人工濕地系統(tǒng)處理含糞污水設(shè)計(jì)書(shū)

1、人工濕地系統(tǒng)處理含糞污水設(shè)計(jì)書(shū)一、設(shè)計(jì)概況（一）項(xiàng)目名稱(chēng)： 利用人工濕地來(lái)處理含糞污廢水（二）項(xiàng)目?jī)?nèi)容1、立項(xiàng)依據(jù)： 我國(guó)家畜養(yǎng)殖場(chǎng)每日可產(chǎn)生的含糞污廢水很多，隨著生活的需要 養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模將會(huì)越來(lái)越大，產(chǎn)生的含糞污廢水也隨之增加。為防止對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，我們必須正確認(rèn)識(shí)到對(duì)這種污廢水的正確排放及處理的必要性。對(duì)此，可采用人工濕地的方法來(lái)處理含糞污廢水。2、項(xiàng)目意義 ：人工濕地對(duì)廢水的處理綜合了物理、化學(xué)、生物三種作用。實(shí)地系統(tǒng)成熟后， 填料表面和植物根系將因大量微生物的生長(zhǎng)而形成生物膜。廢水流經(jīng)生物膜時(shí)，大量SS被填料和植物根系阻擋截留，有機(jī)污染物則通過(guò)生物膜的吸收、同化及異化作用而被去除

2、。濕地系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放，使其周?chē)沫h(huán)境中依次出現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)，通過(guò)硝化、反硝化作用將其除去，最后濕地系統(tǒng)更換填料或收割栽種植物將污染物最終除去。采用人工濕地技術(shù)處理污廢水是一項(xiàng)建造和運(yùn)行費(fèi)用低、水質(zhì)凈化效果較好的污水資源化生態(tài)工程技術(shù)，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。3、項(xiàng)目的內(nèi)容及目標(biāo)（ 1）設(shè)計(jì)內(nèi)容：處理水量：根據(jù)要求提供的資料，確定本工程設(shè)計(jì)處理水量為310m/d工藝選型：采用人工濕地系統(tǒng)處理方法設(shè)計(jì)費(fèi)用：初步定為 10 萬(wàn)元左右廢水處理面積： 40 （ 2）設(shè)計(jì)目標(biāo)：A依據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 確定污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)如下：?jiǎn)挝唬?mg/L項(xiàng)目CODcrBOD5SSTN細(xì)菌個(gè)數(shù)數(shù)值 26

3、0 120 140 35300000B污水經(jīng)過(guò)處理后排水水質(zhì)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的 B 標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為：?jiǎn)挝唬?mg/L項(xiàng)目CODcr5SS+TPBODNH4-N數(shù)值 60 20 20 8.084. 總體設(shè)計(jì)原則a）采用處理效率高、節(jié)約能源、節(jié)省建設(shè)投資的處理工藝。b）保證污水處理設(shè)施穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行，且易于操作和維護(hù)，降低運(yùn)行費(fèi)用。c）防治二次污染，保證處理工藝流程完整，不能影響周?chē)鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量。d） 考慮生產(chǎn)事故等非正常工況時(shí)的污染防治應(yīng)急措施。二、設(shè)計(jì)方案。（一）、概述。人工濕地是由基質(zhì)、水體、植物、動(dòng)物和微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)。生活

4、在土壤中的微生物（細(xì)菌和真菌） 在有機(jī)物的去除中起主要作用， 濕地植物的根系將氧氣帶入周?chē)耐寥溃?但遠(yuǎn)離根部的環(huán)境處于厭氧， 形成處理環(huán)境的變化帶， 這就加強(qiáng)了人工濕地去除復(fù)雜污染物的能力。大部分有機(jī)物的去除是靠土壤中的微生物，但某些污染物如重金屬、硫、磷等依賴(lài)于土壤和植物的作用。人工濕地是一種為了達(dá)到環(huán)保處理效果， 模仿自然濕地而人工設(shè)計(jì)的復(fù)雜的具有滲透性能的地層生態(tài)結(jié)構(gòu)， 包括有浮現(xiàn)性、 浸沒(méi)式植物、 動(dòng)物和水體等不同的組成部分。人工濕地污水處理系統(tǒng)由預(yù)處理單元和人工濕地單元組成。通過(guò)合理設(shè)計(jì)可將 BOD5、SS、營(yíng)養(yǎng)鹽、原生動(dòng)物、金屬離子和其他物質(zhì)處理達(dá)到二級(jí)和高級(jí)處理水平。（二）設(shè)計(jì)

