新红村人工湿地设计方案(18页).doc

-新红村人工湿地设计方案-第 13 页文件编号：HNLS-20150822 文件类别：污水类方案三亚市吉阳镇新红村270吨/天人工湿地污水处理工程(第一版)设计方案海南蓝深环保科技有限公司2015年08月目 录目 录I1、项目概况11.1项目概况11.2设计依据11.3设计进出水水质11.3.1设计水量11.3.2设计原水水质22、污染物分析及处理工艺的选择32.1排水污染物分析31.3设计原则31.4处理工艺选择31.4.1几种常用污水二级处理工艺比较31.4.2人工湿地处理污水的优点41.4.3人工湿地的类型51.4.4人工湿地对污染物的去除51.4.5处理工艺的确定63、工艺设计73.1污水处理工艺流程框图73.2污水处理工艺流程说明73、工艺设计83.1格栅池83.2沉砂池83.3过滤池83.4复合垂直流人工湿地93.5排放水池93.6控制系统94、主要构筑物及材料汇总表105、污水处理装置环保、安全设计115.1污水处理厂环境保护设计115.1.1污水处理装置污染源分析115.1.2防治污染源污染的措施115.2人工湿地安全设计115.2.1人工湿地的主要危害因素125.2.2安全卫生防范措施126、售后服务13投资概算141、项目概况1.1项目概况1.2设计依据1) 中华人民共和国环境保护法2) 中华人民共和国水污染防治法3) 污水综合排放标准GB8978-19964) 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-20025) 人工湿地污水处理工程技术规范HJ 2005-20106) 室外排水设计规范GB50014-20067) 砌体结构设计规范GB50003-20018) 混凝土结构设计规范GB50010-20029) 建筑地基基础设计规范GB50007-200210) 给水排水工程构筑物设计规范GB50069-200211) 供配电系统设计规范GB50052-9512) 低压配电设计规范GB50054-9513) 三废处理工程技术手册污水卷14) 水处理工程师手册1.3设计进出水水质1.3.1设计水量本项目日设计处理量为270T/D，因为生活污水变化系数较大，设计预处理系统小时处理量为23T/H；人工湿地每天运行24小时小时，平均处理量约为11.3T/H。1.3.2设计原水水质根据城镇污水的资料及参考类似工程的资料，确定污水处理的进水水质，进水水质参数如下表：名 称CODCr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）设计进水水质30015025150根据项目所处的地理位置，根据环保的要求，设计人工湿地的出水执行潜水综合排放标准（GB8979-1996）表4中的一级排放标准，出水水质见下表：名 称CODCr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）设计出水水质1002015702、污染物分析及处理工艺的选择2.1排水污染物分析本处理项目主要处理经化粪池处理后的农村生活污水，水中污染主要是有机物及N、P等。进水BOD/ COD=0.50.35，污水容易生化处理，且出水需达到污水综合排放一级标准，宜选用二级生化处理工艺。1.3设计原则对污水中污染物进行分析比较，结合要求达到的处理后排放水水质标准，提出技术先进、工艺可靠、经济合理的工艺方案。 污水处理工艺力求达到节能、低耗，且技术先进、操作简便，占地面积少，施工方便，投资省。 以环保法规和有关规范、标准为依据，确保污水处理后达标排放。1.4处理工艺选择1.4.1几种常用污水二级处理工艺比较项 目氧化沟法接触氧化法人工湿地法基建投资大×大较小运行费用高较低低抗负荷变化能力抗水质、水质变化能力强抗水质、水质变化能力强强环境影响噪声小、有臭味无噪音，无异味无噪音，无异味污泥膨胀情况有污泥膨胀，调整简单无污泥膨胀无污泥膨胀污泥回流100%，动力大×不需要不需要能耗较大小小占地面积大×小较大操作管理简单简单简单BOD去除率90%以上93%以上90%以上气温、水温影响较小小较大综合评价注：×为差；为一般；为良好；为优良。由上表可以看出采用人工湿地工艺具有投资少、能耗低、运行费用低、抗冲击负荷能力强、出水水质稳定等优点。结合我们的实际工程经验，本污水处理工艺选用人工湿地工艺。1.4.2人工湿地处理污水的优点概括地讲，人工湿地处理污水主要有如下几个优点：高效人工湿地系统的显著特点之一就是其对污染物有较强的降解能力，它对污水中的COD、BOD、SS、N、P都有很好的去除效果。有研究表明，对某些进水浓度较高的废水，人工湿地对BOD5与COD的去除率仍可分别达到90左右。人工湿地对氮和磷的去除率可分别达到60和90以上，而城市二级污水处理厂对氮和磷的去除效率仅有2040。且人工湿地对负荷的变化有着极强的适应力，当污染物的有机负荷和水力负荷在一定范围内波动时，人工湿地都有很好的适应性。经济尽管不同的人工湿地系统因地而异，差异较大，但总体来看，湿地系统的基建和运行费用一般仅为传统二级处理厂的l/10至l/2。