人工湿地处理农村生活污水课程设计.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date人工湿地处理农村生活污水课程设计农村生活污水处理设计农村生活污水处理设计摘要：  目前，我国每年的废（污）水排放总量很大，其中大部分未经处理就直接排入江河湖泊，部分湖泊受到了不同程度的污染，有近60%的城市没有污水处理厂，农村地区的生活污水基本上未经过处理就直接排放，农村生活污水治理已经影响到现代新农村的建设。因此，农村环境污染越来越受到人们的关注。文章针对农村生活污水的实际情况，介绍了农村生活污水处理的一些技术与措施，期望能为我国农村污水治理分析的研究提供有益的借鉴作用。  关键词：农村生活污水；污水治理；农村建设Abstract: At present, China's annual waste (sewage) water emissions greatly, most of them without any treatment directly into rivers and lakes, some lakes have been polluted to varying degrees, nearly 60% of the cities have no sewage treatment plant in rural areas, largely untreated sewage directly discharge sewage treatment in rural areas has affected the modern new rural construction. Thus, environmental pollution in rural areas more and more attention. Aiming at the actual situation of domestic sewage in rural areas, introducing sewage treatment in rural areas some of the technologies and measures, expectations for the analysis of China's sewage treatment in rural areas provide a useful reference for research. Keywords: rural domestic sewage; sewage treatment; rural development目 录任务书11前言31.1农村水环境污染现状31.2主要污染源31.3污染的特点41.3.1水质特点41.3.2水量特征41.3.3排放体制特征51.4治理意义52农村生活污水处理技术的选择52.1污水处理技术路线52.2人工湿地处理系统62.3地下土壤渗滤净化系统72.4好氧生物处理系统82.5厌氧生物处理系统82.6生活污水净化池沼气92.7高效生物化粪池（SW型生活污水自净装置）92.8处理技术的比较总结92.9厌氧发酵（沼气）人工湿地103工艺设计与计算123.1生活污水排放量的确定123.2工艺流程与说明123.2.1工艺流程为123.2.2工艺流程说明123.2.3高程布置123.3主要构筑物计算133.3.1粗、细自动格栅133.3.2格栅池143.3.3集水井基本参数143.3.4泵参数143.3.5厌氧发酵池153.3.6污泥池163.3.7人工湿地173.3.8工艺材料安装及人工湿地植物的栽种203.3.9植被选择213.4造价成本及运行管理213.4.1处理工艺造价213.4.2植被选择投资分析223.4.3人工湿地植物栽种初期管理及日常的维护233.4.4定期清掏污泥（沼渣）233.5安全注意事项233.5.1施工过程注意的安全事项233.5.2日常管理过程中主要的安全事项243.6禁止有毒有害物质进入处理设施253.7二次污染防治253.8不足地方说明264小结与展望26注释和参考文献27谢辞28-任务书一设计初始资料：1 污水测算：生活污水量=总人口×生活用水量（110L/d）×0.85 对于人口较少的村庄生活污水量=总人口×生活用水量（180L/d）×1.3 对于人口较多的村庄 例如：某村庄70户人家，每家按3口人计算，总人口为210人。 污水量=210×110×0.85=20m3/d2 农村设计人口 80300 户；3 进水水质：表1.1 生活污水污染物平均浓度（单位：mg/L）TSSBODCODNH4+-NTPpH15020012018025035015251.53.0694 出水水质：表1.2 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) （单位：mg/L）TSSBODCODNH4+-N20206015二设计内容： 1 处理工艺选择； 2 工艺流程及说明； 3 主要构筑物及设计参数；4 确定并绘制污水处理工程平面布置图；计算并绘制高程图。