5、流程。1. 選址：考察當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、地貌、水文、自然資源、人文資源、有關(guān)法律及公眾意見(jiàn)。應(yīng)因地制宜， 盡量選擇有一定自然坡度的洼地或經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高的荒地，一方面減少土石方工程、利于排水、降低投資，另一方面防止對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生影響。2. 確定系統(tǒng)組合形式： 人工濕地分為表面流濕地、潛流濕地、垂直流濕地三大類(lèi)，是一個(gè)獨(dú)特的土壤、植物、微生物綜合生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)場(chǎng)地特征、處理要求和所處理污水的性質(zhì)來(lái)確定單一式、并聯(lián)式、串聯(lián)式、綜合式。3. 確定水力負(fù)荷： 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程或經(jīng)驗(yàn)而定。4. 選擇植物： 根據(jù)濕地植物的耐污性能、抗寒能力、生長(zhǎng)能力、根系的發(fā)達(dá)程度以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值和美觀(guān)等因素確定。一般有蘆葦、席草、大米草、

6、水葫蘆、水花生等，最為常用的是蘆葦，插植密度為13 株/ 。5. 計(jì)算表面積： AsQ/a As 表面積； Q進(jìn)水量； a水力負(fù)荷。6. 確定長(zhǎng)寬比（ 1）表面流濕地：長(zhǎng)寬比 10：1，根據(jù)地形，底坡降 01。（ 2）潛流濕地：根據(jù)達(dá)西定律 Q KsA S（S：水力坡度； A：濕地床橫截面積； Ks：潛流滲透系數(shù)）7結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ 1）進(jìn)水系統(tǒng)的布置：濕地床的進(jìn)水系統(tǒng)應(yīng)保證配水均勻性，一般采用多孔管和三角堰等配水裝置。進(jìn)水管應(yīng)比濕地床高出 0.5m。濕地的出水系統(tǒng)一般根據(jù)水位調(diào)節(jié)的要求， 出水區(qū)的末端礫石填料層的底部設(shè)置穿孔集水管， 并設(shè)置旋轉(zhuǎn)彎頭和控制閥門(mén)以調(diào)節(jié)床內(nèi)的水位。（ 2）填料：濕地床由

7、三層組成 表層土層、中層礫石、下層小豆石。表面土鈣含量在 22.5kg/100kg ；礫石層粒徑在 550mm，鋪設(shè)厚度為 0.4 0.7m。（ 3）潛流式濕地床水位控制：接納最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，進(jìn)水端不能出現(xiàn)填料床面的淹沒(méi)現(xiàn)象，有利于植物生長(zhǎng)，床中水面浸沒(méi)植物根系的深度均勻。8. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)在設(shè)計(jì)濕地系統(tǒng)時(shí) 基質(zhì)是植物的載體， 是微生物生長(zhǎng)介質(zhì)， 它將濕地中發(fā)生的所有處理過(guò)程連成一個(gè)整體， 通過(guò)沉淀、 過(guò)濾和吸附等作用去除污染物。 設(shè)計(jì)基質(zhì)的配置，主要考慮基質(zhì)的種類(lèi)、粒徑、深度及除磷效果。礦渣、粉煤灰對(duì)磷去除效果好?；|(zhì)中游離氧化鐵、氧化鋁和膠體氧化鐵、氧化鋁含量越高，其固定形成的磷酸鐵

8、鹽和磷酸鋁鹽數(shù)量越多， 基質(zhì)凈化磷素的能力越強(qiáng)。煤灰渣基質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物的處理效果較好。COD和 BOD的去除率分別達(dá) 7188和 80 89。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)污水所含污染物配置合適的基質(zhì)。進(jìn)、出水區(qū)的基質(zhì)，一般采用粒徑 60 100mill 的礫石，分布于整個(gè)床寬。處理區(qū)常選用粒徑為 8 16 mm 基質(zhì)，水力傳導(dǎo)性好，適宜植物生長(zhǎng)，處理效果好。潛流濕地的基質(zhì)厚度約 60 cm 左右。（三）設(shè)計(jì)工藝（ 1）人工濕地的構(gòu)造與工程參數(shù)是人工濕地工藝設(shè)計(jì)的核心， 包括水力學(xué)特性、濕地床構(gòu)型和配套設(shè)施的構(gòu)筑三方面。 水力學(xué)特性包括水力停留時(shí)間、 水力負(fù)荷；濕地床構(gòu)型設(shè)計(jì)包括水力坡度、 濕地床的長(zhǎng)寬比和水位

