人工湿地设计方案

黄弥镇生活污水人工湿地 设 计 方 案 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，可认为黄弥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100m3/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 黄弥镇二级污水处理厂达标排放， 则污水处理厂出水应执行四川省 《水污染排放 限值》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 100m3/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。 二、出水要求 黄弥镇生活污水最终出水预计进入农田灌溉用， 因此排放的处理水必须要达 到四川省 《水污染排放限值》 中的二级标准； 即为： COD 100mg/l； BOD 30 mg/l； SS 30 mg/l; NH3—N 15 mg/l，P 1 mg/l。 三、处理效率 黄弥镇（拟）采取以挺水植物系统为主的表流湿地类型，根据大量的实验数 据表明，在正常情况下，表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% 。 因此黄弥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，符合四川省《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)、格栅间的设计参数 格栅间主要是去除沼气池中溢流的大颗粒的渣滓等物体， 设计规模为 0.5 立 方米，L×B×H=2m×0.5m×0.6m （二） 、集水井基本参数 集水井设计规模为 100m3/d，约折合 4.2m3/h，按水力停留时间 HRT 为 1.5h 计，集水井容积应为 6.25m3，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=3m×2m×1.2m。 （三、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 100m3/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） 1414.02 707.02 47134 353.5 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 20%，则人工湿地面积约为707.02 m2，其中，水平湿地面积为707.02m2. 2、水力停留时间计算 三角堰 水平表流式湿地 1 集水井 水平表流式湿地出水 格栅间 进水 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=707m2×0.8m=565.6m3， 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 20%计， Q：平均流量（m3/d） ，假定流量为 100 m3/d。 则：水力停留时间（d）=1.13d=28h。 3、水力负荷计算 计算公式：HLR=Q/As Q=100m3/d。 As=707m2。 则 HLR=0.141m3/ 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=100m3/d。 t：停留时间，t=1.13d=28h。 可以计算出 R=0.148m，可用 D300mm 的水利砼管管道，也可以用 D300mm 的 不锈钢管。 5、平面设计 （1）水平表流湿地 水平表面流湿地一般长宽比约为 10：1，此次工程所用的湿地形状刚好可以 满足这个比列，所以，只需在原有形状的基础上做简单的改造即可。 6、结构设计 （1）进出水系统的布置： 湿地床的进水系统应保证配水的均匀性， 一般采用多孔管和三角堰等配水装 置。进水管应比湿地床高出 0.5m。湿地的出水系统一般根据对床中水位调节的 要求， 出水区的末端的砾石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控 制阀门以调节床内的水位。 （2）填料的使用： 水平表面流湿地床由两层组成， 表层土层， 厚 0.4m， 砾石层铺设厚度 0.2m， 总厚度 0.6m；表流湿地床由三层组成表层土层、中层砾石、下层小豆石(碎石)， 钙含量在 2~2.5kg/100kg 为好；土层 0.4m，砾石层铺设厚度 0.5m。下层铺设厚 度 0.3m，总厚度 1.2m，人工湿地填料主要组成、厚度及粒径分布见表 5—2： 人工湿地填料分析表 （3） 表流式湿地床的水位控制： 床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。 表 5—2 人工湿地填料分析表 填料层 水平表面流湿地 土壤层 石英砂，厚 0.4m，粒径 2—6mm 中间层 砾石，厚 0.2m，粒径 5—8mm 底层 / 7、植被选择 （1） ．选用原则 1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能； 筛选净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,减少管理上尤其是对植 物体后处理上的许多困难。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势； ① 抗冻、抗热能力 ②抗病