生活污水人工濕地設(shè)計(jì)方案資料講解

1、生活污水人工濕地設(shè)計(jì)方案（初稿）人工濕地的凈化機(jī)理：對(duì)SS:濕地系統(tǒng)成熟后，填料表面和植物根系將由于大量微生物的生長(zhǎng)而形成生物膜。廢水流經(jīng)生物膜時(shí)，大量的 SS被填料和植物根系阻擋截留。 對(duì)有機(jī)物:有機(jī)污染物通過(guò)生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去。 對(duì)N、P:濕地系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放，使其周圍的環(huán)境中依次 出現(xiàn)好氧、 缺氧、厭氧狀態(tài)， 保證了廢水中的氮磷不僅能通過(guò)植物和微生物作為 營(yíng)養(yǎng)吸收， 而且還可以通過(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。一、污水水質(zhì)（一）、作為生活污水處理的主體工程。 按照城鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)一般范圍，可認(rèn)為東升鎮(zhèn)生

2、活污水水質(zhì)狀況如下:COD 250 350mg/l （項(xiàng)目取中間值 300 mg/l，需監(jiān)測(cè)核實(shí)）；BOD 150-250 mg/l （取中間值 200 mg/l）；SS 200-300 mg（/l 項(xiàng)目取中間值 250 mg/l）; NH3N 30-40 mg/l （取中間值 35 mg/l），P 8-10mg/l （取最大值 10 mg/l）；水量按照 5000m3/d 設(shè) 計(jì)。（二）、作為生活污水處理廠的后續(xù)工程。 一般鎮(zhèn)區(qū)均需要建設(shè)二級(jí)污水處理廠， 按照城鎮(zhèn)污水處理廠的出水標(biāo)準(zhǔn)， 如 東升鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠達(dá)標(biāo)排放， 則污水處理廠出水應(yīng)執(zhí)行廣東省 水污染排放 限值（DB4426-2001

3、）中第二時(shí)段中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)： COD 60mg/l ； BOD 30 mg/l ； SS 30 mg/l; NH3 N 15mg/l，P 1mg/l;水量按照5000m3/d設(shè)計(jì)；作為生活污水處 理廠的后續(xù)工程， 人工濕地的處理壓力要小得多， 且水平潛流式人工濕地對(duì)氨氮 的處理效果不如垂直流人工濕地，本項(xiàng)目暫不深入分析此項(xiàng)。二、出水要求東升鎮(zhèn)生活污水最終出水預(yù)計(jì)進(jìn)入北部排灌渠， 按照中山市水環(huán)境功能區(qū) 水質(zhì)保護(hù)規(guī)定（中府1997115號(hào)）的功能區(qū)劃，該渠符合地表水環(huán)境質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）中W類水體要求，因此人工濕地出水應(yīng)執(zhí)行廣東省水污 染排放限值 （DB4426-2001）中第二

4、時(shí)段中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 為: COD 100mg/l； BOD30 mg/l； SS 30 mg/l; NH3N 15 mg/l， P 1 mg/l。三、處理效率東升鎮(zhèn)（擬）采取以挺水植物系統(tǒng)為住的潛流濕地類型， 根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)表明，在正常情況下，潛流型人工濕地污染去除率為： COD>80%；BOD 85-95%, 可達(dá)到 10 mg/l; SS <20mg/l; NH3 N>60%, P>90%，農(nóng)藥及細(xì)菌 >90%。因此東 升鎮(zhèn)生活污水流經(jīng)人工濕地后，其水質(zhì)為： COD<72mg/l ； BOD <20 mg/l； SS <20mg/l;

5、NH3 N <14 mg/l, P 1 mg/l，符合廣東省水污染排放限值 （DB4426-2001）中第二時(shí)段中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。四、處理工藝考慮到生活污水中的污染物濃度普遍不高，預(yù)處理可不設(shè)穩(wěn)定塘，只設(shè) 格柵 間、集水井;因 SS 濃度相對(duì)高，為避免發(fā)生堵塞，可置多孔管和三角堰，并定 期取出填料清洗，可有效防止堵塞;工藝流程如下： 進(jìn)水 格柵間 集水井 三角堰 -多孔管-提升泵 水平式表面流濕地 -水 平潛流式濕地 -出水五、參數(shù)設(shè)計(jì)（一） 、多孔管基本參數(shù)多孔管可采用管式五孔管（© 25X 5/76，單孔孔徑25mm,有效孔徑76mm, 可有效防止堵塞。（二）、集水井基本參數(shù)集

