（完整版）2023年最新版川渝地区某乡镇污水处理站及人工湿地初步设计报告.doc

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1、 IV 目 录目 录II第一章 概述11.1工程概况11.2编制依据及主要设计资料11.2.1 编制依据11.2.2 主要设计资料21.3 编制原则21.4编制范围31.5采用的主要规范和标准31.5.1法规文件31.5.2采用的主要标准、规范31.6工程建设的自然环境51.6.1 地理位置51.6.2 气候条件51.6.3 自然资源51.6.4社会经济状况61.7城镇排水现状6第二章 水量、水质设计72.1排水量预测72.1.1工程规划年限72.1.2工程服务范围72.1.3近期用水量预测72.1.4近期污水量预测72.2设计处理规模82.3设计水质及处理程度82.3.1进水水质82.3.2

2、尾水排放水体及出水水质82.3.3污水处理程度9第三章 厂址选择和建厂条件103.1厂址选择原则103.2厂址选择103.3水源113.4供电113.5道路交通11第四章 污水处理厂工艺方案124.1工艺选择的原则124.2污水处理工艺方案选择124.2.1进水特点及分析124.2.2污水处理工艺方案比选134.3污泥处理与处置工艺方案274.4出水消毒方案284.5出水排放型式28第五章 污水处理厂工程设计295.1 工艺流程295.2工艺流程说明295.2.1格栅沉砂池295.2.2调节池305.2.3 CASS池305.2.4污泥浓缩及脱水305.2.5人工湿地315.2.6出水池315

3、.3总平面布置设计315.3.1污水处理厂的总图布置原则315.3.2污水处理厂的总图布置315.4竖向高程设计325.4.1污水处理厂的高程布置设计原则325.4.2污水处理厂的高程布置325.5 厂区主要构筑物工艺设计参数335.5.1格栅沉砂池335.5.2 调节池345.5.3 CASS反应池355.5.4 垂直流人工湿地365.5.5 出水池375.5.6 污泥浓缩与脱水375.5.7 综合房375.5.8 各处理单元预期处理效果385.5.9主要设备及构筑物38第六章 给排水设计396.1 设计依据396.2 设计范围406.3 给水设计406.4 排水设计40第七章 建筑设计41

4、7.1设计依据417.2设计参数41第八章 结构设计428.1 结构设计概述428.2 工程地质428.3 抗震设计438.4 材料438.5 地基处理438.6单体结构说明44第九章 电气与自控设计469.1设计依据469.2设计范围469.3配电系统设计479.4低压设备的选择479.5线路敷设479.6防雷接地系统489.7电气节能499.8设备控制要求499.9通讯系统49第十章 配套工程5010.1 办公与生活设施5010.2 景观系统5010.3 给排水设施5010.4 供电与通讯设施5010.5 场内道路及运输50第十一章 劳动保护、安全卫生、消防及节能5111.1设计依据511

5、1.2劳动保护与安全5111.3消防5211.4节能53第十二章 环境保护5412.1主要污染源及污染物分析5412.2项目建设过程中环境影响的缓解措施5512.3项目建成后对环境影响的对策56第十三章 技术经济5713.1 劳动定员5713.2 投资概算5713.3 运行成本分析5813.4资金筹措6013.5效益分析60第十四章 工程运行与管理6114.1 运行原则6114.2 运行方式6114.3 湿地植物的选择及冬季处理效果的保证6114.4 湿地系统防堵塞设计6214.5 污水量变化较大时处理效果的保证措施63第十五章 结论与建议6415.1 结论6415.2 建议65 第一章 概述

6、1.1工程概况项目名称：XX市XX区XX镇污水处理厂工程项目建设地址：XX区XX镇建设性质：新建项目建设单位：XX市XX区水务局建设内容：XX市XX区XX镇污水处理厂工程建设规模：生活污水1000 m3/d出水标准：城市污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准。处理工艺：格栅、沉砂+调节池+CASS+垂直流人工湿地。投资：265万元。运行成本：0.49元/m3。建设用地面积：红线面积5884，一期用地2700。1.2编制依据及主要设计资料1.2.1 编制依据1、军屯镇XX镇污水处理厂工程招标文件；2、XX市XX区XX镇污水处理厂及配套管网工程可行性研究报告；3、招标方

