农业高新技术产业示范区（杨庄）污水生态处理工程可行性研究报告

I 山东省级 *农业高新技术产业示范区 污水生态处理 工程 项目可行性研究报告 *环境科学研究院 *环境工程设计研究中心 莱城区环境科学研究所 二 O 一 O 年 十 二 月 录 第一章 总 论 . 1 目概况 . 1 目背景 . 1 制依据与标准 . 3 制原则、范围及目的 . 5 范区所在地（杨庄镇）概况 . 7 第二章 项目建设必要性 . 9 目所在地（杨庄镇）环境现状 . 9 目建设的必要性 . 10 第三章 污水量预测和建设规模 . 13 划年限与服务范围 . 13 水量预测与规模的确定 . 14 水水质预测 . 18 第四章 污水生态处理系统厂址选择 . 20 址选择原则 . 20 址确定 . 20 第五章 污水、污泥处理方案论证 . 23 水中污染物的去除机理 . 23 艺选择与确定 . 25 案确定 . 38 目建设的可行性 . 38 六章 构筑物选型方案 . 41 艺流程框图 . 41 筑物选型方案 . 42 物工程 . 46 第七章 推荐方案工程设计 . 51 程规模及设计内容 . 51 体布局 . 51 第八章 方案实施 . 54 工程施工重点难点分析与对策 . 54 工方案与技术措施 . 56 明施工及环境措施 . 65 保措施 . 67 工工期 . 69 第九章 节约能源 . 70 计依据 . 70 能节水措施 . 70 第十章 组织机构与劳动定员 . 73 织机构 . 73 作制度 . 73 动定员 . 73 第十一章 劳动安全、职业健康及消防 . 73 动安全保护、职业健康 . 73 防及安全 . 75 第十二章 投资估算与资金筹措 . 76 资估算 . 76 第十三章 效益评价 . 78 态效益 . 79 会效益 . 79 济效益 . 79 1 第一章 总 论 目概况 项目名称： 山东省级 *农业高新技术产业示范 区 （杨庄）污水生态处理 工程 主管单位： *市莱城区环保局 建设地点： *农业高新技术产业示范 区 建设规模： m3/d。 建设期限： 1年 工程总投资：本项目总投资为 5600万元。 资金来源：一是拟申请国家专项资金；二是由地方财政配套 目背景 山东 *姜蒜产业区地处 *西部平原，辖杨庄镇、寨里镇、羊里镇、大王庄镇，总面积 366 平方公里，是一产业特色鲜明的经济板块。 *农业高新技术产业示范 区 规划确定以杨庄初具规模的农产品加工园区为基础，建设 10平方公里精深加工区，重点引进规模大、科技含量高、外向度高的精深加工项目，提升加工区的档次和水平。总体规划确定的主要建设用地包括： 的生活区、 10 平方公里的精深加工区和 5 平方公里的的加工项目储备区。 在 *农业高新技术产业示范 区 杨庄精深加工区总体规划建设用地范围为：北至财源路、西至谭庄路、南至镇海路、东至汶汇路，总用地 杨庄镇目前具有较好的生态资源环境。但是伴随小城镇大发展的往往是重污染、坏环境。未来，杨庄镇应当突出可持续发展战略，体现城镇的生态特色，步入城镇社会、经济和环境协调 发展的新领域，不再走先污染后治理的老路子。 主要的解决措施为 加快污水集中处理系统建设，完善镇区污水处理系统；加强工业废水的污染控制和管理；大力开展废水资源化。水污染主要以工业废水与生活污水为主，应对其进行总量控制，工业企业废水处理率规划达 100%，流域内所有企业排放的污水达到国家规定的排放标准。清除季节河流域的垃圾、柴草、牲畜粪便 及其它废弃物，疏浚河道，整改河床及护坡，保证水体清洁，环境优美 *农业高新技术产业示范 区 正在建设之中， 建成后， 示范区 内所有的污水通过污水处理收集进入小区污水处理设施，处理之后的 水质达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 理后的中 水 进入蓄水池， 可通过中水管网用于 景观、 灌溉、绿化、洗车、水冲式公厕 ，或者直接排入赢汶河。 3 为 改善 示范区 环境质量状况，控制 示范区 水 污染， 提高 示范区 的核心竞争力，创造良好的投资环境， 建设 *农业高新技术产业示范 区 污水生态处理工程 已迫在眉睫。 依据 示范区 总体规划，以及有关部门领导、专家论证，工业 示范区 人工湿地水质净化工程 总规模为： 工业废水 和 生活污水 共 m3/d。 