对我国己建成或正在兴建的人工湿地系统进行分析，可看出人工湿地的投资远低于常规二级污水处理设施。且由于人工湿地基本上无机电设备，故其能耗极低，维护方便，不需专业的技术人才管理整个系统的运转，因此节约了大批运行费用和人工费用。美观人工湿地作为一种“自然”的处理技术，在其具有显著的生态环境效益的同时，也有着较强的观赏性，它可以与大都市风景园林建设相结合，建设集观赏、娱乐和污水处理厂于一体的旅游景点，而且对充分利用和节约淡水资源有着更深层次的意义。目前国内已有这方面的成功应用。自然条件下的生物处理法不但费用低廉、运用管理简便，而且对难生化降解有机物、氮磷营养物和细菌的去除率略高于常规二级处理，达到部分三级处理的效果，而其基建费用和处理成本只分别为二级处理厂的1/5至l/3和1/20至1/lO。此外，在一定条件下，自然处理法还可获得除害兴利、一举两得的效果。所以，近十多年来，这类古老的废水处理技术又恢复了生机，并在国内外得到迅速发展。1.4.3人工湿地的类型人工湿地是在一定长、宽比及地面坡度的洼地中, 由土壤和基质填料混合组成填料床, 污水在床体的填料缝隙或床体的表面流动, 并在床的表面种植水生植物, 形成一个独特的“土壤植物微生物”生态系统。按照系统中水流方式差异,通常分为表面流人工湿地( FWS) 、水平潜流人工湿地(HSF) 和垂直流人工湿地(VSF) 三种主要类型。1.4.4人工湿地对污染物的去除人工湿地对SS的去除污水中可沉降的SS主要依靠湿地系统中物理沉降作用去除。由于湿地中水的流动极其缓慢，水浅，加上植物茎杆的阻挡作用，ss在进水口几米内能有效地去除。实验表明，所有的固体物在系统最初的20面积处得到去除。胶体状的SS主要依靠微生物的作用、填料渗滤作用去除。人工湿地对有机物的去除人工湿地对有机物有着较强的降解能力，污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留而被微生物利用，而污水中的可溶有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除，因此湿地床对有机物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果。反应过程中主要氧源来自水面复氧和植物向根区的过量氧传导。湿地系统对BOD的去除可达80以上。人工湿地对氮的去除氮是植物生长不可缺少的一种元素，污水中的无机氮通常包括NH3N和NO3N，它们均可以被湿地中植物吸收。合成植物蛋白质，最终通过植物的收割从湿地中得到去除。另外，人工湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中的氮；但是，湿地系统中氮的去除是主要的还是通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用。人工湿地中种植的水生物植物的重要功能之一就是将氧气从上部输送至植物根部，从而在植物根区附近形成一个好氧环境，而随着离根系距离的逐渐增大，湿地中依次出现缺氧、厌氧状态。这样的条件有利于硝化菌和反硝化菌的生长。为硝化反应和反硝化反应的进行提供条件。人工湿地对磷的去除污水中磷的存在形态取决于污水中磷的类型。最常见的有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐等。人工湿地对磷的却除是通过植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收过滤等几方面的作用共同完成的。磷和氮一样，都是植物的必需元素，污水中的无机磷在植物的吸收和同化作用下被合成ATP等有机成分，通过收割而从系统中去除。微生物对磷的去除作用包括微生物对磷的正常吸收和过量积累，湿地中某些细菌种类因从污水中吸收超过其生长所需的磷，而微生物细胞的内含物储存过量积累，可通过对湿地床的定期更换而将其从系统中去除。1.4.5处理工艺的确定综上所述，本项目处理工艺采用复合垂直流人工湿地。复合垂直流人工湿地即由池串联而成，依污水水流方向分别为下行流、上行流运行方式，充分利用湿地去除污染物的机制，去除污染物更完全、更彻底。3、工艺设计3.1污水处理工艺流程框图格栅井复合垂直流人工湿地达标排放污 水沉砂池过滤池3.2污水处理工艺流程说明高效垂直流人工湿地系统水质净化技术的基本原理是：在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，利用所建设施的高程差异，让污水流经湿地系统，使得其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，进而让水质得到净化。农村生活污水经格栅井去除污水中的生活垃圾和大颗粒物质后流入沉砂池，为防止人工湿地堵塞，沉砂池将生活污水中的砂子及淤泥去除后通过配水管流入人工湿地处理处理池。污水经人工湿地处理，达标排放。3、工艺设计3.1格栅池用于去除原污水中悬浮物及大颗粒杂物，防止管路堵塞，保护后续处理的正常运行。Ø 设计参数：格栅宽度B=0.5m，栅条间隙b=5mm。