7、提供的红线图4、XX区XX镇控制性详细规划（重庆京奥城市规划设计有限公司 2006.11）5、XX区XX镇控制性详细规划污水工程规划图（重庆京奥城市规划设计有限公司 2006.11）；6、XX市XX区污水体系规划（中国市政工程西南设计研究院 2008.12）；7、XX市XX区县域总体规划（2007-2020）（重庆大学城市规划与设计研究院 2008.11）1.2.2 主要设计资料(1) XXXX镇城区地形图（1：1000）(2) XX镇污水处理厂厂址地形图（1：1000）(3)XX镇现状人口及用水量统计数据（4）本工程招投标文件。1.3 编制原则(1) 符合国家、地方的法律、法规和标准的要求；

8、(2) 符合城市法定图则、总体规划、区域规划要求；(3) 环境工程措施与生态工程措施相结合的原则；(4) 治污与景观效果相结合的原则；(5) 优化各工程项目的建设与今后的运营管理，做到工程措施近、远期结合,建设与日常运营相结合。 1.4编制范围本工程初步设计的编制范围包括：(1) CASS工艺的设计；(2) 湿地处理系统，包括湿地进配水系统和底部汇水系统设计；(3) 污泥处理系统，包括浓缩池和脱水机房设计；(4) 配套的道路、景观、供水、供电和管理用房等设施的设计。1.5采用的主要规范和标准1.5.1法规文件中华人民共和国环境保护法(1989年12月)中华人民共和国水污染防治法(1984年5月

9、)中华人民共和国水污染防治法实施细则(1989年5月)建设项目环境保护管理办法(1986年3月)建设项目环境保护设计规范(1987年3月)污染物排放许可证管理暂行办法(1986年3月)污水处理设施环境保护、监督管理办法(1989年5月)饮用水水源保护区污染防治管理规定(1989年11月)中华人民共和国固体废物污染环境防治法1.5.2采用的主要标准、规范 室外排水设计规范 (GB50014-2006) 地表水环境质量标准(GB3838-2002) 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) 污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999) 城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3

10、025-93) 城市污水处理工程项目建设标准(修订)建标200177号 城市污水处理及污染防治技术政策建城2000124号 建筑给水排水设计规范(GB50015-2003) 室外给水设计规范 (GB50013-2006) 城市防洪工程设计规范(CJJ50-92) 泵站设计规范 (GB/T50265-97) 工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-95) 工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002) 建筑结构荷载设计规范(GB50009-2001) 给水排水工程构筑物设计规范(GB50069-2002) 混凝土结构设计规范 (GB50010-2002) 建筑抗震设计规范(GB50011-2001)

11、 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) 水工砼结构设计规范(SL/T191-96) 建筑设计防火规范 (GB50016-2006) 工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85) 地下工程防水技术规范(GB50108-2001) 10kV及以下变电所设计规范 (GB50053-94) 供配电系统设计规范(GB50052-95) 低压配电设计规范(GB50054-95) 电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-97) 建筑防雷设计规范（GB50057-1994(2000版)） 通用用电设备配电设计规范(GB50055-93) 电力装置的电测量仪表装置设计规范（JGJ/T1

12、6-92） 民用建筑电气设计规范（GB50057-94） 工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83） 市政公用工程设计文件编制深度规定(GB01)1.6工程建设的自然环境1.6.1 地理位置XX镇位于XX市区北部边缘,紧邻XX市绕城高速公路。南靠XX市成华区的龙潭乡、青龙乡，距市区仅6公里；北与泰兴镇相连，距XX城区12公里；东与石板滩相接；西与熊猫基地和三河镇相连，全镇幅员面积34平方公里。XX城镇位于镇域中部，北至编组站，西至兴建中的成青快速通道，南到绕城路，东到达成铁路，南北长约2.5公里，东西宽2.1公里。1.6.2 气候条件XX镇属亚热带季风气候，主要气候特点：气候温和、雨

13、量充沛、春早夏长。降水季节分布不均，6至9月为雨季，其余月份降水稀少。全年无霜期为279天。主导风向为北风。1.6.3 自然资源XX镇属亚热带季风气候，地下水资源丰富，水质优良，土地肥沃，物产丰富，是重要的商品粮、油、生猪生产基地，盛产鲜鱼，水果、蔬菜等，同时还是全区有名的生姜、大头菜基地。境内塘、库、堰多，可发展生态观光农业和各种高品质的水产养殖基地，总面积2000亩以上，尤其是狮子水库占地近200亩，距XX市熊猫基地仅1.5公里，极具名贵水产养殖及休闲观光农业和旅游业开发潜力。1.6.4社会经济状况XX镇境内塘、库、堰多，可发展生态观光农业和各种高品质的水产养殖基地，总面积2000亩以上，