6、水井設(shè)計(jì)規(guī)模為5000m3/d,約折合208.3m3/h,按水力停留時(shí)間HRT為1.5h 計(jì)，集水井容積應(yīng)為312.5 m3,考慮到集水井進(jìn)水口應(yīng)高于地面2050cm，集水 井初步設(shè)計(jì)為 LXBXH=10mX 8mX5m。（三）、泵參數(shù)型號(hào) 125-230C,流量237 .6m3/h ,兩臺(tái),一用一備。揚(yáng)程 7.3m,轉(zhuǎn)速 1480（ r/min）,功率 11KW,效率 74%，工作時(shí)間 24h/d。(四)、人工濕地基本參數(shù)1、濕地表面積的預(yù)計(jì)計(jì)算公式：As=(Qx (lnCo InCe) )/(Kt 述Si)其中 As 為濕地面積( m2 )Q 為流量( m3/d )，假定流量為 5000

7、m3/d 。Co為進(jìn)水 BOD ( mg/l),假定進(jìn)水 BOD為200mg/l。Ce為出水 BOD ( mg/l),假定出水 BOD為20mg/l。Kt為與溫度相關(guān)的速率常數(shù)，Kt = 1.014 ( 1.06) (T 20), T假定為25,則Kt=1.357。d為介質(zhì)床的深度，一般從 60 200cm不等，大都取100 150cm,項(xiàng)目取120cm。n為介質(zhì)的孔隙度，一般從 10 40%不等。表 5 1 人工濕地面積計(jì)算表孔隙度 10% 20% 30% 40% 濕地面積( m2)70701 35351 23567 17675可見(jiàn),填料床孔隙度的大小對(duì)人工濕地面積的影響較大。一般項(xiàng)目預(yù)計(jì)介

8、質(zhì)的孔隙度 為30%，則人工濕地面積約為 23567 m2，其中，水平濕地面積為 20167m2，垂流式濕地面積 為3400 m2,2、水力停留時(shí)間計(jì)算計(jì)算公式：t=v X£ /Q其中t:水力停留時(shí)間(d)? ? ? v 池子的容積(m3),容積為 V=23567 m2 X1.2m=28202.4 m3 ,? ? ?:濕地孔隙度，濕地中填料的空隙所占池子容積的比值，需實(shí)驗(yàn)測(cè)定；本項(xiàng)目按30%計(jì)，? ? ? ?Q 平均流量(m3/d),假定流量為5000 m3/d。則：水力停留時(shí)間( d) =1.697d=40.7h。3、水力負(fù)荷計(jì)算計(jì)算公式： HLR=Q/AsQ=5000 m3/d

9、。As=23567 m2 。則 HLR=0.2122m3/ m2.d 。4、水力管道計(jì)算計(jì)算公式 V = n R2X S Q/tV :流量R:管徑S:流速，0.5m/sQ:總流量，Q=5000 m3/d。t :停留時(shí)間，t=1.697d=40.7h?？梢杂?jì)算出R=0.1474m，可用D30的水利砼管管道，也可以用D30的不銹鋼管。5、平面設(shè)計(jì)( 1 )水平潛流濕地 水平表面流濕地一般長(zhǎng)寬比約為10: 1, 而水平濕地面積約為20167 m2,As1=LSB=10BSB=20167 m2 ,B=44.91m , 取 45m ； L 約 等 于 449.1m , 取 450m ,As1=LSB=4

10、50mS45m。( 2)潛流濕地潛流濕地面積約為 3400 m2 ，可用下式計(jì)算：AS2 = QX（| n CO In Ce） / （ Kt Dn）但由于整個(gè)濕地系統(tǒng)是按照整體計(jì)算，無(wú)法用 BOD 的初始濃度和出水濃度單獨(dú)進(jìn)行計(jì) 算，潛流濕地床長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng) ,易造成濕地床中的死區(qū) ,且使水位難于調(diào)節(jié) ,不利于植物的栽培， L:B 一般控制在1 3之間,為便于管理，潛流濕地最好與水平流濕地同寬，因此B=45m ;則L=75.6m，取 80m， As2=L XB=80 ）45=3600 m2。6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ 1 ）進(jìn)出水系統(tǒng)的布置：濕地床的進(jìn)水系統(tǒng)應(yīng)保證配水的均勻性， 一般采用多孔管和三角堰等配水裝置

11、。 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)對(duì)床中水位調(diào)節(jié)的要求，出水區(qū)的末端的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）填料的使用：水平表面流濕地床由兩層組成，表層土層，厚0.4m，礫石層鋪設(shè)厚度0.2m，總厚度0.6m;潛流濕地床由三層組成表層土層、中層礫石、下層小豆石（碎石），鈣含量在 22.5kg/100kg為好；土層0.4m，礫石層鋪設(shè)厚度 0.5m。下層鋪設(shè)厚度0.3m，總厚度1.2m，人工濕地填料 主要組成、厚度及粒徑分布見(jiàn)表 52：人工濕地填料分析表（3）潛流式濕地床的水位控制：床中水面浸沒(méi)植物根系的深度應(yīng)盡可能均勻。 表

12、5 2 人工濕地填料分析表 填料層 水平表面流濕地 潛流濕地土壤層 石英砂，厚0.4m，粒徑2 6mm石英砂，厚0.4m，粒徑2 6mm中間層 礫石，厚0.2m，粒徑5 8mm礫石，厚0.5m，粒徑5 8mm底層/碎石，厚0.3m，粒徑8 10mm7、植被選擇（ 1 ）選用原則1.1 植物在具有良好的生態(tài)適應(yīng)能力和生態(tài)營(yíng)建功能;篩選凈化能力強(qiáng)、抗逆性相仿 ,而生長(zhǎng)量較小的植物 ,減少管理上尤其是對(duì)植物體后處理 上的許多困難。一般應(yīng)選用當(dāng)?shù)鼗虮镜貐^(qū)天然濕地中存在的植物。1.2 植物具有很強(qiáng)的生命力和旺盛的生長(zhǎng)勢(shì); 抗凍、抗熱能力 抗病蟲(chóng)害能力 對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)能力1.3 所引種的植物必須具有較強(qiáng)

13、的耐污染能力;水生植物對(duì)污水中的 BOD5?COD?TN?TP 主要是靠附著生長(zhǎng)在根區(qū)表面及附近的微生 物去除的，因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達(dá)，對(duì)污水承受能力強(qiáng)的水生植物。1.4 植物的年生長(zhǎng)期長(zhǎng) 人工濕地處理系統(tǒng)中常會(huì)出現(xiàn)因冬季植物枯萎死亡或生長(zhǎng)休眠而導(dǎo)致功能下降的現(xiàn)象，因此，應(yīng)著重選用常綠冬季生長(zhǎng)旺盛的水生植物類型。1.5 所選擇的植物將不對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅，具有生態(tài)安全性;1.6具有一定的經(jīng)濟(jì)效益、文化價(jià)值、景觀效益和綜合利用價(jià)值。 由于所處理的污水不含有毒、有害成分 ,可以考慮其綜合利用。（2 ） 配置分析2.1根據(jù)植物類型分析2. 1 . 1漂浮植物漂浮植物中常用作人工濕地系統(tǒng)處理的

14、有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。根莖、球莖及種子植物 這類植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角等。 挺水草本植物類型 這類植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等， 為人工濕地系統(tǒng)主要的植物選配品種。 根據(jù)這類植物的生長(zhǎng)特性， 它們即可以搭配種植于潛 流式人工濕地，也可以種植于表流式人工濕地系統(tǒng)中。沉水植物類型 沉水植物一般原生于水質(zhì)清潔的環(huán)境， 其生長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)要求比較高， 因此沉水植物只能用 作人工濕地系統(tǒng)中最后的強(qiáng)化穩(wěn)定植物加以應(yīng)用，以提高出水水質(zhì)。2.2 原生環(huán)境分析 根據(jù)植物的原生環(huán)境分析，原生于實(shí)土環(huán)境的植物如