鉴于上述情况， 2010 年 12 月受 *市莱城区环保局 委托，本公司承担 *农业高新技术产业示范区污水生态处理工程 项目可行性研究报告编制。 制依据与标准 一、编制依据 *农业高新技术产业示范区污水生态处理工程 项目可行性研究报告 编制委托书 *市新城区 总体规划 莱城区 环保局 、杨庄镇政府 提供的有关基础资料 采用的规范及标准 二、编制标准 污水综合排放标准（ 地面水环境质量标准（ 污水排入城市下水道质标准（ 生活饮用水卫生标准（ 4 城市污水处理厂污水污泥排放标准（ 泵站设计规范（ 50265 城镇污水处理厂污染物排放标准（ 污水处理厂工艺设计手册 室外排水设计规范（ 建筑结构设计统一标准（ 建设结构荷载设计规范（ 建筑设计防火规范（ 给水排水工程构筑物设计规范（ 建筑电气设计技术规范（ 建筑给水排水设 计规范（ 混凝土结构设计规范（ 建筑地基基础设计规范（ 建筑抗震设计规范（ 通用用电设备配电设计规范（ 民用建筑电气设计规范（ 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程（ 房屋建筑制图统一标准（ 50001 岩土工程勘察规范（ 砌体结构设计规范（ 5 构筑物抗震设计规范（ 采暖通风及空气调节设计规范（ 水工混凝土结构设计规范（ 5057 地下工程防水技术规范（ 供配电系统设计规范（ 低压配电装置及线路设计规范（ 电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范 （ 建筑防雷设计规范（ 制原则、范围及目的 一、编制原则 根据我国有关 环境保护法规及对工程项目建设的有关要求，本工程可行性研究报告的编制将遵循以下原则： 认真彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、规范、标准。 在总体规划的指导下，采用统一规划 ， 使工程设计与城市发展相协调，既保护环境，又最大限度的发挥工程效益。 采用适合本地区条件的技术，选用高效节能的污水处理工艺，并充分利用污水处理厂厂址地形，因地制宜采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省、运行费低、技术可靠、运行稳定。使处理后尾水能达到国家污水排放标准。 6 选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简 便的排水专用设备和控制元件系统。 妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥、避免二次污染。 充分利用现有管道，减少工程投资。 二、编制范围 1、 示范区 污水 生态 处理工艺技术方案论证及其可行性研究。 2、工程的工艺设备、建筑、结构、电气、仪表等工程方案设计及总平面布置。 3、工程投资估算及技术经济评价。 三、编制目的 在 *农业高新技术产业示范 区 总体规划指导下 ,通过调查研究 ,以及收集、分析资料的基础上，达到如下目的： 论述建设 m3/d 生活 污水 生态 处理工程的必要性和可行性。 对污水 生态 处理 选 址进 行论证。 对污水、污泥处理与处置工艺、工程投资进行技术可靠性、经济合理性、实施可行及环境影响等方面综合比较和论证。 提出推荐方案，并进行工程方案设计。 提出资金筹措方式及项目实施进度，为项目决策提供科 7 学依据。 范区 所在地（杨庄镇） 概况 理位置 *农业高新技术产业示范 区 地处 杨庄镇，该镇地处 泰山东麓 *市西部平原， 东与方下河、羊里镇相接，南与牛泉镇以汶河为界，西与泰安范镇毗邻，北隔赢汶河与寨里镇相望。东西距离约 北距离约 辛 大（泰薛） 铁路、泰莱公路、泰 薛公路、枣徐公路 与牟汶河、赢 汶河 穿境。 全镇现辖 45个行政村，人口 图面积 区 距 莱城区与泰安市区 20 公里，距省会济南 90 公里 。 济增长 2005年，全镇农村经济总收 81288万元，工业总产值 28828万元，农民人均纯收入 4570 元。 2009 年这一系列数字分别为118922万元、 94671 万元与 6803元，同比增长分别为 46%、 228%与 49%。可见，经过近五年的发展，杨庄镇经济发展取得了十足进步。 以 2009年主要经济指标来看， 2009年全镇地方财政收入实现了过 千万元的目标，达到 1051万元，增长 15. 