14、尤其是狮子水库占地近200亩，距XX市熊猫基地仅1.5公里，极具名贵水产养殖及休闲观光农业和旅游业开发潜力，另有占地500余亩、蕴藏丰富页岩资源的黄牛山是创办新型建筑材料企业的理想之地。拥有农产品加工企业17户，其中，100万元以上的有12户。镇内龙腾科技示范园区占地260亩，主要栽种黄金梨、布郎李等经济作物。2005年完成工业增加值12800万元，农业增加值增长6.5，工商税收入库516万元，农民人均可支配收入4191元。1.7城镇排水现状镇区内现状排水管网系统不完善，仅部分新建的小区有排水管网。城区现状基本为雨污合流制管道，现状生活污水和生产废水未经处理就直接排入附近水体，严重影响本地及下

15、游地区居民生产生活，同时也对当地的旅游带来了不利影响。东风渠北支一支渠从规划片区经过，由于其地势普遍较高，仅部分地方可以用于排除地面雨水。为了顺畅排除规划片区内的雨、污水，并满足环境保护的要求，镇区迫切需要完善排水管网系统。 现状存在的主要问题：污水管网不成系统，达不到污水收集的目的；无任何污水处理设施，污水直接排入现状水体，造成水环境污十分严重；边沟形式的合流制排水，断面偏小，密封性差，堵塞严重，排水不畅易造成污水四溢和路面积水，环境卫生差。第二章 水量、水质设计2.1排水量预测2.1.1工程规划年限按照国家规范规定，工程近期宜采用510年，工程远期年限宜采用1020年，本工程拟以2015年

16、为工程设计近期，2020年为工程设计远期。2.1.2工程服务范围本工程的服务范围主要为XX区XX镇，根据业主提供相关资料，2008年底XX镇镇区总人口9000人，2020年规划人口为22000人 。采用内插法可以计算出XX镇镇区近期（2015）总人口为15159人。2.1.3近期用水量预测根据国家“三部委发布的（发改投资2004194号）文件”精神要求，人均日综合生活用水指标和万元工业产值耗水量指标应尽量取室外给水设计规范中的下限。根据建筑给排水设计规范普通住宅用水定额130-300(L/人d)。结合本工程的具体情况，确定单位人口综合用水量指标为160升/人日，则日综合生活用水量预测结果：15

17、1590.16= 2425m3/d。2.1.4近期污水量预测城镇污水处理厂收集的污水量一般以城镇用水量为基础进行预测，通常可采用如下办法推算：污水量=用水量污水折污系数污水收集率根据项目的具体情况取折污系数为0.85，同时考虑污水收集率取0.80，则污水量为：24250.850.80=1649 m3/d。2.2设计处理规模根据资金投资有限，并根据可研报告及招投标文件要求，确定本工程污水处理设计规模为1000m3/d。2.3设计水质及处理程度2.3.1进水水质根据可研报告、招标文件要求及相关工程经验，进出水水质设计如下：(1) 进水水质BOD5 130mg/lCODcr 250mg/lSS 15

18、0 mg/lTN 35 mg/lNH4-N 25 mg/lPO43-（以P计） 3mg/lPH 6.57.52.3.2尾水排放水体及出水水质根据招标文件，本工程处理后出水水质指标按城镇污水处理厂污染物排放标准(GBT18918-2002)一级A标准水质指标确定，本工程出水水质如下：BOD5 10mg/lCODcr 50 mg/lSS 10 mg/lNH4-N 5（8）mg/lTN 15mg/lPO43- （以P计） 0.5mg/lPH =6.09.0粪大肠菌群数（个/L） 1032.3.3污水处理程度根据设计进、出水水质，本工程污染物处理程度见表2-1。表2-1 进出水水质设计指标表 (mg/