三设计工作量：1 设计、计算说明书一份：主要包括: (1)处理工艺选择及其流程 (2)工艺参数选择(3)主要构筑物的设计计算与说明(4)污水厂平面布置说明(5)污水厂机械设备、电器设置及其说明(6)工艺处理污水成本核算2 图纸：(1)污水处理厂总平面图1张(2)污水处理主要构筑物图13张(3)污水、污泥处理系统高程图1-2张(4)其它格栅 、管道布设图，泵站图等注：设计说明、计算书全部由Word输出，学年设计要求计算机大图（A3以上）两张以上，手工大图（A3以上）一张以上。总图纸数要求三幅以上。1前言1.1农村水环境污染现状农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡镇45412个，村民委员会739980个，乡村户数23692.7万户，乡村人口达91960万人。农村人口分散，人口数量多，没有任何生活污水的收集和处理设施，这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算，全国农村每年产生生活污水80多亿吨，严重污染了农村地区居住环境，农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染，饮用水水质安全受到严重威胁，直接危害农民的身体健康，严重影响农村地区的环境卫生，极易导致一些流行性疾病的发生与传播。据估算，农村环境问题每年造成的经济损失已超过千亿元，我国农村环境与生态状况令人担忧。  改革开放的三十多年来，我国农业生产能力获得了较大幅度的提高。畜禽散养户的不断增多，大量畜禽粪便没有处理就直接排放，粪便污染逐年加重。有资料显示，养殖一头猪所产生的废水是一个人的7倍，而养殖一头牛则是22倍。这些有机物未经处理，渗入地下或进入地表水，使水环境中硝态氮、硬度和细菌总数超标，严重威胁着居民饮用水的安全。1.2主要污染源农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水，这些用水分散，农村没有任何收集的设施，随着雨水的冲刷，随着地表流入河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体。（1）主要点源：农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。生活污水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类。（2）农田氮磷污染氮磷的径流流失量分别占当年施肥量的6.36%和1.93%。氮素流失在不同季节表现出一定的形态差异性，稻季以氨态氮为主(53%)，麦季以硝态氮为主(46%)。磷素在稻季和麦季的流失均以颗粒磷为主(56%69%)。水稻种植初期是氮、磷流失量最大的阶段，分别占全季流失总量的64%89%和42%87%。降雨和施肥是影响农田养分流失的关键因素，施肥后降雨将会使径流水中的浓度迅速增大。因此，加强种植初期的水分和养分管理是控制农田面源污染的关键。（3）村镇聚落区降雨径流引起的氮、磷面源污染定位研究表明，交通干道商业区、镇区居民点以及农村居民点降雨径流引起的总氮、总磷负荷均超过国家规定的地面水V类水质标准。乡镇和农村居民点的地表径流氮、磷的水环境负荷量分别达到2040kg/hm2a和312kg/hm2a，接近或超过农田氮、磷面源排放量。可见，镇、村居民点地表径流也已成为水环境污染或水体富营养化的重要来源。同时，日益增加的人类活动和农村废弃物的乱堆乱放也增加了水体氮、磷的面源污染。总之，农业面源污染如部分地区地表水严重污染，直接影响农业灌溉和农村的饮用水源，大量的N、P等营养盐和污染物排放进入河湖水体，导致全流域70%的河湖受到污染，80%的河流水质达不到国1.3污染的特点1.3.1水质特点（1）农村村镇人口较少，分布广泛且分散，大部分没有污水排放管网；（2）农村生活污水浓度低，变化大；（3）大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质（但随着人们生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质），含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强；（4）不同时段的水质不同；（5）厕所排放的污水水质较差，但可进入化粪池用作肥料。  