在以上对表面流人工湿地和水平潜流人工湿地研究的基础上，本项目设计出适合污水处理厂尾水深度生态处理的水平潜流-表面流组合人工湿地系统，构建了新型组合人工湿地污水处理系统，为城镇污水二级处理出水的生态净化提供新工艺验证。所构建的水平潜流-表面流组合人工湿地生态处理系统其大小为：长×宽×高=14.5m×2.6m×1.0 m，四周及底部为混凝土结构，总有效面积为33.3m2。前半段为水平潜流人工湿地，有效面积为17.7m2，有效容积6.09 m3，前端0.8m、后端0.3m填充粒径 60～80 mm碎石作为配水区和集水区，填充基质为粒径 20～30 mm砾石，填充高度0.80 m，填料表层覆盖0.15 m熟土，种植香根草，行距及株距均为30 cm。组合人工湿地后半段为表面流人工湿地，有效面积为15.6m2，前端0.5m设置配水槽，后端0.3m填充粒径 60～80 mm碎石作为集水区，底部填充素土，填充高度为0.30 m，其上覆盖0.2m塘泥，种植茭白，行距及株距均为30 cm。湿地运行时，水平潜流人工湿地水深为0.8m，表面流人工湿地水深为0.26 m，湿地内每间隔3.6m设1个取样点，垂直方向取混合水样。湿地末端采用花墙集水，设置集水槽，通过旋转弯头出水。具体设计如图4-22所示。进水水质同上。
在人工生态处理系统的性能评估中，主要采用一级推流动力学模型模拟沿湿地长轴方向污染物浓度的指数减少情况。即污染物降解和停留时间满足如下公式：
Ce=Co·exp(-Kv·HRT)
图4-22 水平潜流-表面流组合人工湿地设计
式中 Ce——出水中污染物浓度，mg/L；
Co——进水中污染物浓度，mg/L；
Kv——容积负荷去除率常数，d-1；
HRT——水力停留时间，d。
-ln（Ce/Co）除以HRT可得Kv值。
或采用如下公式：(www.xing528.com)
Ce/Co=exp(-k/HLR)
式中hLR——水力面积负荷率，m3/（m2·d）；
k——面积负荷去除率常数，m3/（m2·d）。
污染物的去除率公式为
η=100%·(Co-Ce)/Co
污染物的面积负荷去除率公式为
ξ=(Co-Ce)·Q/A
式中 Q——进水和出水流量，m3/d；
A——湿地面积，m2。
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