19、L)项 目BOD5CODcrSSTN氨氮PO43P（以P计）进水（mg/L）13025015035253出水（mg/L）105010155（8）0.5去除率（%）92.38093.357.180%83.3第三章 厂址选择和建厂条件3.1厂址选择原则(1) 为满足保护环境卫生防护的要求，厂址与居民点规划区或公共建筑物群保持一定的卫生防护距离；(2) 厂址应位于集中取水水源下游，并应设在区域或工厂厂区及生活区的下游；(3) 在城镇夏季主导风向的下风向；(4) 有良好的工程地质条件；(5) 少拆迁、少占农田、有一定的卫生防护要求；(6) 便于污水、污泥的排放和利用；(7) 厂区地形不受水淹，有良好的

20、排水条件；(8) 有方便的交通、运输和水电条件。3.2厂址选择根据上述选址原则、参考XX市XX区县域污水（体系）规划，结合XX镇城市的水系、地形情况，依据可研报告并经现场踏勘，污水厂厂址选在XX镇城市东南侧。该场址地势平坦，挖填方少；靠近水体，排放顺畅；靠近道路，交通便利；地质情况较好，无滑坡塌方等不良地质现象；对周围环境影响较小，管网工程量较小及工程投资较低等优点。3.3水源 XX镇污水处理厂区内的生活和生产用水量约1-2m3/d，由镇区市政管网供给。3.4供电 XX镇区由附近供电站供电，电力供应满足城镇发展的需要。本工程供电电源由市政引入一路220/380V低压电源，备用电源使用移动式柴油

21、发电机组，常用功率为32kW，备用功率为40kW。3.5道路交通污水处理厂厂址距靠近已建城镇道路，交通便利。第四章 污水处理厂工艺方案4.1工艺选择的原则小城镇技术经济发展水平相对落后，污水处理厂应采用成熟可靠、经济适用的工艺技术。本工程进行工艺选择时遵循以下原则： 贯彻执行国家有关法规、规范和标准的规定，以及国家有关技术经济政策和行业发展方针，从我国的国情出发，针对小城镇的特点进行工艺选择。 与XX镇的经济技术发展水平相适应，工艺技术可靠，投资省，运行费用低，操作管理方便。 充分考虑各种污染物处理程度，确保处理后的污水达到排放标准。 污水处理工程中产生的栅渣污泥能够得到妥善处理，避免二次污染

22、。(6) 节约用地，尽量不占用城镇建设用地，充分考虑绿化。4.2污水处理工艺方案选择4.2.1进水特点及分析 污水成分及污染物浓度XX镇城镇污水基本为生活污水，污染物成分简单，水质相对比较稳定。从表2.1可见，进水中各种污染物浓度均较低。 水量特点受居民生活规律的影响，污水量波动大，尤其是昼夜流量变化大。通常在每天的早中晚出现三次水量高峰，其余时段水量很小。 污水的可生化性本工程进水水质的可生化性分析见表4.1。表4.1 XX镇污水处理厂进水水质特点项 目比 值BOD5/COD0.52BOD5/TN3.71BOD5/TP43.3根据XX镇污水处理的目标及预测的污水进、出水水质指标，污水处理工艺

23、主要以去除有机物、氨氮和磷为主。一般认为污水的BOD5/CODCr0.45时，其可生化性较好；BOD5/TN2.86可进行生物脱氮；BOD5/TP20可进行生物除磷，且比值越大，生物除磷效果越明显。从表4.1可见，XX镇污水处理厂的进水的可生化性较好，且满足生物脱氮除磷的要求，故本工程污水处理可采用生物脱氮除磷工艺。4.2.2污水处理工艺方案比选根据进出水水质分析，依据可研报告推荐工艺及招标文件要求，本工程处理工艺为CASS+湿地工艺。 （1）CASS(Cyclic Activated Sludge Technology) CASS反应器工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的

24、一种具有系统组成简单、运行灵活和可靠性好等优良特点的废水处理新工艺，尤其适合要求脱氮除磷处理的中小型城市污水处理厂。 CASS的整个工艺为一间歇式反应器，在此反应器中进行交替的曝气不曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。因此，它是SBR工艺及ICEAS工艺的一种最新变型。 与传统的间歇反应器不同，每个CASS 反应器至少由二个区域组成，即生物选择区和主反应区，但也可在主反应区前设置一兼氧区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一