1.3.2水量特征（1）一般农村的生活污水量都比较小，除小城镇外，农村人口居住分散，水量相对较少，相应地产生的生活污水量也较小；（2）变化系数大，居民生活规律相近，导致农村生活污水排放量早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，水量变化明显，即无水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点；（3）在上午、中午、下午都有一个高峰时段。1.3.3排放体制特征农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统，污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。少部分地区具有完善的污水排放系统。  农村生活污水中有机物含量高，N、P含量增多。人们无意识的排放和雨水的冲刷，使大量的有机质和N、P等物质流入湖泊等水体，如果不加以处理利用，常常会引起富营养化，给人们的身体健康带来不利影响。1.4治理意义生活污水是人们在日常生活中排出的废水，由于生活污水中含有多种有机物及病菌、虫卵，如果不经处理直接排放到水体中，污染有机物分解腐烂，使水体中溶解氧消耗殆尽，发黑变臭。因此，城市生活污水应送入污水处理厂处理，达标后才能排放到水体。农村生活污水以往都是作为农田肥料来使用的，生活污水中的有机物在农田中被农作物吸收，转化为农作物的营养物质，很少流失到水体中去，因此，对环境影响不大。但随着我国经济社会的快速发展，农民经济收入的不断提高，农民的生活方式也发生了巨大的变化，随着自来水的普及，卫生洁具、洗衣机、沐浴设施等走进平常百姓家。农村的人均日用水量和生活污水排放量急增，产生了大量生活污水；其肥效亦大大降低，又因卫生要求，很难用作农肥了，同时由于化肥的大量使用，减少了传统的农家肥的使用。造成农村生活污水失去了消化途径，使近年来农村生活污水的无序排放，成为农村环境的重要污染源，造成农村河道水体变黑发臭、鱼虾绝迹、蚊蝇孳生。生活污水中病菌虫卵引起疾病传播，使群众的身体健康受到极大的影响。2农村生活污水处理技术的选择 2.1污水处理技术路线  农村污水处理技术的选择要量力而行，充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况，处理工艺的选择不能盲目攀比，不能一味地选择时髦先进、处理效果好、自动化控制水平很高的处理工艺，而着重应该考虑选用既成熟可靠，又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。建议污水处理技术的选择优先达到两个目标：一是达标排放或回用；二是注重经济适用，运行成本低，管理维护简单。 目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多，名称也多种多样，但从工艺原理上通常可归为两类：第一类是自然处理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理，又称为生态处理系统，常用的有：人工湿地处理系统、地下土壤渗滤净化系统等；第二类是生物处理系统，又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是通过动力给污水充氧，培养微生物菌种，利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷，常用的有：普通活性污泥法、AO法、生物转盘和SBR法等。厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质，常用的有：厌氧接触法、厌氧滤池、UASB升流式厌氧污泥床等。2.2人工湿地处理系统 1 人工湿地简介“湿地”泛指暂时或长期覆盖水深不超过 2 米的低洼地、及低潮时水深不超过 6 米的沿海地区，包括各种咸水、淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且还在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀动物资源以及涵养水源、补充地下水等方面起到重要作用，享有“地球之肾”的美誉。 根据湿地形成的条件可把湿地分为自然湿地和人工湿地。自然湿地即在自然状态下形成的，如上述所说的湿地。而人工湿地是科学家受天然湿地净化功能的启发而发明的一项技术。人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地按水流方式可分为潜流湿地和漫流湿地。潜流湿地是在填料床表层面上栽种耐水、且根系发达的植物，污水经格栅池、沉淀池预处理后进入湿地床，以潜流方式流过滤料，污水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤，和被微生物与植物根营养吸收、分解使污水获得净化。