新红村人工湿地设计专项方案.doc

文件编号：HNLS-0822 　 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

海南蓝深环境保护科技
08月

目 录
目 录 I
1、项目概况 1
1.1项目概况 1
1.2设计依据 1
1.3设计进出水水质 1
1.3.1设计水量 1
1.3.2设计原水水质 2
2、污染物分析及处理工艺选择 3
2.1排水污染物分析 3
1.3设计标准 3
1.4处理工艺选择 3
1.4.1多个常见污水二级处理工艺比较 3
1.4.2人工湿地处理污水优点 4
1.4.3人工湿地类型 5
1.4.4人工湿地对污染物去除 5
1.4.5处理工艺确实定 6
3、工艺设计 7
3.1污水处理工艺步骤框图 7
3.2污水处理工艺步骤说明 7
3、工艺设计 8
3.1格栅池 8
3.2沉砂池 8
3.3过滤池 8
3.4复合垂直流人工湿地 9
3.5排放水池 9
3.6控制系统 9
4、关键构筑物及材料汇总表 10
5、污水处理装置环境保护、安全设计 11
5.1污水处理厂环境保护设计 11
5.1.1污水处理装置污染源分析 11
5.1.2防治污染源污染方法 11
5.2人工湿地安全设计 11
5.2.1人工湿地关键危害原因 12
5.2.2安全卫生防范方法 12
6、售后服务 13
投资概算 14

1、项目概况
1.1项目概况

1.2设计依据
1) 《中国环境保护法》
2) 《中国水污染防治法》
3) 《污水综合排放标准》GB8978-1996
4) 《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-
5) 《人工湿地污水处理工程技术规范》HJ -
6) 《室外排水设计规范》GB50014-
7) 《砌体结构设计规范》GB50003-
8) 《混凝土结构设计规范》GB50010-
9) 《建筑地基基础设计规范》GB50007-
10) 《给水排水工程构筑物设计规范》GB50069-
11) 《供配电系统设计规范》GB50052-95
12) 《低压配电设计规范》GB50054-95
13) 《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，因为生活污水改变系数较大，设计预处理系统小时处理量为23T/H；人工湿地天天运行二十四小时小时，平均处理量约为11.3T/H。
1.3.2设计原水水质
依据城镇污水资料及参考类似工程资料，确定污水处理进水水质，进水水质参数以下表：
名 称
CODCr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
SS
（mg/L）
设计进水水质
≤300
≤150
≤25
≤150
依据项目所处地理位置，依据环境保护要求，设计人工湿地出水实施《潜水综合排放标准》（GB8979-1996）表4中一级排放标准，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
≤100
≤20
≤15
≤70

