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：利用人工濕地來(lái)處理含糞污廢水（二）項(xiàng)目容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 其周圍的環(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)目的容及目標(biāo)（1）設(shè)計(jì)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10mVd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 m2（2）設(shè)計(jì)目標(biāo)：A.依據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)確定污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)如下：?jiǎn)挝唬簃g/L項(xiàng)目CODcrBODSSTN細(xì)菌個(gè)數(shù)數(shù)值< 260w

3、 120w 140w 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)挝唬簃g/L項(xiàng)目CODcrBODSSNH4-NTP數(shù)值< 60w 20w 20w 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，不能影響周圍生態(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。1、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)。

4、生活在土壤中 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 帶入周圍的土壤，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)流程

5、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)周圍環(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，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)值和美觀等因素確定。一般有蘆葦、席草、大

6、米草、水葫蘆、水花 生等，最為常用的是蘆葦，插植密度為 13株/卅。5. 計(jì)算表面積：As= Q/a As 表面積；Q-進(jìn)水量；a水力負(fù)何。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= KsX AX 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) 彎頭和控制閥門以調(diào)節(jié)床的水位。(

7、 2)填料：濕地床由三層組成 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0.40.7m。( 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、粒徑、深度及除磷效果。礦渣、粉煤灰對(duì)磷去除效果好。基質(zhì)中游離氧化鐵、氧化鋁和膠體氧化鐵、氧化 鋁含量越高

8、， 其固定形成的磷酸鐵鹽和磷酸鋁鹽數(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。CO刖BOD的去除率分別達(dá)7188% 和8089%。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60100mill的礫石，分布于整個(gè)床寬。處理 區(qū)常選用粒徑為816 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)

9、寬比和水位控制；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 / QaV(式中：t: 水力停留時(shí)間，d;V:濕地容積，n3；£：濕地孔隙率(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 4080%。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0.52%。 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=Q Co/ALR式中：As：濕地面積，川；q：濕地進(jìn)水流量/ d； Co：進(jìn)水污 染物的質(zhì)量濃度，kg/ m3)。(2) 本方案具體工藝流程圖如下：工藝

10、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： 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

11、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。 、集水池：采用磚混，埋與地下 2.0m地上0.3m，L x BX H= 1X 1X 1.3m，超 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)：ISW50-100A（Q=11.0m/h,H=10m,p=0.75kw）】。 、初沉池：鋼混結(jié)構(gòu)，埋于地下 1.0

12、m，地上1.5m;時(shí)變化系數(shù)去1.8，平均32停留時(shí)間 3.2h ;表面負(fù)荷：1.0m/m.h ; D x H=© 2.0 x 2.5m，超高 0.3m。迪人工濕地：其結(jié)構(gòu)為底部混凝土防滲，L x BX H= 10.0mx 3.0mx 1.1m, COD表面負(fù)荷：0.019kgCOD/（m.d）;水力負(fù)荷：0.05m3/（m2.d）;孔隙率0.35 ;濕地底坡：2%停留時(shí)間：1.2d。【附設(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）】®綜合房：尺寸=© 4.2 X 3.3m（3）結(jié)構(gòu)布置1. 設(shè)計(jì)參數(shù) 計(jì)算風(fēng)壓：0.8kN/m2,計(jì)算雪荷載：0.

13、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)、規(guī) 定及標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)上，在滿足工藝、建筑、電氣、自控等專業(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)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)GBJ9- 2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)GBJ1- 2001 （2008版）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)GBJ1 2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)GBJ7- 2002砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)GBJ- 32001建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)GB- 500154. 材料選用（1） 砌體 砌塊：采用MU10的砼空心砌塊。O砂漿：基礎(chǔ)（室地坪以下） Mb7.5砌塊專用砂漿；墻體（

14、室地坪以上）Mb7.5砌塊專用砂漿。（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)S&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：1級(jí)鋼（HPB235，U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

15、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1 X 1 x 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0 2.0 X 2.5m鋼混加蓋1座1.525人工濕地10X 3 x 1.1m底部防滲1座2.006護(hù)坡11.0 x 1.1m磚混1座0.657圍堰85.5 X 1.25 X 2.7水泥磚漿砌毛石1座0.238防滲層10X 4X 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0.213排泥系統(tǒng)給水PVC2組0.414配水系統(tǒng)給水PVC1組0.215

16、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 X 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)容費(fèi)用1設(shè)備購(gòu)置及安裝3.892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

17、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， 污水處理廠廠址設(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)： 該廠址位于污水走向的下游方向，地勢(shì)較平坦，污水排放暢通。 該廠址位于常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，故對(duì)城區(qū)環(huán)境影響較小

18、 距現(xiàn)有建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)較近，污水管線管線短，造價(jià)低。的廠址離變電站不遠(yuǎn)，便于供電，節(jié)約供電線路，雙電源供電有可靠保障?？梢灾苯优欧盘幚磉^(guò)的污水，污水廠以下無(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)合廠址地形、氣象和地 質(zhì)條件等因素，污水廠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)。污水廠總平面布置的特點(diǎn)如下：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

19、中布置在廠前區(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。廠區(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 功能和景觀效應(yīng) ； 維護(hù)成本低。管理一般來(lái)說(shuō) , 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

20、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)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)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?，在植被?全建立之前 （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， 效率降低。 系統(tǒng)中最常見(jiàn)的 問(wèn)題是如何使土壤