15、美人蕉、蘆葦、燈心草、旱傘竹、 皇竹草、 蘆竹、薏米等， 其根系生長(zhǎng)有向土性， 可配置于表面流濕地系統(tǒng)和潛流濕地土壤中； 如水蔥、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等，由于其生長(zhǎng)已經(jīng)適應(yīng)了無(wú)土環(huán)境，因此更適宜 配置于潛流式人工濕地。2.3 養(yǎng)分需求分析根據(jù)植物對(duì)養(yǎng)分的需求情況分析， 由于潛流式人工濕地系統(tǒng)填料之間的空隙大， 植物根 系與水體養(yǎng)分接觸的面積要較表流式人工濕地廣，因此對(duì)于營(yíng)養(yǎng)需求旺盛、植株生物量大、 一年有數(shù)個(gè)萌發(fā)高峰的植物如香蒲、 菖蒲、水蔥、水莎草等植物適宜栽種于潛流濕地；而對(duì) 于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并存， 生長(zhǎng)緩慢， 一年只有一個(gè)萌發(fā)高峰期的一些植物如蘆葦、 茭草 等則配置于表面流濕

16、地系統(tǒng)。2.4 適應(yīng)力分析一般高濃度污水主要集中在濕地工藝的前端部分。 因此前端工藝部分一般選擇耐污染能 力強(qiáng)的植物， 末端工藝由于污水濃度降低， 可以考慮植物景觀效果。 表5 3 水平表面流 潛流復(fù)合型濕地植物選擇及搭配表 植物類型 水平表面流型 潛流型 備注 漂浮植物 水葫蘆、浮萍 水葫蘆 少量 根莖、球莖 睡蓮、荷花 / / 挺水植物 蘆葦、美人蕉、燈心草 蘆葦、菖蒲、水蔥、紙莎草 主要植被 沉水植物 / / /（3）、植被選擇投資分析 本項(xiàng)目采用水平表面流 潛流復(fù)合型濕地系統(tǒng)，植被包括漂浮植物、 根莖、 球莖、挺 水植物等 ，其中以挺水植物為主；植物種類包括水葫蘆、浮萍、蘆葦、睡蓮、荷

17、花、蘆葦、 美人蕉、燈心草、菖蒲、水蔥、紙莎草等；其分配及投資分析如表54：表54 水平表面流 潛流復(fù)合型濕地植物分配及投資分析表 植物 水葫蘆 睡蓮 荷花 蘆葦 美人蕉 燈心草 紙莎草 菖蒲 水蔥 數(shù)量（苗） 8萬(wàn) 2萬(wàn) 2萬(wàn) 10萬(wàn) 4萬(wàn) 10萬(wàn) 1萬(wàn) 1萬(wàn) 1萬(wàn) 單位價(jià)格 0.05 5.0 3.0 0.35 0.9 0.25 0.6 0.3 0.3 合計(jì)（萬(wàn)） 0.4 10 6 3.5 3.6 2.5 0.6 0.3 0.3由以上可以看出，濕地植被需投資 27.2萬(wàn)左右（浮萍可就地獲得，未計(jì)入總成本） 。六、管理及勞動(dòng)定員（一）、管理重點(diǎn)1、配水問(wèn)題，潛流方便；2、潛流濕地考慮砌隔墻，使

18、流態(tài)接近理想推流；3、通風(fēng)問(wèn)題；4、回流，各個(gè)構(gòu)筑物最好能設(shè)回流管，以免檢修時(shí)能排空池體中的水；5、污水管沒(méi)有90度彎頭，用45度斜管接，污水里面雜質(zhì)多，以讓污水排的更流暢；6、及時(shí)清洗填料，嚴(yán)格防止?jié)摿鞫氯?、及時(shí)收割填料上的植被。（二）、勞動(dòng)定員由于人工濕地相對(duì)污水處理廠管理方便，運(yùn)營(yíng)成本大幅度下降，勞動(dòng)定員可初定為3人（1000元/月 .人）即可。七、工程數(shù)量挖方：Q1仁LX BXH=450m< 45mX 0.9m+80mK 45mK 1.5m=23625 m3 ；填方：Q12 =80mX 45mX 1.2m+450nX 45mX0.6m=16470 m3 ； 道路 Q13=LX

