人工濕地設(shè)計(jì)方案初稿

1、東升鎮(zhèn)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而形成生物膜。廢水流經(jīng)生物膜時，大量的SS被填料和植物根系阻擋截留。對有機(jī)物：有機(jī)污染物通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去。對N、P：濕地系統(tǒng)中因植物根系對氧的傳遞釋放，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植物和微生物作為營養(yǎng)吸收，而且還可以通過硝化、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)生活污水水質(zhì)狀況如下

2、：COD 250350mg/l（項(xiàng)目取中間值300 mg/l，需監(jiān)測核實(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)中第二時段中的二級標(biāo)準(zhǔn)：COD 60mg/l；BOD 30

3、 mg/l；SS 30 mg/l; NH3N 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）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)中第二時段中的二級標(biāo)準(zhǔn)；為：COD 100mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l;

4、 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; NH3N>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; NH3N <14 mg/l，P 1 mg/l，符合廣東省水污染排放限值(DB4426-2001)中第二時段中的二級標(biāo)準(zhǔn)

5、。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)水多孔管集水井三角堰水平式表面流濕地提升泵集水井水平潛流式濕地出水格柵間五、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（25×5/76），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)集水井設(shè)計(jì)規(guī)模為5000m3/d，約折合208.3m3/h，按水力停留時間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

6、水井初步設(shè)計(jì)為L×B×H=10m×8m×5m。（三）、泵參數(shù)型號 125-230C，流量237.6m3/h，兩臺，一用一備。揚(yáng)程 7.3m,轉(zhuǎn)速 1480（r/min）,功率 11KW，效率 74%，工作時間 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=(Q×（lnColnCe）)/(Kt×d×n) 其中As為濕地面積（m2） Q為流量（m3/d），假定流量為5000 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

7、/l。 Kt為與溫度相關(guān)的速率常數(shù)，Kt1.014×（1.06）（T20），T假定為25，則Kt=1.357。 d為介質(zhì)床的深度，一般從60200cm不等，大都取100150cm，項(xiàng)目取120cm。 n為介質(zhì)的孔隙度，一般從1040不等。表51 人工濕地面積計(jì)算表孔隙度10203040濕地面積（m2）70701353512356717675 可見，填料床孔隙度的大小對人工濕地面積的影響較大。一般項(xiàng)目預(yù)計(jì)介質(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、水力停留時間計(jì)算 計(jì)算公式：t=v×/Q 其

8、中 t：水力停留時間（d）        v：池子的容積（m3），容積為V=23567 m2×1.2m=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。As=23567

9、 m2。則HLR=0.2122m3/ m2.d。4、水力管道計(jì)算計(jì)算公式VR2×SQ/tV：流量R：管徑S：流速， 0.5m/sQ：總流量，Q=5000 m3/d。t：停留時間，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寬比約為10：1，而水平濕地面積約為20167 m2，As1=L×B=10B×B=20167 m2，B=44.91m，取45m；L約等于449.1m，取450m，As1=L×B=450m×45m。（2）潛流濕地

10、潛流濕地面積約為3400 m2，可用下式計(jì)算：AS2 = Q×(ln C0ln Ce) / ( Kt×Dn)但由于整個濕地系統(tǒng)是按照整體計(jì)算，無法用BOD的初始濃度和出水濃度單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算，潛流濕地床長度過長,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13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×B=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。進(jìn)水管應(yīng)比濕地床高出0.5m。濕

11、地的出水系統(tǒng)一般根據(jù)對床中水位調(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：床中水面浸沒植物根系的深度應(yīng)盡可能均勻。表52 人工濕地填料分析表填料層水平表面流濕地潛流濕

12、地土壤層石英砂，厚0.4m，粒徑26mm石英砂，厚0.4m，粒徑26mm中間層礫石，厚0.2m，粒徑58mm礫石，厚0.5m，粒徑58mm底層/碎石，厚0.3m，粒徑810mm7、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)營建功能；篩選凈化能力強(qiáng)、抗逆性相仿,而生長量較小的植物,減少管理上尤其是對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勢； 抗凍、抗熱能力抗病蟲害能力對周圍環(huán)境的適應(yīng)能力1.3 所引種的植物必須具有較強(qiáng)的耐污染能力；水生植物對污水中的BOD5CODTNTP主要是靠附著生長在根區(qū)表面及附近

13、的微生物去除的，因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達(dá)，對污水承受能力強(qiáng)的水生植物。1.4 植物的年生長期長人工濕地處理系統(tǒng)中常會出現(xiàn)因冬季植物枯萎死亡或生長休眠而導(dǎo)致功能下降的現(xiàn)象，因此，應(yīng)著重選用常綠冬季生長旺盛的水生植物類型。1.5 所選擇的植物將不對當(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、文化價值、景觀效益和綜合利用價值。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)處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。 2.1.2根莖、球莖及種子植物 這類植物主要包括睡

14、蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角等。 2.1.3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。 2.1.4沉水植物類型 沉水植物一般原生于水質(zhì)清潔的環(huán)境，其生長對水質(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)境的植物如美人蕉、蘆葦、燈心草、旱傘竹、皇竹草、蘆竹、薏米等，其根系生長有向土性，可配置于表面流

15、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，由于其生長已經(jīng)適應(yīng)了無土環(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，因此對于營養(yǎng)需求旺盛、植株生物量大、一年有數(shù)個萌發(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；而對于營養(yǎng)生長與生殖生長并存，生長緩慢，一年只有一個萌發(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

16、物，末端工藝由于污水濃度降低，可以考慮植物景觀效果。表53 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（

17、苗）8萬2萬2萬10萬4萬10萬1萬1萬1萬單位價格0.055.03.00.350.90.250.60.30.3合計(jì)（萬）0.41063.53.62.50.60.30.3由以上可以看出，濕地植被需投資27.2萬左右（浮萍可就地獲得，未計(jì)入總成本）。六、管理及勞動定員（一）、管理重點(diǎn)1、配水問題，潛流方便；2、潛流濕地考慮砌隔墻，使流態(tài)接近理想推流；3、通風(fēng)問題；4、回流，各個構(gòu)筑物最好能設(shè)回流管，以免檢修時能排空池體中的水； 5、污水管沒有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、及時清洗填料，嚴(yán)格防止?jié)摿鞫氯?、及時收割填料上的植被。（二）、勞動定員由于人工濕地相

18、對污水處理廠管理方便，運(yùn)營成本大幅度下降，勞動定員可初定為3人（1000元/月.人）即可。七、工程數(shù)量挖方：Q11=L×B×H=450m×45m×0.9m+80m×45m×1.5m=23625 m3；填方：Q12 =80m×45m×1.2m+450m×45m×0.6m=16470 m3；道路 Q13=L×B×H=（530×2+45×2）m×6m×0.4m=2760 m3；集水井 Q14=L×B×H=10m×8m×5m=400 m3；出水井 Q15=L×B×H=10m×8m×4m=320m3；基質(zhì)（混凝土）：Q16 =L×B×H=530m×45m×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448.6萬元，其組成如下：植被：27.2萬；土方：43575 m3×40元/立方（計(jì)機(jī)械）=174.3萬；基質(zhì)（混凝土）: