生活污水人工湿地设计方案概要

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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 5000m 3/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 5000m 3/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; 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:COD>80%; BOD 85--95%,可达到10 mg/l;; SS <20mg/l; NH3— N>60%, P>90%,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:COD<72mg/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:

进水 ----格栅间 ----集水井 ----三角堰 ---多孔管 ---提升泵 ----水平式表面流湿地---水平潜流式湿地 ---出水

五、参数设计

(一、多孔管基本参数

多孔管可采用管式五孔管(φ25×5/76,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 5000m 3/d,约折合 208.3m 3/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 237.6m 3/h,

两台,一用一备。

扬程 7.3m,

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。