濕地中水處理方案技術(shù)路線及設(shè)計(jì)

1、某水處理公司2017 年 1 月 14 日目錄1、 項(xiàng)目背景2、 甲方要求3、 關(guān)鍵參數(shù)確定1、 處理水量（每天補(bǔ)水量）2、 進(jìn)水水質(zhì)3、 出水水質(zhì)4、 方案設(shè)計(jì)1、 工程組成2、 工藝流程圖3、 方案特點(diǎn)分析4、 投資估算5、 附圖1、 總體布局圖2、 預(yù)處理工程平面圖3、 某類濕地剖面圖4、 北京某臭水溝水體現(xiàn)狀照片濕地水處理方案總體框架1、 項(xiàng)目背景：根據(jù)昌平水務(wù)局的安排，清河污水處理廠每天向北京某臭水溝提供 20 萬噸（非灌溉季節(jié)）至30 萬噸（灌溉季節(jié)）污水廠的尾水，供昌平區(qū)灌溉和改善水質(zhì)用。濕地通過臭水渠取其中的一點(diǎn)水，經(jīng)適當(dāng)處理后，引入我們家內(nèi)的臭味熏天地區(qū)，以恢復(fù)臭味熏天地區(qū)濕

2、地，再現(xiàn)豬場的風(fēng)貌，為小動物們創(chuàng)造一個接近原來生存狀態(tài)的環(huán)境。2、 甲方要求：1、 水面及濕地面積150 畝。作防滲處理，以保持水面不消失。2、 水體不得發(fā)黑發(fā)綠發(fā)臭。3、 作適當(dāng)景觀處理。4、 盡量使處理設(shè)施具有科普展示功能。5、 設(shè)計(jì)進(jìn)水質(zhì)按清河污水廠出水指標(biāo)考慮 GB18918-2002一級 A 標(biāo)準(zhǔn)。3、 關(guān)鍵參數(shù)的確定：1、 處理水量（每天補(bǔ)水量）： 1000 方 / 天確定依據(jù)：水量的確定主要考慮水面的蒸發(fā)作用、植物的蒸騰作用、滲漏以及雨水的補(bǔ)給作用。( 1 ) 昌平區(qū)年平均蒸發(fā)量為1296mm左右,6 月份蒸發(fā)量最大，為 194mm左右。濕地植物覆蓋率按20%計(jì)，植物蒸騰量取蒸發(fā)

3、量3 倍，植物覆蓋的水面蒸發(fā)忽略不計(jì)。則平均日蒸發(fā)量V1p=( 1296/1000) /365*150* ( 1-20%) *667+( 1296/1000*3 ) /365*150*20%*667=284+213=497方 / 天6 月最高蒸發(fā)量V1g=( 194/1000) /30*150* ( 1-20%) *667+( 194/1000*3 ) /30*150*20%*667=517.6+388=905方 /天(2) 昌平區(qū)年平均降水量483.7mm,6月降水量為51.6mm， 則平均日補(bǔ)水量V2=483.7/1000/365*150*667=132 方6 月份平均日補(bǔ)水量=51.6/

4、1000/365*150*667=14 方。(3) 徑流補(bǔ)水. 本濕地周邊除一圈道路外, 基本沒有匯水面積,而且 , 周邊為沙性土壤, 滲漏性很強(qiáng), 因此 , 在本方案中, 徑流量忽略不計(jì)。(4) 滲漏：本濕地?cái)M采用粘土防滲, 其滲漏系數(shù)小于5*10-9表 1 土的滲透系數(shù)參考表土類k( m/s)土類k(m/s)土類k(m/s)粘土-9<5× 10粉砂10-610-5粗砂2× 10-45× 10-4粉質(zhì)粘土5× 10-910-8細(xì)砂10-55× 10-5礫石5× 10-410-3粉土5× 10-810-6中砂5