25、步释放和强化反硝化作用。主反应区则是最终去除有机物的场所。 CASS工艺脱氮除磷的原理为：除磷是靠厌氧捕捉选择区(预反应区)和曝气反应区(主反应区)完成。硝化和反硝化在主反应区完成。从充水/曝气开始，溶解氧(DO)浓度从0mg/L逐渐增加到2.0mg/L的过程中，大约有50%的时间其DO接近于零，约30%时间DO在1mg/L左右，约20%时间DO在2mg/L左右。DO能否进入微生物絮体内，取决于絮体大小和活性污泥的耗氧速率。一般情况下，耗氧速度较快，当DO含量不高时，溶解氧很难进入絮体内部，这样在絮体内形成了微缺氧环境，而硝化产生的较多浓度梯度的NO3-N可进入絮体内部，使絮体内部发生反硝化作

26、用，使硝化/反硝化过程同时发生。无需专设缺氧区和内回流系统。 CASS工艺与传统SBR工艺的不同之处在于：(1)CASS工艺在进水阶段不设单纯的充水过程或缺氧进水混合过程；(2)在反应器的进水处设一生物选择器。生物选择器是一容积较小的污水污泥接触区，进入反应器的污水和从主反应器内回流的活性污泥(回流量仅为20%)在此相互混合接触。生物选择器的设置严格遵循活性污泥种群的反应动力学规律，创造合适微生物生长的条件并选择出絮凝性微生物，因而可更有效地保持污泥的良好沉降性能；(3)系统是通过滗水器连续出水的，效果稳定。(4)可通过调节曝气强度而同时实现硝化和反硝化过程。 生物选择区设置在反应器的进水处，

27、是一容积较小的污水污泥接触区（容积约为反应器总容积的10%）。进入反应器的污水和从主反应区内回流的活性污泥（回流量约为日平均流量的20%）在此相互混合接触。生物选择器是按照活性污泥种群组成动力学的规律而设置的，创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌。在生物选择区内，通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。生物选择器还可有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。在生物选择器中，污泥回流液中存在的少量硝酸盐氮（约为2mg/L）可得到反硝化

28、，反硝化量可达整个系统反硝化量的20%左右。选择器可定容运行，亦可变容运行，多池系统中的进水配水池也可用作选择器。兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化氮的反硝化作用。主反应区则是最终去除有机底物的主要场所。运行过程中，通常将主反应区的曝气强度以及曝气池中溶解氧强度加以控制，以使反应区内主体溶液中处于好氧状态，保证污泥絮体的外部有一个好氧环境进行硝化；活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而较高的硝酸盐浓度（梯度）则能较好地渗透到絮体内部，有效地进行反硝化，从而使主反应区中同时发生有机污

29、染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。CASS工艺以一定的时间序列运行，其运行过程包括进水-曝气、沉淀（泥水分离）、上清液滗除和进水-闲置等四个阶段并组成其运行的一个周期。工艺的循环操作过程：进水，曝气阶段开始；曝气阶段结束；沉淀阶段开始；沉淀阶段结束，撇水阶段开始；撇水阶段及排泥结束；进水、闲置阶段（视具体运行情况而定）。CASS 反应器的主要设计参数有：最大设计水深可达56米，MLSS 为3.54.0g/L，充水比（每一循环的进水量占整个池子有效容积的百分数）为30%左右，最大滗水速率为30mm/min，固液分离时间1h，设计SVI为140，单循环时间（即一个运行周期）通常为4h（标准处理模

30、块）。处理城市污水时，CASS 中生物选择器、缺氧区和主反应区的容积比一般为1：5：30，具体可根据水质和“模块”试验加以确定。CASS工艺在国外应用较多， 已建成数百座，如泰国曼谷Yannawa 30万m3/d城市污水厂。国内山东鲁抗医药股份公司污水处理厂(1.8万m3/d已建成)、安徽阜阳污水处理厂10万m3/d，安装调试阶段)、长春双阳污水处理厂(2.5万m3/d，在建)、北京航天城污水处理厂(0.7万m3/d已建成)、XX高新西区污水厂（4万m3/d）等均采用CASS工艺。（2）人工湿地处理技术人工湿地（actifical wetland），即以人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层