Ø 结构和数量：新建1座，采用砖混结构建造。Ø 尺寸：L×B×H=2.0m×0.8m×1.2mØ 主要设备：人工格栅1台,5目筛网1台。 3.2沉砂池利用自然沉降作用，去除液体中砂粒或其他比重较大颗粒，防止流入人工湿地导致堵塞。Ø 设计参数：水力停留时间：4.8min。Ø 结构和数量：新建1座，采用砖混结构建造。Ø 尺寸：L×B×H=2.0m×2.0m×1.7m3.3过滤池利用过滤，去除液体中砂粒或其他比重较大颗粒，防止流入人工湿地导致堵塞。Ø 结构和数量：新建1座，采用砖混结构建造。Ø 尺寸：L×B×H=2.0m×2.0m×1.7m3.4复合垂直流人工湿地在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，利用所建设施的高程差异，让污水流经湿地系统，使得其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，进而让水质得到净化。去除污水中的有机物及N、P。 Ø 设计参数：填料孔隙率30%；深度：1.6m；坡度：O.52；水力负荷：0.25 m3/m2/d；水力停留时间：2天。 Ø 结构和数量：新建人工湿地1座，分为两个系列，钢砼结构。Ø 尺寸：L×B×H= 40.75m×35.75m×2.1mØ 主要材料：填料、管材若干，水池作防渗处理；湿地植物为芦苇、风车草、茭白、浮萍、睡莲、金鱼藻等。3.5排放水池Ø 功能：暂时贮存系统出水。Ø 设计参数：可根据实际情况稍微增加人工修饰。Ø 面积：1m2，可根据实际情况调整；平均深度：1m，根据实际情况调整；Ø 结构和数量：l座，采用砖混结构建造。Ø 尺寸：L×B×H=2.0m×1.0m×1.8m，可据现场情况调整。3.6控制系统本处理系统无任何的提升及供氧设备，完全利用地形，污水自动流入流出本系统，充氧采用无能耗跌水充氧；因此本项目运行期间，无任何的动力设备，也无需耗电，也无需人为控制其运行，建成后可实现无人看守。4、主要构筑物及材料汇总表序号名称规格参数单位数量材质1格栅池2.0m×0.8m×1.2m座1砖砌2沉砂池2.0m×2.0m×1.7m座1砖砌3过滤池2.0m×2.0m×1.7m座1砖砌4复合垂直流人工湿地40.0m×25.0m×2.1m座2钢砼5土工膜600g/m2m21880HDPE6排放水池2.0m×1.0m×1.8m座1砖砌内贴瓷砖7人工格栅B=800mm,H=1700mm 间隙5mm台1不锈钢85目筛网B=800mm,H=1700mm 台1不锈钢9过滤池滤料粒径20mm砾石2.4砾石10人工湿地配水集水主管De110m1280PVC11人工湿地配水集水主管De200m70PVC12110-200PVC异径三通110-200个32PVC13110PVC管帽110PVC个64PVC14人工湿地底层砾石粒径1020mmm3840/15人工湿地中间层砾石粒径510mmm3980/16人工湿地土壤层石英砂粒径25mmm3420/17挺水植物芦苇、风车草、茭白等株11200/18浮沉植物浮萍、睡莲、金鱼藻等株2800/5、污水处理装置环保、安全设计5.1污水处理厂环境保护设计5.1.1污水处理装置污染源分析该污水处理装置主要污染源为固体废弃物污染，噪声源和恶臭等。(1)固体废弃物污染污水处理装置的固体废弃物主要来自污水处理过程中产生的栅渣。(2)噪声污染该污水处理装置为无动力运行，无设备，不会产生噪声。(3)臭味污染污水处理装置产生臭味的构筑物主要为格栅。5.1.2防治污染源污染的措施 为了减少对周围环境的影响，本工程拟采取以下措施：(1)防止固体废弃物污染的措施：污水处理装置规模较小，栅渣量极少，采用容器收集后定期外运处置。(2)防止噪声污染的措施：本污水处理站采用无动力运行，基本无噪声。(3)防止臭味污染的措施：就本处理装置而言，格栅池和水解酸化池均封闭，无臭味逸出，经过人工湿地处理后的出水水质清澈透明，无味道，而且周围可采用绿化隔离带，进一步美化工作环境。5.2人工湿地安全设计5.2.1人工湿地的主要危害因素本项目的主要危害因素主要包括暑热、雷击、暴雨、触电事故等因素。5.2.2安全卫生防范措施 l、防雷：本装置无建筑物，不存在雷击隐患。2、防暑：本装置基本无需专人看管，天气炎热时，兼职人员可不到现场。3、合理利用风向：设计中将建筑物避开主导风向布置，较小不利影响。4、防火防爆：无设备、无动力，不存在火灾或爆炸等安全隐患。6、售后服务污水处理装置竣工后我方提供详细操作手册，并免费培训污水处理装置的管理及操作人员。污水处理装置竣工后我方为设备正常运行提供一年免费保修期，免费保修期内及时排除各种设备故障。免费保修期后，我方承诺长期维修。在保修期内，在污水处理装置操作管理人员不能排除故障情况下，应及时通知我方，我方在接到通知之时起3天内到达现场进行处理。在免费保修期内，我方每季定期回访一次，协助污水处理装置操作管理人员做好污水处理工程管理工作。 投资概算本项目总投资详见报价书，包括平面布置图建筑范围线内的土建、工艺设备管道、给排水的设计、施工、供货、安装、调试工作内容；各对外接口均在平面布置图建筑范围线上对接，线外由业主负责，线内由我方负责。