5、5; 10-52× 10-4卵石10-35× 10-3滲 漏 系 數(shù) 取 為 5*10-9， 水 力 坡 度 取2%， 則 每 日 滲 漏 量=150*667*5*10 -9*86400*2%=0.86 方 /天。根據(jù)以上四方面因素，可得出以下數(shù)據(jù)：平均日補(bǔ)水量=497-132-0+0.86=366 方 /天 .最高日補(bǔ)水量=905-14-0+0.86=892 方 /天 .綜合其他因素，本工程處理量確定為設(shè)計(jì)能力1000 方 / 天，第一期處理能力為500 方 / 天。2. 進(jìn)水水質(zhì) ：進(jìn)水水質(zhì)是本工程最關(guān)鍵的因素。根據(jù)甲方要求，設(shè)計(jì)進(jìn)水質(zhì)按清河污水廠出水指標(biāo)考慮 GB18

6、918-2002一級A標(biāo)準(zhǔn)。但考慮到輸水路線北京某臭水溝是天然水道，周邊有著大量的工業(yè)污水排污口和生活污水排污口，且灌渠沿線分布著甲村、乙村、丙村等許多村莊，這些村莊既沒有排水設(shè)施，也沒有垃圾處理措施，灌渠不僅是這些村莊的污水出口，更是其糞便排放地和垃圾排放地。為此，我們對從濕地到清河區(qū)間的北京某臭水溝（其計(jì) 10 千米 ）進(jìn)行了實(shí)地踏勘，其沿途的污染狀況令人震驚（照片附后）。我們對擬建工程的取水點(diǎn)位置現(xiàn)實(shí)的水質(zhì)狀況進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示：該COD=324 mg/l . 據(jù)濕地對我們家外污水多次監(jiān)測顯示，COD=245 mg/l .目前， 昌平區(qū)政府已計(jì)劃對北京某臭水溝進(jìn)行整治，但有兩問題無法回

7、避：一是治理需要一個過程，而這個過程不會很短，而本工程預(yù)計(jì)會很快實(shí)施。二是即便區(qū)政府進(jìn)行了大力度的治理，我們有理由相信，即便截堵了全部的污水排污口，但在短時間內(nèi)，也無法絕對地阻止村民向渠中傾倒垃圾。只要存在著不可控的個別人的個別行為，那么對水質(zhì)的威脅則是巨大的。更何況由于資金金投入約束的存在，對北京某臭水溝的整治效果，我們在技術(shù)上無法進(jìn)行預(yù)測。（ 2）人為設(shè)定如果水質(zhì)不能確定，整個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)也就無法進(jìn)行，因此，經(jīng)與甲方討論后確定：進(jìn)水水質(zhì)按GB18918-2002中一級 A 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，在工藝安排上，適當(dāng)考慮水質(zhì)波動因素。3、出水水質(zhì)：經(jīng)與甲方討論后確定：經(jīng)適當(dāng)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到G

8、B18921-2002中湖泊類標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見下表：COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)NH 3-N (mg/L)TP (mg/L)不測6 105 0.5由于進(jìn)水水質(zhì)的不確定性，因此， 在進(jìn)水指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求前，該指標(biāo)只作為檢測指標(biāo)，不作為考核驗(yàn)收指標(biāo)。該水經(jīng)消毒處理后，進(jìn)入我們家內(nèi)景觀濕地和氧化塘進(jìn)行進(jìn)一步處理。由于我們家內(nèi)是小動物們的放養(yǎng)區(qū)，小動物們的糞、尿等污因素為不可控因素，因此，景觀濕地的水質(zhì)以感觀指標(biāo)為主，不設(shè)考核指標(biāo)。1. 工程組成：工藝流程圖2.3. 方案特點(diǎn)分析(1) 本方案設(shè)置了預(yù)處理單元，這主要是因?yàn)橐韵乱蛩兀航谒|(zhì)的污染嚴(yán)重。遠(yuǎn)期水質(zhì)的不確定性及波動

