人工湿地设计方案初稿

东升镇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5000m3/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5000m3/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：

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5000m3/d，约折合208.3m3/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237.6m3/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

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23567m2，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。

则HLR=0.2122m3/ 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=5000 m3/d。

t：停留时间，t=1.697d=40.7h。

可以计算出R=0.1474m，可用D30的水利砼管管道，也可以用D30的不锈钢管。

5、平面设计

（1）水平潜流湿地

水平表面流湿地一般长宽比约为10：1，而水平湿地面积约为20167m2，As1=L×B=10B×B=20167m2，B=44.91m，取45m；L约等于449.1m，取450m，As1=L×B=450m×45m。

（2）潜流湿地

潜流湿地面积约为3400 m2，可用下式计算：

AS

= Q×(ln C0—ln Ce) / ( K t×D n)

2

但由于整个湿地系统是按照整体计算，无法用BOD的初始浓度和出水浓度单独进行计算，潜流湿地床长度过长,易造成湿地床中的死区,且使水位难于调节,不利于植物的栽培，L:B一般控制在1—3之间,为便于管理，潜流湿地最好与水平

=L×B=80×45=3600 m2。

流湿地同宽，因此B=45m；则L=75.6m，取80m，As

2

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；潜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