3%，其中工商税收完成 950 万元，税收质量名列全区第三；信用社、邮储银行存款同期增加 9000 万元，人均存款增加了 1875 元；规模以 8 上企业实现增加值 5. 48亿元，完成固定资产投资 2.亿元。 *农业高新技术产业示范区 建设 杨庄镇是 *市的农业大镇，是 *市“三辣生产基地”。 2007年，杨庄镇北确定为 *姜蒜产业区的精深加工区， 2008年升级为省级农高区。 针对 示范区 建设，杨庄镇去年累计完成基础设施投资 五通一平”面积达到 8 平方公里。 新引进项目 18 个，形成固定资产 6. 6 亿元，全镇姜蒜加工企业已发展到 137家，年加工储藏能力达到 744万吨，实现出口创汇 1. 1亿美元，是08 年的近两倍。特色产业链条进一步拓宽拉长，姜蒜产品已发展到保鲜、腌渍、速冻、脱水等 4大类 30多个品种，同时，食用菌、核桃等多种农产品和食品包装、商贸物流等多个产业也有了新的发展。这些工业趋向于连片发展，有利于 示范区 进一步发展，形成产业带，发挥集聚效应。 9 第二章 项目建设必要性 目 所在地（杨庄镇） 环境 现状 杨庄镇目前具有较好的生态资源环 境。但是， 伴随杨庄镇的发展，水污染的现象已经不容忽视 。为了使杨庄镇实现可持续发展，成为生态特色镇， 并使城镇社会、经济和环境协调发展，不再走先污染后治理的老路子，在 示范区 建设的同时建设配套的污水处理设施非常必要的。 2010 年 12月受 *市莱城区环保局委托，本公司承担 *农业高新技术产业示范区污水生态处理工程 项目可行性研究报告编制。为了更深入的了解实际情况，我们对 杨庄镇的水污染 现状进行了调研。经调研分析，认为 杨庄镇 水质污染的主要原因有以下几点： 1、 由于经济发展原因，现状没有排水管网系统，污水就近排入 河道。河道已受到一定污染，大大影响了环境质量和城镇风貌。 2、全镇没有污水处理设施，生活污水全部直接排放，造成环境的恶化。 3、 企业的生产废水在简单处理甚至没有经过处理的情况下直接排入附近河沟，造成水环境的污染。 10 4、 居民在路边或田地任意 倾倒垃圾， 在雨天时产生大量的渗滤液，造成农田污染和地下水污染 。 目 建设的必要性 随着 *农业高新技术产业示范 区 的建设，根据杨庄镇总体规划 2010 示范区 在近期基础上向东、向北、向南发展，形成东至汶汇路、西至康通路、南至文化东路、北至双龙路，占地面积约 规模更大的姜蒜加工区，其面积控制在 方公里。 提升 示范区 的技术含量，力争 从劳动密集型向技术密集型转变、从粗放型向集约型经济转变 ，使其成为农业产业化发展的先锋。 一、 该项目 建设 是 *农业高新技术产业示范区 建设 顺利实施的有效措施。 2007 年，杨庄镇北确定为 *姜蒜产业区的精深加工区，2008 年升级为省级农高区。针对 示范区 建设，杨庄镇去年累计完成基础设施投资 五通一平”面积达到 8平方公里。新引进项目 18 个，形成固定资产 6. 6 亿元，全镇姜蒜加工企业已发展到 137 家，特色产业链条进一步拓宽拉 长，姜蒜产品已发展到保鲜、腌渍、速冻、脱水等 4 大类 30多个品种，同时，食用菌、核桃等多种农产品和食品包装、商贸物流等多个产业也有了新的发展。这些工业趋向于连片发展，有利于 示范区 进 11 一步发展，形成产业带，发挥集聚效应。 示范区 的发展是杨庄镇发展的关键所在，只有做好 示范区的污水处理配套设施建设，才能解决 示范区 的环境问题 。 二、工程建成后可以完善基础设施，改善投资环境 兴建污水生态处理系统将有助于完善城市基础设施工程，促进污水治理力度，将明显改善城市生态环境，有利于城市整体形象的提高，改善投资环境，对实现社会、经 济环境和谐健康发展有着极为重要的作用。 只有为企业营造一个良好的环境，才能解决环境污染的后顾之忧，才能使招商引资更加顺利，进而推动杨庄镇的经济发展。 三 、 工程 建成后 景观效果非常好 ，提高周边人民生活质量需要。 本工程为污水生态处理系统， 采用 预处理 +潜流人工湿地 +表流 人工湿地工艺。 在处理污水的同时， 营造很好的景观效果，工程的建设将会大大改善 示范区 的 生态环境，为市民提供一个休闲娱乐场所。 四 、 工程 建成后 出水水质达到一级 A 标准 , 可以作为“中水”回用 *属于贫水地区，城镇的经济发展受到水资源的制约。 