9、性。濕地處理固有的波動。濕地在冬季運(yùn)行效率下降。強(qiáng)化脫磷效果。因此，為本工藝路線中，預(yù)處理單元選擇了混凝工藝，主要是考慮到混凝工藝的開停方便，可針對來水水質(zhì)和出水水質(zhì)的變化做出最迅速的反應(yīng)。同時，混凝工藝的可調(diào)節(jié)性強(qiáng)，投資少，除磷效果好，因此，混凝工藝，是本工程最最佳的選擇?；炷に嚵己玫娜コ齋S 的性能，對后續(xù)某類濕地也是起到一個良好防堵作用，可延長某類濕地的使用壽命。（ 2）本方案采用人工濕地技術(shù)人工濕地的凈水機(jī)理人工濕地是根據(jù)自然濕地凈化污染物的基本原理建立起來的污水凈化系統(tǒng)。它的凈化機(jī)理就在于充分利用濕地環(huán)境中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物學(xué)作用的綜合效應(yīng)來凈化污水，它們包括沉淀、吸附、過濾、

10、 溶解、 氣化、 固定化、 離子交換、絡(luò)合反應(yīng)、硝基化、 反硝基化、營養(yǎng)元素的攝取，生物轉(zhuǎn)化和細(xì)菌、真菌的異化作用等具體過程。人工濕地成熟后，其填料表面生長了許多微生物，形成大量的生物膜，植物根系密布，當(dāng)池中污水流經(jīng)時，其中懸浮物（包括不溶性有機(jī)成分）被填料及植物根系阻攔截留，有機(jī)物質(zhì)通過微生物的同化吸收和異化分解得以去除。在濕地床層中，由于植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)。所以污水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作為營養(yǎng)成分直接加以吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用，而得以從污水中去除。由此可見人工濕地是一種介于土地處理和水生

11、植物處理之間的自然污水處理系統(tǒng)，它綜合了二者的優(yōu)點(diǎn)而克服了二者之不足。 它基于生物圈內(nèi)有機(jī)物、水和無機(jī)營養(yǎng)素可以無限循環(huán)的原理，是一種利用自然條件進(jìn)行人工調(diào)控的技術(shù)，能經(jīng)濟(jì)、高效地去除水中的污染物質(zhì)。構(gòu)建濕地處理系統(tǒng)對污水凈化的作用機(jī)理是多方面的，主要包括：物理的沉降作用；植物根系的阻截作用；某些物質(zhì)的化學(xué)沉淀作用； 土壤及植物表面的吸附與吸收作用；微生物的代謝作用等。此外，植物根系的某些分泌物對細(xì)菌和病毒有滅活作用；細(xì)菌和病毒也可能在對其不適宜環(huán)境中自然死亡。物理沉積：污水進(jìn)入濕地，經(jīng)過基質(zhì)層及密集的植物莖葉和根系，使污水中的懸浮物顆粒得到過濾，并沉積在基質(zhì)層中?；瘜W(xué)反應(yīng)：污水中許多污染物可

12、以通過化學(xué)沉淀、吸附、離子交換等化學(xué)反應(yīng)過程得以去除?；瘜W(xué)反應(yīng)是否顯著取決于基質(zhì)的化學(xué)成分。例如，含CaCO3 較多的石灰石有助于磷的去除；含有機(jī)物豐富的土壤有助于吸附各種污染物。生化反應(yīng)：生化反應(yīng)是去除有機(jī)污染物的主要作用過程。在構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)中，大型水生植物的作用不可忽視。作為一個有著復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能的土壤 植物 微生物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建濕地對污染物的去除絕不是依靠濕地中某一子系統(tǒng)（如土壤或植物）的單一作用可以完成的。而是在一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)下共同完成的。其中起主要作用的是微生物、水生植物以 及基質(zhì)。人工濕地的類型人工濕地根據(jù)濕地中主要植物類型可分為浮生植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)