漫流湿地（又称自由水面湿地）是污水进入湿地后，在湿地表面维持一定厚度水层，水流呈推流前进，形成一层地表水流，并从地表出流。污水中有机物经沉淀，根系拦截，吸附，吸收，分解而获净化的。按水流方向可将人工湿地又分为水平流湿地床和垂直流湿地床。垂直流湿地床的水流通过导流管或导流墙的引导，在湿地床内上下流动，多个垂直流湿地床串联起来称之多级垂直流湿地。水平流湿地床的水流是按一定方向水平流动。在实际过程中有时将垂直流湿地床与水平流湿地床组合起来使用，这种湿地床称之组合式湿地床。垂直流湿地床较水平流湿地床负荷高。 有条件的村庄，应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等，建设人工湿地处理系统。  污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统，自然湿地就是自然的沼泽地，人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理，使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上，利用植物根系的吸收和微生物的作用，并经过多层过滤，来达到降解污染、净化水质的目的，它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系， 以及介质所具有的物理、化学特性，将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。2 工艺流程：粗格栅细格栅强化酸化水解池（设弹性填料）人工湿地。或格栅格网沉淀调节池（提升）人工湿地氧化塘水体。3 湿地处理系统工艺的优缺点：设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强，能耐受冲击负荷，净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大，易受气候影响，表面径流的臭味比较大。2.3地下土壤渗滤净化系统  1 地下土壤渗滤净化系统简介分散的几户或十几户人家适合采用地下土壤渗滤净化系统。  地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理，予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模污水净化工艺技术，是将污水有控制地投配到经一定构造、距地面约50 cm深和具有良好扩散性能的土层中。投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层，在土壤毛管作用下向附近土层中扩散。表层土壤中有大量微生物，作物根区处于好氧状态，污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。所以地下渗滤的处理过程非常类似于污水慢速渗滤处理过程。2 地下土壤渗滤净化系统的优缺点由于负荷低，停留时间长，水质净化效果非常好，而且稳定。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单，基建投资少，运行费用低。整个处理装置放在地下，不损害景观，不产生臭气。  2.4好氧生物处理系统  1 好氧生物处理系统简介好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多，各有优缺点，选择时要根据实际情况仔细论证和比选，注重经济适用。  生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物，通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。如SBR法，集曝气、沉淀、排水功能于一体，不断地转换，省去了传统的污泥回流设备，大大降低了建设费用；A20法具有脱氮、除磷功能，还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。2 好氧生物处理系统 的优缺点：生物处理法和自然处理系统比较， 占地面积小，抗气候等外界影响的能力强，建设的地点选择范围大，处理稳定，处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。2.5厌氧生物处理系统  1厌氧生物处理系统简介：我国从上个世纪80年代开始开展生活污水厌氧生物法的开发和研制工作，许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用。