沿河 城镇 污水 经过处理后可以作为“中水”回用，在满足市政上浇洒道路、绿地用水外，同时部分可满足河流的水源补给，从 12 而实现水资源的良性循环，达到节约水资源的目的。 本工程为污水生态处理系统，采用预处理 +潜流人工湿地 +表流人工湿地工艺。 出水达到城镇生活污水一级 综上所述，为了改善 *农业高新技术产业示范 区 的环境状况并使 示范区 得到较大程度的发展，在 示范区 附近 建设一个符合国家环保标准的污水生态处理系统是非常迫切的 ， 是非常必要的。 13 第三章 污水量预测和建设规模 划年限与服务范围 一、 规划年限 在国家、山东省整体发展背景下， *市今后若干年经济和城市必然继续快速发展，城市环境、景观、生态等不断面临日益增强的发展压力。规划从构建社会主义和谐社会的高度，通过城市发展引导、用地布局优化等手段，协调城市发展与环境保护之间的矛盾，充分利用 杨庄镇 现有的自然资源， 在杨庄镇示范区 建设高标准景观系统，提升 示范区 环境质量与品位。确定本次规划的期限： 近期： 2010 2015年 远期： 2015 2030年 二、服务范围 本项目的服务范围 为 *农业高新技术产业示范 区 。具体位置在镇 梅 路以北、汶汇路以西 的区 域。服务范围见下图： 14 图 3庄 示范区 人工湿地水质净化厂收集范围图 水量预测与规模的确定 *农业高新技术产业示范 区 企业介绍 经过多年发展， 该 示范区 共有工业、仓储企业 55家。根据 15 国民经济行业分类（ 4754这些企业共涉及 12个行业门类。对各行业门类进行归纳，共有 18家企业为农副食品加工业，占总数的 32%；共有 17 家企业为食品制造业，占总数的 30%；共有 8家企业为机械及器材制造业，占总数的 14%。其他工业企业涉及商务服务业、工艺品及其他制造业、 造纸业、塑料制品业、金属制造业、木材加工制造业等 9 个行业门类。根据目前的企业产品类型分析，全镇已经逐步形成了农副食品加工业、食品制造、机械及器材制造业等主导产业。这些主导产业使特色资源得到了有效开发。 表 3范区 主要工业企业和仓储企业一览表 序号 企业名称 职工人数（人） 年产值（万元） 占地面积（亩） 产品行业类型 1 聚福食品有限公司 60 800 28 食品制造业 2 都得利农副产品有限公司 15 300 10 农副食品加工业 3 魏氏商贸有限公司 20 400 13 商务服务业 4 聚 源食品有限公司 12 200 品制造业 5 鑫益食品有限公司 15 230 6 食品制造业 6 东盛农产品有限公司 18 300 10 农副食品加工业 7 荣山农产品有限公司 32 1200 7 农副食品加工业 8 汇河冷藏有限公司 21 400 8 农副食品加工业 9 裕兴食品有限公司 16 260 8 食品制造业 10 鑫汇源电源材料有限公司 45 600 12 机械及器材制造业 11 鲁蒙食品有限公司 26 1000 6 食品制造业 12 祥盛农产品有限公司 50 380 6 农副食品加工业 13 *远东微粉有限公司 38 600 13 食品制造业 14 *市鑫顺农产品有限公司 28 320 6 农副食品加工业 16 15 宏鑫冷藏有限公司 32 180 7 农副食品加工业 16 聚盛恒农产品加工厂 28 220 6 农副食品加工业 17 山东省万兴食品有限公司 178 28000 10 食品制造业 18 侯援冷藏厂 20 100 7 农副食品加工业 19 民发果蔬有限公司 26 400 4 农副食品加工业 20 众信农产品有限公司 32 380 5 农副食品 加工业 21 亿利发食品有限公司 15 150 6 食品制造业 22 银山食品有限公司 18 260 3 食品制造业 23 鑫昌冷藏有限公司 31 360 8 农副食品加工业 24 瑞源农产品有限公司 26 310 6 农副食品加工业 25 恒源电线电缆厂 76 420 10 机械及器材制造业 26 东井食品 500 10000 15 食品制造业 27 汶源食品 60 1100 10 食品制造业 28 恒乐纸业 100 700 12 造纸业 29 远洋食品 120 800 12 食品制造业 30 鲁宝加工厂 150 1400 8 机械及器材制造业 31 市风机厂 64 700 20 机械及器材制造业 32 祥峰铸造 50 1000 9 机械及器材制造业 33 阀门厂 120 480 20 机械及器材制造业 34 