2、污染物分析及处理工艺选择
2.1排水污染物分析
本处理项目关键处理经化粪池处理后农村生活污水，水中污染关键是有机物及N、P等。进水BOD/ COD=0.5＞0.35，污水轻易生化处理，且出水需达成污水综合排放一级标准，宜选择二级生化处理工艺。
1.3设计标准
对污水中污染物进行分析比较，结合要求达成处理后排放水水质标准，提出技术优异、工艺可靠、经济合理工艺方案。
污水处理工艺努力争取达成节能、低耗，且技术优异、操作简便，占地面积少，施工方便，投资省。
以环境保护法规和相关规范、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多个常见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◎
抗负荷改变能力
抗水质、水质改变能力强
抗水质、水质改变能力强
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；△为通常；○为良好；◎为优良。
由上表能够看出采取人工湿地工艺含有投资少、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。结合我们实际工程经验，本污水处理工艺选择人工湿地工艺。
1.4.2人工湿地处理污水优点
概括地讲，人工湿地处理污水关键有以下多个优点：
①高效
人工湿地系统显著特点之一就是其对污染物有较强降解能力，它对污水中COD、BOD、SS、N、P全部有很好去除效果。有研究表明，对一些进水浓度较高废水，人工湿地对BOD5和COD去除率仍可分别达成90％左右。人工湿地对氮和磷去除率可分别达成60％和90％以上，而城市二级污水处理厂对氮和磷去除效率仅有20％~40％。且人工湿地对负荷改变有着极强适应力，当污染物有机负荷和水力负荷在一定范围内波动时，人工湿地全部有很好适应性。
②经济
尽管不一样人工湿地系统因地而异，差异较大，但总体来看，湿地系统基建和运行费用通常仅为传统二级处理厂l/10至l/2。对中国己建成或正在兴建人工湿地系统进行分析，可看出人工湿地投资远低于常规二级污水处理设施。且因为人工湿地基础上无机电设备，故其能耗极低，维护方便，不需专业技术人才管理整个系统运转，所以节省了大批运行费用和人工费用。
③美观
人工湿地作为一个“自然”处理技术，在其含有显著生态环境效益同时，也有着较强观赏性，它能够和大城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旅游景点，而且对充足利用和节省淡水资源有着更深层次意义。现在中国已经有这方面成功应用。
自然条件下生物处理法不仅费用低廉、利用管理简便，而且对难生化降解有机物、氮磷营养物和细菌去除率略高于常规二级处理，达成部分三级处理效果，而其基建费用和处理成本只分别为二级处理厂1/5至l/3和1/20至1/lO。另外，在一定条件下，自然处理法还可取得除害兴利、一举两得效果。所以，近十多年来，这类古老废水处理技术又恢复了生机，并在中国外得到快速发展。
1.4.3人工湿地类型
人工湿地是在一定长、宽比及地面坡度洼地中, 由土壤和基质填料混合组成填料床, 污水在床体填料缝隙或床体表面流动, 并在床表面种植水生植物, 形成一个独特“土壤—植物—微生物”生态系统。根据系统中水流方法差异,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) 三种关键类型。
1.4.4人工湿地对污染物去除
①人工湿地对SS去除
污水中可沉降SS关键依靠湿地系统中物理沉降作用去除。因为湿地中水流动极其缓慢，水浅，加上植物茎杆阻挡作用，ss在进水口几米内能有效地去除。试验表明，全部固体物在系统最初20％面积处得到去除。胶体状SS关键依靠微生物作用、填料渗滤作用去除。
②人工湿地对有机物去除
人工湿地对有机物有着较强降解能力，污水中不溶有机物经过湿地沉淀、过滤作用，能够很快地被截留而被微生物利用，而污水中可溶有机物则可经过植物根系生物膜吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除，所以湿地床对有机物去除作用是物理截留沉淀和生物吸收降解共同作用结果。反应过程中关键氧源来自水面复氧和植物向根区过量氧传导。湿地系统对BOD去除可达80％以上。
③人工湿地对氮去除
氮是植物生长不可缺乏一个元素，污水中无机氮通常包含NH3—N和NO3—N，它们均能够被湿地中植物吸收。合成植物蛋白质，最终经过植物收割从湿地中得到去除。另外，人工湿地中填料也可经过部分物理和化学路径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中氮；不过，湿地系统中氮去除是关键还是经过湿地中微生物硝化和反硝化作用。人工湿地中种植水生物植物关键功效之一就是将氧气从上部输送至植物根部，从而在植物根区周围形成一个好氧环境，而伴随离根系距离逐步增大，湿地中依次出现缺氧、厌氧状态。这么条件有利于硝化菌和反硝化菌生长。为硝化反应和反硝化反应进行提供条件。
④人工湿地对磷去除
污水中磷存在形态取决于污水中磷类型。最常见有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐等。人工湿地对磷却除是经过植物吸收、微生物去除作用和填料吸收过滤等几方面作用共同完成。
磷和氮一样，全部是植物必需元素，污水中无机磷在植物吸收和同化作用下被合成ATP等有机成份，经过收割而从系统中去除。微生物对磷去除作用包含微生物对磷正常吸收和过量积累，湿地中一些细菌种类因从污水中吸收超出其生长所需磷，而微生物细胞内含物储存过量积累，可经过对湿地床定时更换而将其从系统中去除。
1.4.5处理工艺确实定
总而言之，本项目处理工艺采取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、上行流运行方法，充足利用湿地去除污染物机制，去除污染物更完全、更根本。