如无动力地埋式生活污水处理装置采用无动力厌氧生物膜技术。2 厌氧生物处理系统优缺点：它的优缺点是：工艺流程简单，不耗能，全部埋于地下，也无需专人管理。与好氧生物处理相比，无动力地埋式生活污水处理装置技术设备的基建投资略高于好氧处理，无日常运行费用的支出。  厌氧生物法目前技术上还存在一些问题，主要表现在生物处理效率较低，尤其表现为氮磷去除率很低，在一定程度上限制了其应用。  2.6生活污水净化池沼气1 生活污水净化池沼气简介生活污水净化沼气池是采用厌氧发酵技术和兼性生物过滤技术相结合的方法，在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成CH4、CO2和水，达到净化处理生活污水的目的。2 处理工艺：生活污水 格栅池 前处理区一级厌氧发酵、二级厌氧发酵（膜） 后处理区（兼性生物滤池） 排放3 生活污水净化池沼气优缺点它的优点是：不消耗动力、运行稳定、收能源（沼气），建在绿化或菜地下，不占地，投资较少。管理简便、剩余污泥少、还能回。2.7高效生物化粪池（SW型生活污水自净装置）1 高效生物化粪池简介高效生物化粪池是在普通化粪池上加以改造形成的，在城郊结合部城市污水管网未覆盖到的居住区可采用。其处理工艺也是利用厌氧微生物对有机质发酵、分解作用，达到污水的净化。 2 工艺流程为：污水 调节沉淀池 栅滤 多级厌氧 接触生化 二多级厌氧 次接触生化滤清 出水3 高效生物化粪池优缺点它的优点是：安装施工方便、快捷。建在绿化底下，不耗能。缺点是：停留时间较长，不定期清掏污泥，造价稍高。 2.8处理技术的比较总结 实践证明，以上方法都能很好的解决农村生活污水治理的问题，但在运用中要考虑到建设与运行成本等费用，要根据实际情况加以选择。上述几种小型生活污水净化处理装置，既有各自的优点，同时也存在不少问题。如何选择一种处理效果好、造价低、运行管理方便的处理技术，是解决目前农村生活污水处理问题的关键。纵观以上几种处理工艺，其中生活污水净化沼气处理工艺和人工湿地生活污水处理工艺这两项技术，优点比较明显，技术也比较成熟。生活污水净化沼气池，前处理厌氧发酵比较充分，有机物的去除效率也比较高，后处理兼性滤池的生物过滤效果也很明显。其主要问题是对悬浮物、氨氮和磷的去除效果差一些。而人工湿地的缺陷是进水要求比较高，必须有前处理先去除生活污水中大颗粒杂质，避免引起湿地滤料的堵塞，而人工湿地去除氨氮和磷的效果却非常好。通过填料粒径级配合理调整，滤清出水，悬浮物定能达标。这两项技术在处理生活污水方面恰好能取长补短，如果将它们有机地结合起来处理效果非常好。经专家近一年调查、分析、评估，提出了厌氧发酵人工湿地生活污水处理技术。所以要因地制宜改造：旧村庄扩建中，原有化粪池尽可能利用，可直接建二级厌氧发酵池与人工湿地床；相对集中几户合建一组厌氧发酵池+人工湿地床，或者分建一级厌氧发酵池，二级厌氧发酵池与人工湿地床集中异地建；附近有养殖场，建净化沼气池，亦可将生活污水引入合并处理。2.9厌氧发酵（沼气）人工湿地1 厌氧发酵（沼气）人工湿地简介厌氧发酵池与人工湿地床合建或分建：在居住区绿化面积大，又适宜布置人工湿地，则将一、二级厌氧发酵池与人工湿地床合建，选用观赏植物，使人工湿地成为居住区一景；如居住区绿化地小，不宜布置人工湿地，可将一级厌氧发酵池建在住户宅旁，二级厌氧发酵池与人工湿地建在居住区附近洼地、荒地上。可在人工湿地床上选栽经济性水生植物。这里要强调的，一级厌氧发酵池要尽量建在住户宅附近，这样泥砂和悬浮物被截留下，排水管道不易堵塞，管坡可降低，管径可小点。2 厌氧发酵（沼气）人工湿地生活污水处理的优点：(1)不需要建居住区外的排水管道，投资省。(2)厌氧发酵池+人工湿地，可以分建或合建，可利用河塘边坡、绿化地，不占或少占良地。(3)在污水净化过程中还能回收能源沼气，各地实践结果，12户产生的沼气可供一户用。厌氧发酵后的残留物沼渣每年清掏一次，它是一种优质的有机肥，可作农肥和集中居住小区绿化的肥料，不存在剩余污泥处理问题。(4)人工湿地可与小区绿化有机结合，栽种观赏植物，成为小区的一个景观，可谓一举多得。(5)人工湿地净化出水水质优于城镇污水处理厂污染物排放控制标准的二级标准。可直接排入到环境水体，也可作小区景观水体的补充水，或用来农灌、浇花草。在水资源缺泛地区是一种水资源循环利用的有效措施。(6)污水处理过程中地形允许，可利用污水排放的水位差势能，无须动力提升，故无运行能耗，只需少量定期维护管理的人工费，如果考虑到沼气的回收，还有一定的收益。若排放水体水位高，则需架设水泵排水，付少量运行费。(7) 有不少地方采用土工膜或三灰土夯实方法作人工湿地床防渗漏，造价尚可降低。但厌氧发酵（沼气）人工湿地处理技术，也有一定的缺陷，如一次性投资稍高，占地稍多（每吨水占地约1.72 m2），冬季净化效果有一定影响等。