锅炉厂 100 390 16 机械及器材制造业 35 汽缸厂 108 480 12 机械及器材制造业 36 鲁香盐业有限公司 - - - 食品制造业 37 盛世源农产品有限公司 - - - 农副食品加工业 38 金玉磨料有限公司 - - - 工艺品及其他制造业 39 东兴塑料厂 - - - 塑料制品业 40 环宇门业 - - - 金属制造业 41 鲁邦国际贸易有限公司 - - - 商务服务业 42 海源农产品有限公 - - - 农副食品加工业 17 司 43 源盛家具厂 - - - 家具制造业 44 鲁进食品有有限公司 - - - 食品制造业 45 酱菜厂 - - - 食品制造业 46 金庆无土蜂窝煤厂 - - - 非金属矿物制品业 47 新进竹竿厂 - - - 木材加工及木、竹、藤、棕、草制造业 48 杨庄镇工艺品厂 - - - 工艺品及其他制造业 49 安王锅炉制造有限公司 - - - 金属制造业 50 鑫顺农产品有限公司 - - - 农副食品加工业 51 富强食品加工有限公司 - - - 食品制造业 52 来福冷鲜保鲜厂 - - - 农副食品加工业 53 大鑫农产品有限公司 - - - 食品制造业 54 六和集团 3000 万只鸡屠宰 55 金利来农产品有限公司 - - - 农副食品加工业 水量预测 近期污水厂污水的来源 主 要是 示范区 的三家 排水大户 企业的生产废水以及 示范区 的生活污水。三家企业 分别为：万兴果菜、雪野啤酒、 六和屠宰厂。 根据三家企业的环评报告 和 企业的工作人数 ，综合考虑 示范区 近期与远期规划 进行计算 ， 确定该 示范区 处理 污水量 为 天。 水处理厂规模确定 根据以上污水量预测， 按照近 远 期规划， *农业高新技术产业示范 区 人工湿地水质净化厂规模为 天。 18 水水质预测 一、污水性质 本工程污水处理厂主要接纳 万兴果菜、雪野啤酒、六和屠宰厂以及 示范区 的部分生活污水。三个企业都为食品加工企业，废水水质有一定的相似性， 水质主要以有机物为主， 可生化性强， 同时含有一定的氮、磷物 质。 二 、本污水处理厂设计进水水质的确定 根据 万兴果菜、雪野啤酒、六和屠宰厂实际情况以及参照国内同类企业的 运行水质参数，确定 杨庄 示范区 人工湿地水质净化厂 的设计进水水质。 表 3水处理厂 设计进水水质表 项目 mg/l) mg/l) mg/l) mg/l) mg/l) mg/l) 数值 280 120 160 32 25 2 水处理厂尾水水质 一、尾水排放水体的选择 杨庄 示范区 人工湿地水质净化厂处理后的达标水经表流湿地排入赢 汶河。 二、污水处理厂尾水水质确定 尾水排 入 赢汶河 为 类水体，因此根据城镇污水处理厂 19 污染物排放标准（ 确定处理程度为一级标准中的 水水质指标见 下 表。 表 3污水处理厂出水水质表 项目 mg/l) mg/l) mg/l) mg/l) mg/l) mg/l) 数值 50 10 10 6 5（ 8） 15 3污水处理后主要污染物去除率表 mg/l) mg/l) SS(mg/l) mg/l) mg/l) mg/l) 进水 250 125 160 25 32 2 出水 50 10 10 5（ 8） 15 除率 80% 92% 80% 53% 75% 20 第四章 污水 生态 处理 系统 厂址选择 址选择原则 污水 生态 处理厂厂址的选择在新建污水处理厂工程中是一个重要的环节，与总体规划、排水系统走向、布置、处理后污水的出路都有着密切的关系。因此在厂址选择时满足如下原则 ，并应根据下列因素综合确定： 1、符合 杨庄镇 总体规划并综合考虑 杨庄镇 建设现状，在满足基本功能需要的同时，适当考虑未来发展； 2、尽量使规划区域内的污水均能自流流入污水 生态 处理 系统 ； 3、选择在城镇水体的下游； 4、有良好的工程地质条件； 5、拆迁征地少、尽量少占用农田，并且有一定的卫生防护距离； 6、排放水体有足够的环境容量，便于污水、污泥的排放和利用； 7、厂区地形标高满足防洪排涝的要求，有良好的排水条件； 8、交通便利、有良好的运输和供水、供电、通讯条件。 址确定 综合考虑以上因素， 结合 杨庄 镇 总体规划 厂 示范区 规划， 21 经实地勘测，有两个地点可作为生态污水厂的 址。 根据现状地形情况，本可研推荐厂址二作为该项目建设地点。 厂址一：在汶汇路和北城路交叉口的东北方向，靠近赢汶河。