31、，填充一定深度的土壤或填料层，种植芦苇一类的维管束植物或根系发达的水生植物，污水由湿地的一端通过布水管渠进入，以推流方式与布满生物膜的介质表面和溶解氧进行充分的植物根区接触而获得净化。人工湿地分为表面径流人工湿地和人工潜流湿地。人工湿地处理技术属于一种生态治理污水的方法，它根据生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的再生潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益，是一种较好的生态废水处理方式。在去除污染物的同时，湿地植物还起着维持湿地的过滤条件、防止淤塞的作用；系统可以实现连续进水。管理上应注意防治湿地植物病虫害

32、，残体需要及时收割，并补种。国内深圳市环境科学研究院的高效垂直流人工湿地专利技术较成熟，应用推广面广，覆盖地域大，工程实例多，设计及运营管理经验丰富。高效垂直流人工湿地工艺特点n 复合垂直流人工湿地是改进人工湿地，具有独特的结构和水流模式，其占地面积相对较小，并能长期稳定运行的湿地技术；n 技术先进、成熟，效果可靠，符合清洁生产，生态保护的原则；n 对水质、水量变化适应性强，出水稳定，污泥少且易于处理处置；n 经济节约，电耗少、造价低、运行成本低；n 简便易行、操作方便、能营造优美景观、建成公园化模式、管理操作简单。n 是一种污水深度处理技术，特别适用于饮用水源和景观用水保护，处理后的水可以排

33、入饮用水源、景观用水的湖泊、水库或河流中，为这些水体提供清洁的水源。人工湿地水质净化机理人工湿地（Constructed wetland）是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行废水处理。一般由人工基质和生长在其上的水生植物（如芦苇、香蒲等）组成，是一个独特的填料（基质）-植物-微生物生态系统。本单元综合了物理、化学和生物的三种作用对污水进一步的处理。系统成熟后，特种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。污水流经生物膜时，残余的SS被填料和植物根系有机截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用

34、而被去除。同时，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呈现出好氧、厌氧和缺氧状态，保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。系统运行成熟后，老化的微生物及有机物作为肥料被植物吸收和矿物化，防止了湿地系统的堵塞。许多研究发现，人工湿地系统本身就是个较好的杀菌消毒系统，系统中的植物根系分泌物对总大肠菌群和病原体有灭活作用。我所许多成功实例也证实了湿地系统是较好的杀菌消毒系统，如洪湖人工湿地系统，该系统处理布吉河污水（主要为生活污水），处理后出水作为景观湖补充水和绿化用水，洁清的出水池成了小孩

35、戏水的场所；万科地产多个项目和观澜高尔夫等污水资源化的成功实例也都未加设杀菌消毒系统，但这些项目都能稳定运行，从未发生过致病性案例。人工湿地净化污水主要机理如表4-2所示。表4-2人工湿地净化污水主要机理物理作用大颗粒物沉降水生植物和生物滤膜对轻颗粒物的过滤通过沉淀或过滤聚集颗粒物以达到去除目的化学反应沉降吸收到基质和腐殖质挥发生物反应微生物降解、有机物质矿化转化作用（硝化/反硝化）从水体直接生物吸收（藻类、细菌生物膜）从根区间接生物吸收（水体生物膜、挺水植物）微生物竟争导致部分病菌死亡n SS的去除SS中有有机物和无机物，颗粒的密度和大小变化很大，不同密度、大小的颗粒物具有不同的去除机理和路

36、径。大块物质可通过隔栅去除。部分小颗粒物质可在水解酸化池沉降去除。在人工湿地中SS的去除是相当迅速的物理过程。主要去除机理为沉淀、聚集、表面粘附和过滤等。n BOD、COD的去除湿地中的不溶性的有机物主要是通过湿地的过滤作用而被截留在湿地中；可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解过程而被分解去除。生物降解过程主要是通过好氧和厌氧代谢得到降解，从而降低污水的BOD、COD。n 氮的去除大多数污水中N是主要成分。N在环境中以多种形式存在，有复杂的循环路径。TN由不同比例颗粒的有机氮、溶解有机氮、氨氮、亚硝态氮和硝态氮。N2和N2O在N循环中很重要。矿化、生物吸收、硝化和异化（硝态氮