9、控制； 配套設(shè)施的構(gòu)筑包括進(jìn)出水裝置、隔板裝置和防滲設(shè)施。t=V Q水力停留時(shí)間， d;V:濕地容積， m3；： 濕地孔av( 式中： t ：隙率（無(wú)量綱）；Qav：平均流量，。 )設(shè)計(jì)中實(shí)際水力停留時(shí)間采用理論值的4O 80 。水力坡度：表面流人工濕地采用 0.5 或更小 , 潛流人工濕地采用 0.5 2。表面流濕地進(jìn)水區(qū) BOD負(fù)荷率為 100kg (hm d) ，潛流濕地設(shè)計(jì) BOD負(fù)荷率為80120 kg (hm d) 。As=QCoALR( 式中： As：濕地面積，； Q：濕地進(jìn)水流量 d；Co：進(jìn)水污染物的質(zhì)量濃度， m3) 。（ 2）本方案具體工藝流程圖如下：原水格柵集水池雙層初

10、沉池人工濕地污泥農(nóng)家用肥澆灌人工島（湖）達(dá)標(biāo)排放工藝流程說(shuō)明：（ 1）本設(shè)計(jì)處理的污水是由家畜養(yǎng)殖場(chǎng)排放的含糞污廢水， 經(jīng)過(guò)了沼氣處理后，在經(jīng)過(guò)人工格柵進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理主要是去除粗顆粒和降低有機(jī)負(fù)荷。接著污水進(jìn)入集水池，然后通過(guò)提升泵由集水井提升到雙層初沉池，顆粒性無(wú)機(jī)物在此截留沉淀，初沉池出水自流進(jìn)入人工濕地，在人工濕地中進(jìn)行污水的凈化處理，在冬天可達(dá)標(biāo)排放，而在夏天的時(shí)候可由人工濕地進(jìn)入人工島收集后可用于綠化用水或農(nóng)田灌溉。而處理后的剩余污泥可用作農(nóng)家肥，也可用于填埋。（ 2）處理構(gòu)筑物：1 人工格柵：按格柵的清渣方法， 有人工格柵和機(jī)械格柵兩種。格柵主要作用是預(yù)處理，用于去除污水中較大

11、的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負(fù)荷，并起到保護(hù)水泵、管道、儀表等作用。當(dāng)攔截的柵渣量大于0.2m3/d 時(shí)，一般采用機(jī)械清渣方式；柵渣量小于 0.2m3/d 時(shí)，可采用人工清渣方式，也可采用機(jī)械清渣方式。 因此本設(shè)計(jì)處理的是含糞污水， 因此采用人工格柵即可 （人工格柵： 1 套，非標(biāo) , 鋼制，柵寬 600mm，粗細(xì)格柵各一臺(tái)，粗格柵柵距 30mm，細(xì)格柵柵距 10mm）。20.3m， L B H 111.3m，超 、集水池：采用磚混，埋與地下 2.0m 地上高 0.3m?！靖皆O(shè)：在集水池后設(shè)有提升泵：2臺(tái)（ 1 用 1 備），水泵型號(hào)：3】。ISW50-100A(Q=11.0m/

12、h,H=10m,p=0.75kw) 、初沉池：鋼混結(jié)構(gòu)，埋于地下 1.0m，地上 1.5m；時(shí)變化系數(shù)去 1.8 ，平均3停留時(shí)間 3.2h ；表面負(fù)荷： 1.0m3/m2.h ； DH 2.0 2.5m，超高 0.3m。4L BH 10.0m 3.0m 1.1m， COD 人工濕地：其結(jié)構(gòu)為底部混凝土防滲，232.d) ；孔隙率： 0.35 ；表面負(fù)荷： 0.019kgCOD/(m.d) ；水力負(fù)荷： 0.05m /(m濕地底坡： 2%；停留時(shí)間： 1.2d ?！靖皆O(shè)：配水系統(tǒng)1 套，集水系統(tǒng) 1 套，填料，挺水植物（蘆葦、水蔥） 】5 綜合房：尺寸 =4.2 3.3m( 3) 結(jié)構(gòu)布置1.