综合多种因素分析，它是新农村建设中污水治理较佳的方案。3工艺设计与计算3.1生活污水排放量的确定居住区有100住户，平均每户3人，总人数300人，每天用水量110L/人·日，生活污水排放量以用水量的85计算。即；生活污水量=总人口数×生活用水量×系数=100×3×110×0.85=84150Ld3.2工艺流程与说明3.2.1工艺流程为 杂物定期清运三角堰集水井格栅池居住户生活污水沼气收集二级厌氧发酵池一级厌氧发酵池多孔管提升泵污泥浓缩 运出排水人工湿地床图1 工艺流程图3.2.2工艺流程说明 生活污水由排水系统收集后，进入污水处理站的格栅井，通过格栅，去除颗粒杂物后，进入集水井，进行均质均量，集水井中设置与曝气系统，再经液位控制仪传递信号，由提升泵送至一级、二级厌氧发酵池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，然后入流人工湿地，在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，出水进行固液分离后，达标外排。由格栅截留下的杂物定期人工清理装入小车倾倒垃圾场，一部分污泥回流至一级、二级厌氧发酵池，另一部分污泥至污泥池进行污泥浓缩后定期抽吸外运，污泥池上清液回流至集水井再处理。3.2.3高程布置1 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高，通过计算各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。2 污水处理工程高程布置的一般原则：1.选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地。以保证在任何情况下处理系统都能够正常运行。2.计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量。3 高程布置的具体原则参见相关资料：(1) 构筑物水头损失参考相关资料，(2) 水头损失计算及高程布置参见给水排水手册，(3) 高程布置图横向比为1：200，纵向比1：100。3.3主要构筑物计算3.3.1粗、细自动格栅1 设计参数：设计流量QMAX=84.2m3/d。栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=10mm，格栅间隙d=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60°,进水渠展开角1=20 °计算草图如下：图2 格栅计算草图2 设置目的：污水首先通过粗、细自动格栅再进入集水井，粗格栅栅距为20mm,主要去除较大杂质，细格栅栅距3mm，主要去除较小杂质。格栅位于格栅池内，格栅池内再备有一套人工水力格栅。当自动格栅需要维修时使用人工格栅，人工格栅间距为15mm。3.3.2格栅池1 格栅池停留时间60分钟，有效容积V1为：V1=0.28 m3 （3-1）2 设置目的： 在生活污水进入沉砂调节池前设置一道人工格栅，用以去除生活污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及漂浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。格栅井设置钢筋砼结构，粗细格栅采用一道人工格栅，人工清理装入杂物箱内定期清运。设置人工格栅，具有结构简单，操作强度低的特点。格栅池是为了安置自动粗细格栅和人工水力格栅。生活污水通过格栅后流入厌氧发酵池。3.3.3集水井基本参数集水井设计规模为84.2m3/d，按水力停留时间HRT为1.5h计，集水井容积应为4.46 m3，考虑到集水井进水口应高于地面2050cm，集水井初步设计为L×B×H=3m×2m×1m。3.3.4泵参数1设置参数流量80.6m3/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。2设置目的：设置潜污泵，经均量，均质的污水提升至后级处理。3设计特点：潜污泵设计自动耦合装置并带液位控制，且采用无堵塞撕裂杂物泵。潜污泵采用无堵塞潜水泵。该泵配有粉碎、撕裂、切断机构，且机泵同轴结构紧凑，效率高，安装维护方便，运行经济，适应性强。该潜水泵因配有自动耦合装置，具有安装快捷，检测、维修方面等优点。3.3.5厌氧发酵池1 设计参数由池顶、池底和池体三部分组成；图3 厌氧发酵池草图确定厌氧发酵池有效容积后，既可计算消化池的构造尺寸，其一般要求：(1)圆柱形池体的直径一般为635m；(2)柱体高径之比为1：2；(3)池总高与直径之比为0.81.0；(4)池底坡度一般为0.08；(5)池顶部的集气罩，高度和直径相同，一般为2.0m；(6)池顶至少设两个直径为0.7m的人孔。