灰水地下水流人工濕地

灰水

灰水，也拼寫為灰水、灰水或灰水，是指家庭中除廁所排出的所有廢水，有時也稱為“黑水”。在某些地方，廚房水槽的污水由於其高生化需氧量（BOD）也不被視為灰水。此外，如果灰水存放時間過長（在溫帶氣候下>24小時），它就會變成黑水。

離開我們家的水攜帶著營養和價值。它還可能含有病原體和/或刺激性化學物質，應小心謹慎。重新引導我們用於淋浴等任務的水，使我們能夠回收其中的一些價值來種植植物和補充地下水位。

地下濕地

顧名思義，地下流人工濕地是指灰水在濕地介質下方流動。一般來說，地下流濕地是「芯吸」型系統；在容器單元中，通常有一個大石頭基層（4“+）、一層礫石（3/8”-3/4“）、一層過濾織物、一層沙子（吸芯），加滿隨著時間的推移，系統內的礫石沙過濾和植物根部會形成一層生物膜；這與植物的吸收相結合，對通過的灰水進行處理。廁所或其他非飲用水用途。

成分

水暖

管道系統很大程度上取決於您的需求和現有的管道系統。存在許多可能性，例如僅從浴室水槽中捕獲管道。捕獲大量水的另一個好選擇是使用雙管道捕獲灰水，但如果需要，允許閥門將灰水輸送到下水道。

坡

標準要求任何​​直徑小於或等於 2 英吋的管道具有 1/4 英吋落差/英尺運行的坡度。任何直徑大於或等於 3 英吋的管道都具有 1/8 英吋落差/英尺運行的坡度。^{[需要驗證]}

調壓箱

緩衝罐有一定的容積以適應高流量，例如每個人同時淋浴和清洗的時候。這是必要的，因為地下系統的背壓相對較高，因此會減慢水流。灰水系統的管道將提供一些突波電容，但您可能會面臨倒流到房屋內的風險。你不想冒險倒車進屋。

初級治療

過濾固體和捕集油脂的初級處理對於維持有效的地下流動、用於處理灰水的人工濕地非常重要。過濾器、隔油池和沈澱池可以組合成一個系統。每個零件都有不同的用途，並且有不同的維護需求。

篩選

過濾器透過直接過濾掉大塊有機物，將其排除在人工濕地之外。

如果允許這些有機塊進入，就會堵塞濕地。此外，它們的BOD非常高。

過濾器通常需要每週或根據需要進行清潔。建造過濾器，使其易於拆卸。

隔油池

隔油池透過為漂浮物質提供屏障，防止油脂和脂肪進入人工濕地。

如果油脂和脂肪進入濕地，則會覆蓋人工濕地的表面，並大幅降低系統的處理能力。

隔油池應每週或根據需要撇油。它很快就會開始看起來很噁心。

沉澱池

沉澱池透過提供一段緩慢水流速度的時間，讓較小的顆粒在進入濕地之前沉澱出來。

如果允許通過預處理，這些較小的顆粒會慢慢堵塞系統的入口。

應每週檢查沉澱池，並每隔幾個月或根據需要進行清潔。

地下人工濕地

灰水被排放到地下人工濕地，在那裡水將通過生物過程進行過濾。生物過程包括濕地中的植物、生活在植被上和周圍的細菌以及來自沉積固體分解的細菌。
主隔間由礫石和沙子組成，植被生長在覆蓋物或肥沃土壤的頂部。灰水流過土壤表面下方的系統，從而消除了積水和蚊子繁殖的風險。水將從源頭流入濕地的礫石層，水緩慢地流過濕地，流出的水與流入的水處於同一水平。然後，污水通過重力流到地面，用於灌溉、地表水或地下水供應。

地下人工濕地有許多不同的設計。下面提供了一些範例：

濕地面積

濕地的表面積應足以將灰水處理至所需的水質水平。處理水平應基於現已處理的水的預期最終用途。有關更多資訊和幾種計算方法，請參閱系統規模調整。

池塘襯墊

池塘襯墊可保護地下水免受污染，在低滲透粘土的地方可能沒有必要。

擋板

擋板可以幫助保護系統免於短路，即水找到從入口到排氣口的快速路徑。

碎石

礫石確保系統保持在地下，提供更多的處理區域（在岩石表面），減少對載體的吸引力並防止與人類的意外接觸。

植物

植物應是當地的濕地植物。例如：

• 黃銅紐扣
• 蘆葦
• 闊葉香蒲
• 普通馬尾
• 普通拉什
• 繩草
• 浮萍
• 豪梅阿
• 沼澤彭尼沃特
• 沼澤迷迭香
• 泡菜草
• 鹽刷
• 海箭草
• 傘莎草
• 水歐芹
• 水車前草

尋找當地的濕地植物。尋找低窪潮濕的地區。在乾燥氣候下，這可能靠近具有半恆定污水流的工廠、企業或住宅。此外，請參閱人工濕地的挺水植物以了解更多資訊。

輸出

濕地的排放量可能因最終用途而異。濕地可以流入法式排水溝（覆蓋礫石或岩石的溝渠）灌溉系統，為出水口提供水源，或為池塘提供水源。某些國家和州制定了有關灰水使用的規則和法規。重要的是要查看您所在區域的要求，以確定適用的系統類型。

