开始出水到出水体积达到池子的有效水容积只见的时间,这段时间才是湿地的真正停留时间,而正如上面的朋友所说,每个湿地都会存在死区和断流的现象,因此,实际的停留时间肯定会小于由公式推算出来的理论时间!但如果池子设计合理的话,是死区和断流现象尽量减少,那么实际的停留时间和理论值应该相差不大。
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  • 西门夕下 金钱 +2 有见地,加钱鼓励! 2007-10-19 10:29

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在做实验时,怎么测定和改变水力停留时间呀,通过流量吗?

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回复 16# 的帖子

是不是这么理解的:
   进水流量为200立
   池子的有效容积为400立
   则实纪停留时间为:从开始出水计时到出水体积为200立之间的时间

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引用:
原帖由 陵兰笑声 于 2007-5-25 17:29 发表
我们好像忽略了一个问题,湿地里会存在短流或死区的现象。我觉得以上两位说得都有道理,如果把短流和死区考虑进去,好像可以解决以上的矛盾了。
同意该看法,理论停留时间和工程实际的停留时间有很大出入的,我认为短流和死区是很大原因,因为理论停留时间是在理想状态下!

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一个建好的人工湿地,其实真正决定水力停留时间的还是水头差和水力传导度,因为达西流速由这两个因素决定,而实际流速就是达西流速除以孔隙率.但是这都是在基质处于理想均匀状态下的理论,如果水力梯度或者空隙率不是理想的均匀状态,就会出现优先流,优先流就是所谓的短路,优先流要比平均流速快的多

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