13、 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算風(fēng)壓： 0.8kN/m2，計(jì)算雪荷載： 0.4kN/m2 ，地震烈度： 6 度。2. 設(shè)計(jì)原則：本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循國(guó)家基本有關(guān)方針、政策，在國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)上，在滿(mǎn)足工藝、建筑、電氣、自控等專(zhuān)業(yè)要求的情況下，本著“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。3. 遵循的主要設(shè)計(jì)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GBJ92001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ11 2001（ 2008 版）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ102002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ7 2002砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ32001建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB500154. 材料選用（ 1） 砌體1砌塊：采用 MU

14、10的砼空心砌塊。 2 砂漿：基礎(chǔ)（室內(nèi)地坪以下）Mb7.5 砌塊專(zhuān)用砂漿 ; 墻體（室內(nèi)地坪以上）Mb7.5 砌塊專(zhuān)用砂漿。（ 2） 混凝土A貯水構(gòu)筑物及地下構(gòu)筑物：C30，抗?jié)B等級(jí) S8。在地面以上部分，防水層做到自然地面 0.1m。B建筑物柱、梁板結(jié)構(gòu)：C25砼。C墊層： C15素砼。D構(gòu)筑物施工時(shí)均應(yīng)摻入一定量的復(fù)合防水外加劑。（ 3）鋼材鋼筋：級(jí)鋼（ HPB235），級(jí)鋼（ HRB335）；鋼構(gòu)件及預(yù)埋件： A3（四）投資估算（1）本設(shè)計(jì)投資概算內(nèi)容包括：建（構(gòu)）筑物、設(shè)備、電氣等項(xiàng)目工程的投資，不包含拆遷、三通、道路硬化、給水管網(wǎng)輔設(shè)、化驗(yàn)室、土地費(fèi)用。本方案所做投資估算不包括調(diào)試

15、期間水費(fèi)、電費(fèi)、以及調(diào)試期水生植物所需的管理費(fèi)用。主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格（ m）結(jié)構(gòu)備注數(shù)量造價(jià)（萬(wàn)元）1人工格柵柵寬 600mm非標(biāo),鋼制加蓋0.052集水井11 2.3m磚混加蓋1 座0.173提升泵ISW50-100A臺(tái)1用1備2 臺(tái)0.154雙層初沉池 2.0 2.5m鋼混加蓋1 座1.525人工濕地103 1.1m底部防滲1 座2.006護(hù)坡11.0 1.1m磚混1 座0.657圍堰85.5 1.25 2.7水泥磚漿砌毛石1 座0.238防滲層10 4 0.05m混凝土1 座0.39填料三層組成0.2310植物蘆葦、水蔥0 211電氣0.312管道、閥門(mén)0.213排泥

16、系統(tǒng)給水 PVC2 組0.414配水系統(tǒng)給水 PVC1 組0.215防堵沖洗系統(tǒng)給水 PVC1 組0.216排氣系統(tǒng)給水 PVC1 組0.517進(jìn)水系統(tǒng)給水 PVC1 組0.518管理房3.0 3.0m磚混高2.7米1 間0.63（ 2）電費(fèi)：運(yùn)行成本主要為電費(fèi)，按照 0.7 元/kWh 計(jì)，則日耗電 18kWh，日用電費(fèi) 12.6 元，噸水電費(fèi) 0.042 元人工費(fèi)：格柵、化糞池需要定期清理，濕地植被定期人工收割，濕地表面落葉需要人工不定期清理，月均人工費(fèi)500 元，噸水人工費(fèi)0.056 元（ 3） 綜上，合計(jì)運(yùn)行成本0.098 元/ 噸污水總投資概算表（萬(wàn)元）序號(hào)內(nèi)容費(fèi)用1設(shè)備購(gòu)置及安裝3

17、.892土建投資0.933濕地工藝2.614間接投資1.33以上小計(jì)8.765稅 5.57%0.486總計(jì)9.24二、設(shè)計(jì)總結(jié)。設(shè)計(jì)原則為了同時(shí)達(dá)到污水處理廠(chǎng)高效穩(wěn)定運(yùn)行和基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低的目的，依據(jù)下列原則進(jìn)行了污水處理工藝方案選擇：（1）技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；（2）投資低，運(yùn)行費(fèi)用省，以盡可能少的投入取得盡可能高的效益；（3）選定工藝的技術(shù)設(shè)備先進(jìn)、可靠，國(guó)產(chǎn)化程度高，一致性好；總平面布置1. 工程總體布置原則： 根據(jù)鎮(zhèn)區(qū)污水工程規(guī)劃及實(shí)際情況， 污水處理廠(chǎng)廠(chǎng)址設(shè)在鎮(zhèn)政府指定的位置， 靠近自然排水溝和附近的平坦開(kāi)闊地帶。 選擇此處具有以下特點(diǎn) :1該廠(chǎng)址位

