人工湿地设计方案初稿

1 东升镇生活污水人工湿地设计方案（初稿） 人工湿地的净化机理： 对 SS：湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而 形成生物膜。废水流经生物膜时，大量的SS 被填料和植物根系阻挡截留。 对有机物：有机污染物通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。 对 N、P：湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次 出现好氧、缺氧、厌氧状态，保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为 营养吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料 或收割栽种植物将污染物最终除去。 一、污水水质 （一） 、作为生活污水处理的主体工程。 按照城镇生活污水水质一般范围，可认为东升镇生活污水水质状况如下： COD 250—350mg/l（项目取中间值 300 mg/l，需监测核实） ；BOD 150--250 mg/l （取中间值 200 mg/l） ；SS 200--300 mg/l（项目取中间值 250 mg/l）; NH3—N 30--40 mg/l（取中间值 35 mg/l） ，P 8--10mg/l （取最大值 10 mg/l） ；水量按照 5000m3/d 设计。 （二） 、作为生活污水处理厂的后续工程。 一般镇区均需要建设二级污水处理厂， 按照城镇污水处理厂的出水标准， 如 东升镇二级污水处理厂达标排放， 则污水处理厂出水应执行广东省 《水污染排放 限值》(DB4426--2001)中第二时段中的二级标准：COD 60mg/l；BOD 30 mg/l； SS 30 mg/l; NH3—N 15mg/l，P 1mg/l；水量按照 5000m3/d 设计；作为生活污水 处理厂的后续工程，人工湿地的处理压力要小得多，且水平潜流式人工湿地对氨 氮的处理效果不如垂直流人工湿地，本项目暂不深入分析此项。 二、出水要求 东升镇生活污水最终出水预计进入北部排灌渠， 按照《中山市水环境功能区 水质保护规定》 （中府［1997］115号）的功能区划，该渠符合《地表水环境质 量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水体要求，因此人工湿地出水应执行广东省《水 污染排放限值》(DB4426--2001)中第二时段中的二级标准；为：COD 100mg/l； 2 BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l; NH3—N 15 mg/l，P 1 mg/l。 三、处理效率 东升镇（拟）采取以挺水植物系统为住的潜流湿地类型，根据大量的实验数 据表明，在正常情况下，潜流型人工湿地污染去除率为：COD80% ；BOD 85--95%,可达到 10 mg/l;； SS 20mg/l; NH3 —N60% ， P90% ， 农药及细菌90% 。 因此东升镇生活污水流经人工湿地后，其水质为：COD72mg/l ；BOD 20 mg/l ； SS 20mg/l;; NH3—N 14 mg/l，P 1 mg/l，符合广东省《水污染排放限值》 (DB4426--2001)中第二时段中的二级标准。 四、处理工艺 考虑到生活污水中的污染物浓度普遍不高，预处理可不设稳定塘，只设格栅 间、集水井；因 SS 浓度相对高，为避免发生堵塞，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；工艺流程如下： 五、参数设计 (一)、多孔管基本参数 多孔管可采用管式五孔管（φ 25×5/76），单孔孔径 25mm，有效孔径 76mm， 可有效防止堵塞。 （二） 、集水井基本参数 集水井设计规模为 5000m3/d，约折合 208.3m3/h，按水力停留时间 HRT 为 1.5h 计，集水井容积应为 312.5 m3，考虑到集水井进水口应高于地面 20—50cm， 集水井初步设计为 L ×B×H=10m×8m×5m。 （三） 、泵参数 型号 125-230C， 流量 237.6m3/h， 两台，一用一备。 扬程 7.3m, 多孔管 三角堰 水平式表面流湿地 提升泵 集水井 水平潜流式湿地 出水 格栅间 进水 3 转速 1480（r/min） ,功率 11KW， 效率 74%，工作时间 24h/d。 （四） 、人工湿地基本参数 1、湿地表面积的预计 计算公式：As=(Q ×（lnCo－lnCe）)/(Kt×d×n) 其中 As 为湿地面积（m2） Q 为流量（m3/d） ，假定流量为 5000 m3/d。 Co 为进水 BOD（mg/l） ，假定进水 BOD 为 200mg/l。 Ce 为出水 BOD（mg/l） ，假定出水 BOD 为 20mg/l。 Kt 为与温度相关的速率常数， Kt＝1.014× （1.06） （T－20）， T 假定为 25， 则 Kt=1.357。 d为介质床的深度， 一般从60－200cm不等， 大都取100－150cm， 项目取120cm。 n 为介质的孔隙度，一般从 10－40％不等。 表 5—1 人工湿地面积计算表 孔隙度 10％ 20％ 30％ 40％ 湿地面积（m2） 70701 35351 23567 17675 可见，填料床孔隙度的大小对人工湿地面积的影响较大。一般项目预计介质的 孔隙度为 30%，则人工湿地面积约为23567 m2，其中，水平湿地面积为20167m2， 垂流式湿地面积为 3400 m2， 2、水力停留时间计算 计算公式：t=v×ε/Q 其中 t：水力停留时间（d） v：池子的容积（m3） ，容积为 V=23567 m2×1.2m=28202.4 m3， ε：湿地孔隙度，湿地中填料的空隙所占池子容积的比值，需实验测定；本项 目按 30%计， Q：平均流量（m3/d） ，假定流量为 5000 m3/d。 则：水力停留时间（d）=1.697d=40.7h。 3、水力负荷计算 计算公式：HLR=Q/As Q=5000 m3/d。 As=23567 m2。 4 则 HLR=0.2122m3/ m2.d。 4、水力管道计算 计算公式 V＝πR2×S＝Q/t V：流量 R：管径 S：流速， 0.5m/s Q：总流量，Q=5000 m3/d。 t：停留时间，t=1.697d=40.7h。 可以计算出 R=0.1474m， 可用 D30 的水利砼管管道， 也可以用 D30 的不锈钢管。 5、平面设计 （1）水平潜流湿地 水平表面流湿地一般长宽比约为 10：1，而水平湿地面积约为 20167 m2， As1=L×B=10B×B=20167 m2，B=44.91m，取 45m；L 约等于 449.1m，取 450m， As1=L×B=450m×45m。 （2 ）潜流湿地 潜流湿地面积约为 3400 m 2，可用下式计算： AS 2 = Q×(ln C 0 —ln Ce) / ( K t ×D n ) 但由于整个湿地系统是按照整体计算，无法用BOD的初始浓度和出水浓度单 独进行计算，潜流湿地床长度过长, 易造成湿地床中的死区, 且使水位难于调节, 不利于植物的栽培， L:B一般控制在1 —3 之间, 为便于管理， 潜流湿地最好与水平 流湿地同宽，因此B=45m；则L=75.6m，取80m，As 2 =L×B=80×45=3600 m 2。 6、结构设计 （1）进出水系