具体位置见下图： 图 4厂址一位置图 厂址一 22 厂址二：在 镇梅路 和 生产西路 交叉口的 西 北方向。具体位置见下图： 图 4厂址二位置图 厂址 二 23 第 五 章 污水、污泥处理方案论证 水中污染物的去除机理 由于城市污水处理厂的建设和运行不但耗资巨大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低 费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺。 城市污水主要的污染物有三类，第一类为悬浮物 二类为有机污染物 三类为无机营养盐 。 在常规的二级活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除的。去除机理及办法主要为： 1、 污水中 径一般大于 1 m，在生活中的 自人类生活活动中的排泄物和洗涤渣，工业废水中的 水中悬浮物 的浓度不仅影响出水的 且涉及 是因为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理厂出水的 是很重要的环节。 污水中的 直径的有机颗粒靠生物降 24 解作用去除。为了尽量去除水中的悬浮物，在工程中，常用的措施有：选用适当的污泥负荷，以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀表面负荷、采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬浮层的吸附作用等。 2、 污水中 后对吸附代谢物进行 分离来完成。在活性污泥与污水接触初期，会出现很高的 是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所至。但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用。对溶解性有机物需靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是 2也是污水中 于微生物好氧代谢作用对污水中溶解性和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质。因此，处理后 污水的残余 3、 污水中 除原理与 除率取决于原污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。 4、 氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污 25 水中，氮主要以 有机氮形态存在，硝酸盐氮 括 乎为零。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有机氮在好氧的条件下转成氨氮，而后在硝化菌作用下变成硝酸盐氮，随后在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，并有外加碳源提供能量，使硝 酸盐氮变成氮气逸出，整个生物脱氮过程就是氮的氧化还原反应。 艺选择与确定 根据污水处理程度的要求，预处理可以选择一级处理、强化一级处理和二级处理等适宜工艺。本项目出水水质要求较高，采用常规活性污泥法、生物膜法很难满足标准要求。因此预处理工艺将 A/O 法与生物接触氧化法相结合，设置缺氧池与好氧池，并在好氧池中配以高效填料，这样既能发挥 A/O 法脱氮除磷效率高的优势，又可利用生物接触氧化法有机处理负荷高、耐冲击负荷、不产生污泥膨胀，设施体积小、污泥产生量少、运行稳定可靠、管理方便的优点。 人工湿地是在土地处 理、稳定塘、生物滤池等污水处理技术基础上发展起来的一种人工构建并控制的主要利用天然净化能力的污水处理技术。它利用了微生物、湿生植物、动物等一系列生物的代谢活动，综合了物理的、化学的、生物的复杂过程，使污水中污染成分得以降解，无害化或转化为可利用的物 26 质。 人工湿地污水处理技术是 20世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术，它能有效地处理多种多样的废水，如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、地面径流雨水、合流制下水道暴雨溢流水等。