19、 BXH= （530X2+45X2） mX6mX 0.4m=2760 m3 ； 集水井 Q14=LX BXH=10nX 8mX 5m=400 m3 ； 出水井 Q15=LX BXH=10nX 8mX4m=320m3 ；基質(zhì)（混凝土）： Q16 =LXBXH=530nX 45mX 0.3m=7155 m3 ；工程量為 Q=Q11+ Q12+ Q13+ Q14+ Q15 =43575 m3 ； Q16為底層基質(zhì)（防滲層）。八、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)工程總投資448.6萬(wàn)元，其組成如下：植被：27.2萬(wàn)；土方：43575 m3X40元/立方（計(jì)機(jī)械） =174.3萬(wàn)；基質(zhì)（混凝土） ： 7155 m3 X00

20、元/ m3=143.1 萬(wàn)；設(shè)備安裝及人工：（174.3+143.1 ） X25%=79.4萬(wàn)；運(yùn)輸費(fèi)用：（174.3+143.1+27.2 ） X%=3.4萬(wàn)；工程管理費(fèi)用：（174.3+143.1+27.2+3.4+79.4 ） X2.5%=10.6萬(wàn)；不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用：（174.3+143.1+27.2+3.4+79.4 ） X2.5%=10.6萬(wàn).由以上可以得知：人工濕地單位水量投資897.2元/ m3單位水用電量0.0528千瓦時(shí)/ m3單位水量正常運(yùn)營(yíng)成本0.0628元/立方=0.0428元/ m3+0.02元/ m3近年來(lái)，各種水處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中取得了不斷的發(fā)展，特別是作為二級(jí)處

21、理的活性污泥法以其工藝相對(duì)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好而成為城市污水處理的主流工藝，但傳統(tǒng)的活性污泥不僅基建投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，且主要以去除碳源污染物為目的，對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除則微乎其微，經(jīng)處理后的出水排入水體后仍將引起富營(yíng)養(yǎng)化”等環(huán)境問(wèn)題。三級(jí)處理雖可解決上述問(wèn)題，但因投資和運(yùn)行費(fèi)用昂貴而難以大面積推廣。同時(shí)事實(shí)也說(shuō)明，單純依靠傳統(tǒng)的人工處理方法在我國(guó)當(dāng)前的情況下尚難以從根本上解決水污染問(wèn)題，只能延緩其發(fā)展趨勢(shì)。70年代以來(lái)，人工濕地處理技術(shù)的提出和發(fā)展，為綜合解決上述問(wèn)題提供了一種新的選擇。人工濕地是一種人工建造和監(jiān)督控制的與自然濕地相類似的地面，是人為地將石、砂、土壤等一種或幾種介質(zhì)

22、按一定比例構(gòu)成基質(zhì)，并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)1。由于人工濕地具有處理效果好、建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低、易于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)，因而受到世界各國(guó)的普遍重視，成為近年來(lái)發(fā)展較快的一種污水處理新技術(shù)。但是，由于人工濕地污水處理技術(shù)還處于開(kāi)發(fā)階段，尤其在我國(guó)人工濕地污水處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用時(shí)間還相對(duì)較短，還沒(méi)有比較成熟的設(shè)計(jì)參數(shù)，其工藝設(shè)計(jì)也還處于試驗(yàn)階段；人們對(duì)其的認(rèn)識(shí)較少， 加之存在許多亟待解決的問(wèn)題，因而人工濕地的應(yīng)有潛力未能得到深入挖掘。人工濕地系以人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地相類似的地面， 通過(guò)自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物三者協(xié)同作用以達(dá)到對(duì)污水的凈化。此種濕地系統(tǒng)是在一定長(zhǎng)寬比及底面坡度的洼地