18、于污水走向的下游方向，地勢(shì)較平坦，污水排放暢通。2該廠(chǎng)址位于常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，故對(duì)城區(qū)環(huán)境影響較小3 距現(xiàn)有建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)較近，污水管線(xiàn)管線(xiàn)短，造價(jià)低。4廠(chǎng)址離變電站不遠(yuǎn)，便于供電, 節(jié)約供電線(xiàn)路，雙電源供電有可靠保障。5 可以直接排放處理過(guò)的污水，污水廠(chǎng)以下無(wú)需再敷設(shè)排水管道，大大降低工程造價(jià)。6距農(nóng)田較近，便于污水處理后污水、污泥用于農(nóng)業(yè)灌溉。2總平面布置：按照各構(gòu)建筑物的功能和流程要求，結(jié)合廠(chǎng)址地形、氣象和地質(zhì)條件等因素，污水廠(chǎng)總平面布置分為幾大功能區(qū)：一體化處理區(qū)（格柵渠、集水沉淀調(diào)節(jié)罐、水解酸化調(diào)節(jié)罐、接觸氧化罐、沉淀罐） 、人工濕地處理區(qū)、綜合房管理區(qū)。污水廠(chǎng)總平面布置的特點(diǎn)如

19、下：1按構(gòu)筑物功能和流程利用自然地形布置， 減少土方工程并使其有機(jī)的連為一體。2綜合房等管理區(qū)集中布置在廠(chǎng)前區(qū)， 使其與污水處理構(gòu)筑物相對(duì)獨(dú)立， 最大程度地避免了污水氣味的影響。3廠(chǎng)區(qū)的主干道寬按6.0m 設(shè)計(jì)，次干道寬按4.0m 設(shè)計(jì)。4為了能營(yíng)造一種貼近自然的氛圍， 結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)， 選擇適宜的樹(shù)種，點(diǎn)綴在入口處的建筑前，使得建筑與環(huán)境融為一體。在建筑物附近種植草坪 , 以便給在此工作的人員提供一個(gè)舒適、 安心的工作場(chǎng)所。 此設(shè)計(jì)僅為示意， 景觀(guān)環(huán)境綠化另行設(shè)計(jì)。工藝特點(diǎn)： 前處理加強(qiáng) ； 運(yùn)行成本低 ； 處理效果優(yōu)良 ； 綜合考慮了濕地的功能和景觀(guān)效應(yīng) ； 維護(hù)成本低。管理一般來(lái)說(shuō)

20、, 人工濕地應(yīng)該每六個(gè)月綜合檢查一次 , 日常的維護(hù)主要包括拔除雜草、清除死的植物 ( 不是處于睡眠狀態(tài) ) 以及清洗管道等并需根據(jù)來(lái)水水質(zhì)的變化及時(shí)調(diào)整濕地進(jìn)水量以防止?jié)竦爻?fù)荷運(yùn)行很有必要的。（ 1）基質(zhì)堵塞的恢復(fù)對(duì)策除了以上預(yù)防基質(zhì)堵塞的措施外,對(duì)于已經(jīng)嚴(yán)重堵塞的人工濕地,目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有良好的對(duì)策使其恢復(fù)到原有狀態(tài)。目前常用的恢復(fù)對(duì)策有:更換濕地表層基質(zhì)、停床休作與輪休、投加蚯蚓等。綜上所述，人工濕地設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮多方面的因素，包括水力負(fù)荷、停留時(shí)間、基質(zhì)分層、基質(zhì)深度、運(yùn)行方式、植物的選擇、運(yùn)行干濕周期、冬季運(yùn)行等。污水處理總體考慮因素歸根到底還是其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。 結(jié)合我國(guó)土地資源緊張的問(wèn)題，濕地池型設(shè)計(jì)的核心是占地面積問(wèn)題， 有效的解決占地面積問(wèn)題將是濕地在我國(guó)大范圍運(yùn)用的一個(gè)必不可少的先決條件。 高水力負(fù)荷可以減少濕地的占地面積，下面我們對(duì)比一下國(guó)內(nèi)外人工濕地水力負(fù)荷：（ 2）濕地不可能總是最有效地運(yùn)行。因?yàn)樗揽恐参锖臀⑸镒饔茫谥脖煌耆⒅?( 需要幾個(gè)季節(jié) ) ，不可能達(dá)到最高的去污效率。在溫帶氣候條件下，濕地在冬季的運(yùn)行效果不如夏季， 尤其是除氮方面。 冬季植物會(huì)死亡或休眠， 但微生物在植物根上仍保持活躍狀態(tài)， 系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行， 效