37、到氨氮DNRA）是使氮的一种形式转到另一种形式的过程，这些过程是物质平衡过程，N在同一个系统内循环，从而致使N从系统中得到去除。大量的研究表明湿地中氮的去除路径主要为生物硝化-反硝化。N在湿地中的主要转化过程如表4-3所示：表4-3氮的主要转化过程过程物质产物矿化有机质氨氮生物吸收氨氮、硝态氮硝化氨氮硝态氮反硝化硝态氮氮气DNRA硝态氮氨氮挥发氨氮+高pH氨气固氮氮气有机氮n 磷的去除无机磷是湿地植物必需的养分。废水中无机磷在植物吸收及同化作用下可变成植物的ATP、DNA及RNA等有机成分，通过植物收割而去除。物理化学作用包括填料对磷的吸附及填料与磷酸根离子的化学反应，这种作用对无机磷的去除会

38、因填料中Ca和Fe可与PO43-反应而沉淀去除PO43-，因而除磷效果较好的填料非常重要，含钙质或铁质的地下水渗入人工湿地也有利于磷的去除。微生物对磷的去除包括它们对磷的正常同化(将磷纳入其分子组成)和对磷的过量积累。由于植物中植物光合反应、暗反应交替进行，根毛输氧多少的交替出现，以及系统内部不同区域对氧消耗量的差异，导致了系统中厌氧、好氧的交替出现，使磷的过量释放和过量积累得以完成，这是常规二级处理方式所难以满足的。在湿地系统中磷有着一系列的变化形式。如表45-4所示。表4-4 磷主要转化过程过程物质产物矿化有机质正磷酸生物吸收正磷酸有机磷吸附正磷酸磷-粘土/金属水化合物沉降正磷酸离散状态磷

39、矿物质脱附磷-粘土/金属水化合物正磷酸高效垂直流人工湿地适用范围人工湿地系统是一种污水深度处理技术，特别适用于饮用水源保护和景观用水及中水回用工程，处理后的水可以排入饮用水源保护区、景观用水的湖泊、水库与河流中，为这些水体提供清洁的水源。深圳环科所开发的高效垂直流人工湿地技术目前具体有如下方面的应用：n 小区污水处理及中水回用； n 湖水循环净化及生态修复；n 水源保护区水质净化；n 城镇污水处理；n 城镇污水处理厂尾水深度处理；n 雨洪利用及面源污染治理；n 湿地公园。深圳环境科学研究所人工湿地工程实例表4-5深圳环科院广东省内“高效垂直流人工湿地”工程实例序号项目规模(m3/d)污水性质竣

40、工时间负责完成内容建设单位1深圳洪湖公园一期1000市政污水08/1999设计运营管理深圳市环境保护局2深圳龙岗沙田5000市政污水11/2001设计龙岗区环境保护局3深圳洪湖二期4000市政污水2/2004设计运营管理深圳市人民政府4深圳洪湖三期400市政污水12/2004设计运营管理深圳市人民政府5深圳布吉甘坑16000市政污水12/2003设计运营管理深圳市环境保护局6深圳宝安石岩一期15000市政污水12/2003设计宝安区环境保护局7深圳宝安石岩二期40000市政污水6/2006设计宝安区环境保护局8深圳宝安塘头河20000污染河水6/2006设计宝安区环境保护局9万科东海岸生活污水

41、30小区污水12/2003设计工艺施工深圳万科公司10梅山苑生活污水回用50小区污水03/2006设计、施工深圳市国土局11深圳观澜高尔夫300小区污水08/2000设计深圳观澜高尔夫12招商泰格公寓项目20小区污水10/2005设计、施工深圳招商地产13招商花园城项目湿地60小区污水10/2006设计深圳招商地产14荔枝湖水污染综合治理110000m2水面湖水8/2006设计深圳市水务局15深圳万科万科城500湖水05/2006设计、施工天津万科公司16深圳万科东海岸湖水500湖水12/2003设计工艺施工深圳万科公司17中航观澜湿地工程250湖水11/2006设计、施工深圳中航地产18四海公园水体综合治理20000湖水可研设计深圳招商地产19龙华污水处理厂出水深度处理工程20000污水厂尾水07/2008设计深圳市水务局20福田河生态景观改造工程4000污染河水施工图设计设计深圳市水务局21三洲田生态公园雨水雨水雨水07/2004设计工艺施工华侨城三洲投资公司22三洲田湿地公园12万m2水面湖水11/2007设计工艺施工深圳东部华侨城有限公司23深圳创意产业园项目77污水/湖水09/2007设计、施工深圳招商房地产24深圳万科中心项目600污水/湖水完成设计设计深圳万科房地产公司25深圳东海岸四期项目