13、和沉水植物系統(tǒng)。沉水植物(如狐尾藻、金魚藻)系統(tǒng)主要應(yīng)用于初級處理和二級處理后的精處理。浮水植物(如浮萍、鳳眼蓮)主要用于N、 P去除和提高傳統(tǒng)穩(wěn)定塘效率。目前所指的人工濕地一般都是挺水植物系統(tǒng)。挺水植物系統(tǒng)根據(jù)污水在濕地床中流動的方式不同又分為三種類型：地表流濕地(SFW， Surface Flow Wetland) 、某類濕地(SSFW， Subsurface Flow Wetland)和垂直流濕地(VFW，Vertical Flow Wetland) 。地表流濕地系統(tǒng)也稱水面濕地系統(tǒng)，與自然濕地最為接近，但它是受人工設(shè)計(jì)和監(jiān)督管理的其去污效果又要優(yōu)于自然濕地系統(tǒng)。污水在濕地的表面流動，水

14、位較淺，多在0.10.9m 之間。通過生長在植物水下部分的莖、竿上的生物膜來去除污水中的大部分有機(jī)污染物。氧的來源主要靠水體表面擴(kuò)散，植物根系的傳輸和植物的光合作用，但傳輸能力十分有限。這種類型的濕地系統(tǒng)具有投資少，操作簡單，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大，負(fù)荷小，處理效果較差，易受氣候影響，衛(wèi)生條件差。處理效果同時易受到植物覆蓋度的影響，與某類濕地相比，需要較長時間的適應(yīng)期才能達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。某類濕地系統(tǒng)也稱滲濾濕地系統(tǒng)。這種類型的人工濕地，污水在濕地床的內(nèi)部流動，水位較深。它是利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留的作用來凈化污水。由于水流在地表以下流動，具有保溫性能好，

15、處理效果受氣候影響小，衛(wèi)生條件較好的特點(diǎn)。與水面流濕地相比，某類濕地的水力負(fù)荷大和污染負(fù)荷大，對 BOD、 COD、 SS、重金屬等污染指標(biāo)的去除效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，不需適應(yīng)期，占地小，但投資要比水面濕地高，控制相對復(fù)雜，脫 N 除 P 的效果不如垂直流濕地。垂直流濕地的水流情況綜合了地表流濕地和某類濕地的特性，水流在基質(zhì)床中基本上呈由上向下的垂直流，床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。垂直流濕地的硝化能力高于水平某類濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水，但對有機(jī)物的去除能力不如某類濕地，落干/淹水時間較長，控制相對復(fù)雜，基建要求較高，夏季有孳生蚊蠅的現(xiàn)象。人工濕地

16、類型的選擇根據(jù)上述內(nèi)容，對于冬天氣溫很低的北京地區(qū)，為了確保人工濕地的處理效率，減少人工濕地的投資，同時盡量避免臭味的產(chǎn)生及蚊蠅的滋生，本水處理工程擬采用潛流式人工濕地系統(tǒng)。本工藝中，某類濕地取40m 10m為一個單元，通過布水渠將來水均勻地分配到每一單元。如果某一單元出現(xiàn)堵塞等情況，可單獨(dú)對這一單元進(jìn)行修理而不影響其他單元的運(yùn)行。本某類濕地?cái)M布置在濕地西門內(nèi)海子邊緣上，這樣可利用自然坡度，減少工程量。（ 3）表流濕地和氧化塘處理單元，經(jīng)過預(yù)處理和某類濕地處理后，水質(zhì)已經(jīng)比較好了。此時，再進(jìn)入表流濕地和氧化塘進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理，其水質(zhì)會有進(jìn)一步的提高。本工藝設(shè)置了回流設(shè)施，這樣雖然增加了一些

17、提升費(fèi)用，但通過回流，跌水等設(shè)施，使水流動起來，可以有效增加DO，防止發(fā)臭、水華等情況的發(fā)生。從處理工程上講，表流濕地和氧化塘是處理單元，從景觀上講，它也是很好的濕地景觀。清澈的水體，流動的水面，將使臭味熏天地區(qū)濕地重現(xiàn)豬場獵場的風(fēng)貌。4 投 資估算情況說明：根據(jù)甲方目前項(xiàng)目費(fèi)情況，本工程無法一次到位。以下投資， 是按 500 方 / 天的規(guī)模 進(jìn)行的預(yù)算。余下工程待第二期實(shí)施。預(yù)處理工程投資預(yù)處理工程投資清單序號設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)材質(zhì)單位數(shù)量單價總價備注一混凝澄清系統(tǒng)1人工格柵不銹鋼臺11,0001,0002污水提升潛污泵Q=27m 3/h H=15m N= 2.2kW鑄件臺22,5005,0