系統規模調整

許多變數都會影響人工濕地灰水處理系統的規模。例如，高溫可以加快處理速度，高 BOD 需要更長的保留時間，廢水的表面使用需要更長的保留時間等。Lonny認為，根據保留時間來確定係統規模具有誤導性，因為處理效果會隨著系統類型和環境的不同而變化。相反，可以使用經驗法則。或者，可以使用 BOD 和水力負荷計算來確定城市廢水處理沼澤的規模。此方法適用於小規模灰水。

經驗法則

一些簡單的經驗法則可以讓系統規模調整過程變得非常簡單。

• 根據 Oasis Designs 的說法：每天每加侖灰水需要 1/2 至 1 平方英尺的地下濕地
• 根據《人類手冊》 1Ft3{\displaystyle ft^{3}}每天每 1 加侖灰水的人工濕地。

為了使這些經驗法則相匹配 - Humanure 手冊必須提到最大兩英尺深度。

因此，對於每天處理 150 加侖灰水的系統，需要一個佔地 75 至 150 平方英尺的人工濕地系統。

簡單的BOD載入方法

根據 BOD 負荷決定尺寸的步驟：

1. 求進水的 BOD（mg/l 轉換為 lb/gal）
2. 降低主要治療的 BOD (%)
3. 決定每日灰水流量（加侖/天）
4. 利用濕地處理能力（45磅/英畝*天）^[1]
5. 計算系統的大小。

因此，對於每天 150 加侖灰水、BOD 為 100 mg/l 且初級處理 BOD 減少 40% 的系統：

BOD * 初級處理的減少百分比

100 毫克/公升 * .6 = 60 毫克/公升

BOD（mg/l）轉換為 lb/gal

60 毫克/公升 * 8.35x10 ^-6 (公升*磅)/(毫克*加侖) = 5.01x10 ^-4磅/加侖

流量*BOD/處理量

[150 加侖/天 * 5.01x10 ^-4磅/加侖] / [45 磅/（英畝*天）] = .001669 英畝

轉換 英畝 自 平方英尺

.001669 英畝 * 43,560 英尺² /英畝 = 72.7 平方英尺

事實上，這個數字低於根據經驗法則計算的 75 平方英尺，可能是由於綠洲設計資料中未包含的主要處理所致。

BOD載入（更嚴格）方法

地下人工濕地的設計和規模確定以生化需氧量 (BOD) 的減少為基礎。 BOD 是一個水質參數，用於測量水中存在的生化活動（例如需氧細菌）發揮作用所需的氧氣量。系統中的高濃度 BOD 會減少可用氧氣並對水生生物有害。^[2]進入灰水濕地的平均 BOD 測量為 65 mg/L。^[3]自然系統中的最終 BOD 通常為 2 至 7 mg/L。^[4]

BOD 去除率可以根據適當溫度下的反應速率常數使用以下公式計算：^[5]

kr=k20（1.06時間-20）{\displaystyle \,k_{r}=k_{20}(1.06^{T-20})}

在哪裡

k _r = 特定溫度下的反應速率

k ₂₀ = 20 °C 時的反應速率

T = 濕地系統最低溫度（°C）

反應速率常數會根據系統和存在的細菌而變化。 k 值越大，表示 BOD 分解越快。^[2]對於濕地設計，反應速率常數採用ak ₂₀值 1.1 天^{-1 。 [4]}所需 BOD 降低所需的面積可以根據滯留時間計算，滯留時間是基於反應速率常數的對數順序去除，包括介質的流量、深度和孔隙率。

A=L瓦=問[我n（C0/CC）]krdn{\displaystyle \,A=LW={\frac {Q[ln(C_{0}/C_{c})]}{k_{r}dn}}}

在哪裡：

A = 面積（平方公尺）

L = 長度（公尺）

W = 寬度（公尺）

Q = 流量（立方米/天）

Co ₌ 初始濃度 (mg/L)

C _c = 所需的出水濃度 (mg/L)

d = 礫石介質深度（公尺）

n = 介質的孔隙率 (-)

BOD負荷計算器

excel住宅地下人工濕地計算器旨在根據 BOD 負荷和加州的天氣來確定濕地的大小。該計算器可用於加州以外的居住，但有關灌溉用水需求的資訊將無關緊要。

若要下載計算器，請按一下此處，使用前必須儲存並啟用檔案。

注意事項

• 請勿使用水槽內食物處理器（又稱垃圾處理器）
• 使用花園友善的肥皂（不含硼砂等）
• 更多的

最終影像

參考

頁面數據

作者	朗尼·格拉夫曼、特蕾莎·加里森、布萊恩·羅伯茨
執照	CC-BY-SA-3.0
語言	英語（en）
有關的	子頁面，頁面連結在這裡
影響	3,096 頁瀏覽量
已創建	朗尼·格拉夫曼2008 年4 月 9 日
修改的	2023 年6 月 9 日作者：Felipe Schenone
引用為	朗尼·格拉夫曼、特蕾莎·加里森、布萊恩·羅伯茨（2008-2023）。“灰水地下水流人工濕地”。附錄。檢索日期：2024 年 4 月 10 日。
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