2 发酵池有效容积计算(1)为确保厌氧发酵充分，一级厌氧发酵池设计的水力停留按26小时计算，二级厌氧发酵池（生物挂膜）设计的水力停留时间按24小时计算。(2)厌氧发酵部分的容积计算参照苏S03-2004生活污水净化沼气池标准图集所列公式计算。(3)二级厌氧发酵池挂膜填料计算V填= V2×50% （3-2）式中：V填 填料体积（m3）；V2 二级厌氧发酵池有效容积（m3）。(4)一级厌氧发酵池V27.60 m3 （3-3）(5)二级厌氧发酵池V37.02 m3 （3-4）二级厌氧发酵池内挂膜填料体积WV2×5010m3×505.0m3 （3-5）施工竣工容积均为12m33.3.6污泥池1 设计参数 浓缩污泥容积V48.20m3 （3-6）浓缩污泥按65和35分配给一、二级厌氧发酵池，则它们实际容积为：一级厌氧发酵池 VI7.608.20×6513.0m3 （3-7）二级厌氧发酵池 VII7.02+8.20×3510.0m3 （3-8）2 设置目的： 二沉池排泥定时排入污泥池，进行污泥浓缩和好氧消化，污泥上清液回流排入沉砂调节池再处理，剩余污泥定期抽吸外运。3 设计特点：该池设计为钢砼结构，内置污泥消化系统。3.3.7人工湿地1 湿地表面积的预计As=(Q×（lnColnCe）)/(Kt×d×n) （3-9） 其中As为湿地面积（m2）    Q为流量（m3/d），    Co为进水BOD（mg/l），    Ce为出水BOD（mg/l），    Kt为与温度相关的速率常数，Kt1.014×（1.06）（T20），T假定为25，则Kt=1.357。    d为介质床的深度，一般从60200cm不等，大都取100150cm，项目取120cm。    n为介质的孔隙度，一般从1040不等。表3.1 人工湿地面积计算表孔隙度10203040湿地面积（m2）70701353512356717675   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%，图4 人工湿地草图2 人工湿地床有效面积（F）计算：有效面积： F = Q/0.6(或0.5) （3-10）式中：F 湿地床有效面积（m2）；Q 污水排放量，m3/日；0.6(或0.5)潜流湿地床面积负荷为0.50.6m3/m2·日。径流时间：人工湿地床内污水径流时间不小于26小时，可作为有效面积校核。 一、二级厌氧发酵与人工湿地污水处理过程总的水力停留时间为7680小时。其有效容积和有效面积可查表确定。即 L0.6 m3 /m2·日F11.7 m212 m2 （3-11）采用垂直流湿地床，为五级串联式，其平面尺寸：2 m×6 m（2×1.2）×512 m2湿地床结构套用生活污水净化沼气池（苏SO32004）后处理区（生物池）结构图，因无盖板，四周壁厚改为24cm，分隔墙厚为12cm，第一级湿地床由二级厌氧发酵池送至底部布水的引水渠24cm，则人工湿地床实际占地尺寸与面积为7.32×2.4818.16 m23人工湿地填料人工湿地一级床填料有效高度80 cm ，表层铺设3 cm 石屑或煤屑。一级湿地床填料粒径1040mm，厚度80cm3cm二级湿地床填料粒径1030mm，厚度78cm3cm三级湿地床填料粒径720mm，厚度76cm3cm四级湿地床填料粒径515mm，厚度74cm3cm五级湿地床填料粒径13mm，厚度72cm3cm一、二、三、四级湿地床填料材质为石灰石或建筑碎石、碎砖，五级湿地床填料材质为砂。每一级湿地床潜流水水位较前一级湿地床低2cm，则湿地床有效容积：V=12m2×（0.800.760.740.72）÷512m2×0.76m9.12m3 （3-12）净化水在人工湿地床径流总时间t9.12m3/7.04 m3/日1.32日（×24小时/日31.2小时）4 人工湿地床布水方法：如第一级由床底部上向流，则采用隔墙花格孔布水。如第一级湿地床采用下向流，则采用布水堰方法。不管采用何种方法，在花格孔与布水堰布水面的10cm断面铺设30-40mm砾石或碎石使水均匀流向湿地床断面。最后一级湿地床出水由齿槽（塑料板制）汇水，经DN200mm塑料管排放。5 人工湿地床填料表层面与地面高差估为70cm，则人工湿地床总容积V总（6+0.12×5+0.24）×2×1.56.84×2×1.520.52m3 （3-13）若选栽香根草，则填料表层面上可填满煤屑或土香根草栽在煤屑或土层上，无须护栏。6 一二级厌氧发酵池进水一侧底板留集泥斗，上盖预埋150mm，作为清渣器进出口，平时UPVC管上端用堵（或盖）头拧紧。7 一二级厌氧发酵池盖上预安装沼气输送管，管径10mm塑料管。8 人工湿地床植物栽种：因分设在居住区绿化地上，故选栽美人蕉、水竹、蕨草，每平方米栽种810穴，每穴栽水竹、蕨草23株，美人蕉12株。若选栽香根草，则前述草不采用，香根草棵距