18、002.23混合器11,0001,0004澄清器 3000mm ， H=8m碳鋼臺1212,250212,2505澄清器進(jìn)水泵Q=30m 3/h H=32m N= 5.5kW臺23,0006,0005.56反沖洗水離心泵Q=20m 3/h H=20m N= 3.0kW臺12,3002,3000.1257攪拌系統(tǒng)臺14,3004,3008污泥泵Q=25m 3/h H=10m N= 1.5kW鑄件臺12,0002,0000.013二加藥系統(tǒng)1助凝加藥系統(tǒng)Q=0.05m 3/h H=50m N=0.75kWPE/PVC套110,00010,0000.752混凝加藥系統(tǒng)Q=0.05m 3/h H=50

19、m N=0.75kWPE/PVC套110,00010,0000.753干粉加藥系統(tǒng)套121,00021,0001.1三消毒1紫外線消毒器L=1.5m ， N=0.064kW組合件套52,50012,5000.5四電氣、自控1電氣控制系統(tǒng)含配電及控制柜、電纜、橋架等套160,00060,0002自動自控系統(tǒng)含 PLC 系統(tǒng)、橋架、電纜等套180,00080,0003室內(nèi)照明系統(tǒng)套15,0005,000設(shè)備費(fèi)小計(jì)432,350五建（構(gòu)）筑物1集水井/調(diào)節(jié)池6x3x4 V=72M 3鋼混座130,00030,0002污泥濃縮池36x3x4 V=72M 3鋼混座130,00030,0003中間水池3

20、60m鋼混臺124,00024,0004處理車間29x9m F=81M座1113,400113,400土建費(fèi)小計(jì)197,400六其他材料費(fèi)1其他（基礎(chǔ)、平 臺、閥等）6設(shè)備費(fèi)125,94125,941七設(shè)計(jì)及安裝1設(shè)計(jì)6 （設(shè)備費(fèi)+土建費(fèi)）137,78537,7852安裝、調(diào)試15 設(shè)備費(fèi)164,85364,8533監(jiān)理費(fèi)2 （設(shè)備費(fèi)+土建費(fèi)）112,59512,595八稅1稅費(fèi)6.40%149,33949,339九合計(jì)820,26310.94說明： 1、報(bào)價中不包含來水管道的部分設(shè)計(jì)；2、報(bào)價中不包含動力輸送部分設(shè)計(jì)3、建筑物中，不包含辦公用品的配置費(fèi)用濕地工程投資濕地面積確定：根據(jù)設(shè)定的進(jìn)

21、水和出水水質(zhì)、結(jié)合Kikuth 公式、實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)、有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷等因素，濕地面積確定為2656平方米。為了使?jié)竦匕l(fā)揮最佳的運(yùn)行效果，同時， 也方便于運(yùn)行和管理，本方案中，取長40寬 10深 1.0池子為基本處理單元?；咎幚韱卧捎么u墻作壁, 粘土防滲, 礫石作填料。進(jìn)水用明渠將來水均勻分配到每個基本處理單元。設(shè)計(jì)專門的布水與出入裝置。500 方需 7 個單元潛流濕地工程造價估算（一 ）單元池投資估算序項(xiàng)目數(shù)量單價（元）總價（元 ）備注1土地平整1207.64916.82覆土體積1207.64916.83粘土體積1356587754礫石體積240132.7931869.62-185磚墻體積39.5450177756植株200000.5100007布水12802808出水1350350合計(jì)70883.2（二 ）潛流濕地工程造價序項(xiàng)目數(shù)量單價（元）總價（萬元）備注1單元池個數(shù)770883.249.618242鋪助工程1500005合計(jì)54.61824景觀濕地工程投資根據(jù)甲方要求，景觀濕地及水面共計(jì)劃150 畝，但由于投資的制約，本工程預(yù)算只能按其投資計(jì)劃，確