新红村人工湿地设计方案.doc

文件编号 文件编号 HNLS 20150822HNLS 20150822 文件类别 污水类方案文件类别 污水类方案 三亚市吉阳镇新红村三亚市吉阳镇新红村 270 吨吨 天人工湿地污水处理工程天人工湿地污水处理工程 第一版第一版 设设 计计 方方 案案 海南蓝深环保科技有限公司海南蓝深环保科技有限公司 2015 年年 08 月月 目目 录录 目目 录录 I 1 项目概况 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 污污染染物物分分析析及及处处理理工工艺艺的的选选择择 3 2 1 排水污染物分析 3 1 3 设计原则 3 1 4 处理工艺选择 3 1 4 1 几种常用污水二级处理工艺比较 3 1 4 2 人工湿地处理污水的优点 4 1 4 3 人工湿地的类型 5 1 4 4 人工湿地对污染物的去除 5 1 4 5 处理工艺的确定 6 3 3 工艺设计 工艺设计 7 3 1 污水处理工艺流程框图 7 3 2 污水处理工艺流程说明 7 3 3 工艺设计 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 I 3 6 控制系统 9 4 4 主主要要构构筑筑物物及及材材料料汇汇总总表表 10 5 5 污水处理装置环保 安全设计 污水处理装置环保 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 防治污染源污染的措施 11 5 2 人工湿地安全设计 11 5 2 1 人工湿地的主要危害因素 12 5 2 2 安全卫生防范措施 12 6 6 售后服务 售后服务 13 投资概算投资概算 14 0 1 项项目目概概况况 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 1996 4 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 5 人工湿地污水处理工程技术规范 HJ 2005 2010 6 室外排水设计规范 GB50014 2006 7 砌体结构设计规范 GB50003 2001 8 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 9 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 10 给水排水工程构筑物设计规范 GB50069 2002 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 1 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 名名 称称 CODCODCr Cr mg Lmg L BODBOD5 5 mg Lmg L NHNH3 3 N N mg Lmg L SSSS mg Lmg L 设计进水水质 300 150 25 150 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 名名 称称 CODCODCr Cr mg Lmg L BODBOD5 5 mg Lmg L NHNH3 3 N N mg Lmg L SSSS mg Lmg L 设计出水水质 100 20 15 70 2 2 污污染染物物分分析析及及处处理理工工艺艺的的选选择择 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 5 0 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 项项 目目氧化沟法氧化沟法接触氧化法接触氧化法人工湿地法人工湿地法 基建投资基建投资大 大较小 运行费用运行费用高 较低低 抗负荷变化能力抗负荷变化能力 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 污泥回流污泥回流100 动力大 不需要 不需要 能耗能耗较大 小小 占地面积占地面积大 小 较大 操作管理操作管理简单简单简单 3 BODBOD 去除率去除率90 以上93 以上 90 以上 气温 水温影响气温 水温影响较小小 较大 综合评价综合评价 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 20 40 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 4 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 5 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 NH3 N 和 NO3 N 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 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 6 3 3 工工艺艺设设计计 3 1 污水处理工艺流程框图 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 格栅井 复合垂直流 人工湿地 达标排放污 水沉砂池 过滤池 7 3 3 工工艺艺 设设计计 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 设计参数 格栅宽度 B 0 5m 栅条间隙 b 5mm 结构和数量 新建 1 座 采用砖混结构建造 尺寸 L B H 2 0m 0 8m 1 2m 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 设计参数 水力停留时间 4 8min 结构和数量 新建 1 座 采用砖混结构建造 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他比重较大颗粒 防止流入人工湿地导致 堵塞 结构和数量 新建 1 座 采用砖混结构建造 尺寸 L B H 2 0m 2 0m 1 7m 8 3 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 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 结构和数量 新建人工湿地 1 座 分为两个系列 钢砼结构 尺寸 L B H 40 75m 35 75m 2 1m 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 功能 暂时贮存系统出水 设计参数 可根据实际情况稍微增加人工修饰 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 结构和数量 l 座 采用砖混结构建造 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 9 4 4 主主要要构构筑筑物物及及材材料料汇汇总总表表 序号序号名称名称规格参数规格参数单位单位数量数量材质材质 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 m2m21880HDPE 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 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De110m1280PVC 11人工湿地配水集水主管De200m70PVC 12110 200PVC 异径三通110 200个32PVC 13110PVC 管帽110PVC个64PVC 14人工湿地底层砾石粒径 10 20mmm3840 15人工湿地中间层砾石粒径 5 10mmm3980 16人工湿地土壤层石英砂粒径 2 5mmm3420 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 10 5 5 污污水水处处理理装装置置环环保保 安安全全设设计计 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