据调查统计，在欧洲与北美已有上万座处理城市污水和多种工业废水的湿地系统在稳定运行， 污水处理人工湿地在世界其它地区应用的数目也在迅速增加。 （ 1）介质作用 介质填料是人工湿地的重要组成部分，对于净化污水中的污染物，特别是磷污染物有着重要的作用。选择合适的人工湿地介质材料，是构建人工湿地，提高人工湿地净化能力的关键措施。 溶质吸附量的大小和溶质与溶剂之间以及溶质与吸附剂固体之间的相对亲和力大小有关。固一液吸附同样存在物理吸附和化学吸附，因此固体自溶液中吸附的吸附量不仅与吸附剂的表面条件、吸附物的功能团、溶剂种类的不同、以及温度、溶液浓度等因素有关，还与吸附剂的 活化条件和含水程度有关。由于固体在溶液中的吸附，溶质和溶剂都会被吸附，所以测定吸附前后溶质的浓度差，从而计算单位固体溶质的吸附量，得到的只能是表观吸附量。作出的吸附等温线也是表观的，常称为复合等温线。在溶质浓度或溶剂吸附的少时，可以为溶质的 27 表观吸附量与其真实吸附量大致上是相等的。 溶质的吸附量 G=V(m 式中以 分别代表吸附前后的浓度 ()， v 是溶液的体积 (L)， m 是吸附剂重量 (常见的吸附等温线有三种，即朗缪尔 (式、 式和费兰德利希 (验公式。 朗缪尔 (式 在达到平衡的过程中，固体表面 n 个吸附部位逐渐被水分子或被吸附的物质颗粒所占据，但其是一个吸附和脱落的可逆过程。在达到平衡时，固体表面的所有吸附部位都被占据： 1其中 G 为吸附容量， a 为常数， b 为最大理论吸附量， C 为平衡浓度。 当吸附质的温度接近正常沸点时，往往发生多分子层吸附。所谓多分子层吸附，就是除了吸附剂表面接触的第一层外，还有相继各层的吸附，在实际应用中遇到很多都是多分子的 吸附。布龙瑙尔一埃梅特一特勒 (人提出了多分子层理论的公式简称为 式。理论基础是兰缪尔理论，改进之处是认为表面己经吸附了一层分子之后，由于被吸附气体本身的范德华力，还可以继续发生多分子层的吸附。当 28 吸附达到平衡时，气体的吸附量 (V)，等于各层吸附量的总和，可以证明在等温下有如下关系： 11( ) 1 ( 1 )p 上述称为 由于其中包括两个常数c 和 以又叫做 。式中 的 吸附量， 表在固体表面上铺满单分子层时所需气体的体积， 试验温度下气体的饱和蒸气压， C 是与吸附热有关的常数。 设固体和纯溶剂的界面自由能是 面上铺满单分子层溶质以后的界面自由能是 是界面为溶质分子覆盖的分数为时的界面自由能 0 1Y Y Y 因 =G/得 000 () Y g 对于稀溶液，可知 / S 是固体的比表面积。综合上述三式，可得 00() Y Y d T G d C 积分上式，即得 29 00l n l n _ l n() S 式中 001 () Y S 即得 G=n 上式可改写成： 1l g l g l 此为 式的常用形式， 斜率和截距分别 K和 n。 明当出水浓度一定时，吸附容量越大 :明其吸附容量的增加速度较大。 K和 明其对污染物的吸附性能最差。一般 1/n 值在 于 2时吸附难于进行。 （ 2）植物的潜在作用 是否种有植物通常作为湿地判定的特征之一，也就是说植物是湿地不可或缺的组成部分 (1997)。人工湿地中的植物像其它所有光合自氧的有机体一样，能利用太阳能从空气中吸收无机物合成有机物，为异样生物提供能量，同时其还具有分解和转化有机物及其它物质的能力。另外，湿地植物使湿地床表面更加稳固，并提 供了良好的物理过滤条件，它使垂直流通系统不受阻碍，防止冬季湿地表面冻结并为微生物生长提供了巨大的表面支撑，还可以通过光合作用和根系的渗透作用将 30 氧传输到根圈基质 (籍国东， 2004)。在垂直潜流人工湿地系统中，植物的作用参见表 垂直潜流人工湿地净化污水过程中，植物潜在的主要作用可以归纳为四个方面 :直接吸收利用污水中可利用态的营养物质、吸附和富集重金属和有毒有害物质；为微生物吸附生长提供更大的表面积；为根区好氧微生物输送氧气；增强和维持基质的水力传输性能。 污染物的吸收利用、富集 氮磷是植物生长的必需元 素，废水中的无机氮包括氨氮和硝氮及无机磷变植物的组成部分，在吸收同化作用下，均可以被人工湿地中的植物吸收，合成植物蛋白质，最后通过植物的收割形式从人工湿地的废水中去除。 表 5植物在垂直潜流人工湿地中的作用 序号 基质表面以上植物组织 基质表面以下植物组织 1 光