3、工艺设计
3.1污水处理工艺步骤框图
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污水处理工艺步骤说明
高效垂直流人工湿地系统水质净化技术基础原理是：在一定填料上种植特定湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，利用所建设施高程差异，让污水流经湿地系统，使得其中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生活垃圾和大颗粒物质后流入沉砂池，为预防人工湿地堵塞，沉砂池将生活污水中砂子及淤泥去除后经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，预防管路堵塞，保护后续处理正常运行。
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，采取砖混结构建造。
Ø 尺寸：L×B×H=2.0m×0.8m×1.2m
Ø 关键设备：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它比重较大颗粒，预防流入人工湿地造成堵塞。
Ø 设计参数：水力停留时间：4.8min。
Ø 结构和数量：新建1座，采取砖混结构建造。
Ø 尺寸：L×B×H=2.0m×2.0m×1.7m
3.3过滤池
利用过滤，去除液体中砂粒或其它比重较大颗粒，预防流入人工湿地造成堵塞。
Ø 结构和数量：新建1座，采取砖混结构建造。
Ø 尺寸：L×B×H=2.0m×2.0m×1.7m
3.4复合垂直流人工湿地
在一定填料上种植特定湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，利用所建设施高程差异，让污水流经湿地系统，使得其中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。去除污水中有机物及N、P。
Ø 设计参数：填料孔隙率30%；深度：1.6m；坡度：O.5～2％；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×2.1m
Ø 关键材料：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 功效：临时贮存系统出水。
Ø 设计参数：可依据实际情况稍微增加人工修饰。
Ø 面积：1m2，可依据实际情况调整；平均深度：1m，依据实际情况调整；
Ø 结构和数量：l座，采取砖混结构建造。
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，充氧采取无能耗跌水充氧；所以本项目运行期间，无任何动力设备，也无需耗电，也无需人为控制其运行，建成后可实现无人看管。
4、关键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/m2
m2
1880
HDPE
6
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
8
5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
De110
m
1280
PVC
11
人工湿地配水集水主管
De200
m
70
PVC
12
110-200PVC异径三通
110-200
个
32
PVC
13
110PVC管帽
110PVC
个
64
PVC
14
人工湿地底层砾石
粒径10~20mm
m3
840
/
15
人工湿地中间层砾石
粒径5~10mm
m3
980
/
16
人工湿地土壤层石英砂
粒径2~5mm
m3
420
/
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、污水处理装置环境保护、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
该污水处理装置关键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
污水处理装置固体废弃物关键来自污水处理过程中产生栅渣。
(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构筑物关键为格栅。
5.1.2防治污染源污染方法
为了降低对周围环境影响，本工程拟采取以下方法：
(1)预防固体废弃物污染方法：
污水处理装置规模较小，栅渣量极少，采取容器搜集后定时外运处理。
(2)预防噪声污染方法：本污水处理站采取无动力运行，基础无噪声。
(3)预防臭味污染方法：
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出水水质清澈透明，无味道，而且周围可采取绿化隔离带，深入美化工作环境。
5.2人工湿地安全设计
5.2.1人工湿地关键危害原因
本项目标关键危害原因关键包含暑热、雷击、暴雨、触电事故等原因。
5.2.2安全卫生防范方法
l、防雷：本装置无建筑物，不存在雷击隐患。
2、防暑：本装置基础无需专员看管，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部署，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
污水处理装置完工后我方提供具体操作手册，并无偿培训污水处理装置管理及操作人员。
污水处理装置完工后我方为设备正常运行提供十二个月无偿保修期，无偿保修期内立即排除多种设备故障。无偿保修期后，我方承诺长久维修。
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，应立即通知我方，我方在接到通知之时起3天内抵达现场进行处理。
在无偿保修期内，我方每季定时回访一次，帮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，包含平面部署图建筑范围线内土建、工艺设备管道、给排水设计、施工、供货、安装、调试工作内容；各对外接口均在平面部署图建筑范围线上对接，线外由业主负责，线内由我方负责。