蒋东岙方案.docx
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蒋东岙方案
黄岩区上郑乡蒋东岙村
农村生活污水处理工艺设计方案
1项目概况
1.1项目名称、地点
项目名称：
台州黄岩区上郑乡蒋东岙村生活污水处理工程
项目地点：
台州黄岩区蒋东岙村
1.2项目设计单位：
宜兴环发环保设计院
1.3项目概况
根据现场实际调查，蒋东岙村目前总人口750人左右，村庄内无工业企业、学校、医院、饭店，均为常驻人口，污水水质为常规生活污水。
根据村庄人口分布情况，本项目设置1个终端处理设施，服务人口750人，参照黄岩区环保局文件规定，本处理设施按照75L/（人·d）排污量进行设计，则规划处理设施处理污水56.25m3/d的1个。
2工艺方案的选择与设计
2.1设计依据
●《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
●《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
●《给排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
●《给水排水工程快速设计手册》（排水工程）
●《污水稳定塘设计规范》（CJJ/T54-93）
●《城市污水土地处理技术指南》，国家环保总局科技标准司，1997年
●《城市污水土地处理利用设计手册》,高拯民编著。
●《关于控制建设工程造价的若干规定》—国家计委[1988]30号文件
●《关于调整建筑安装工程费用项目组成的若干规定》—建设部、建行建标字[1993]第894号
●《建筑安装工程费用项目组成》,建设部、建行建标字[1993]第894号
●给排水构筑物施工及验收规范（GBJ142—90）
●采暖与卫生工程施工及验收规范（GBJ242—82）
●业主提供的相关资料和我单位调查获得的资料。
2.2设计原则
（1）在满足工艺、总平面布置及其它专业要求同时，根据构筑物使用功能要求，合理区分，妥善解决平面各组成部分之间的相互关系，安排各使用空间的相对位置。
（2）选择合适的交通联系方式，组织好建筑内部与内外部之间的交通联系。
交通联系要简捷明确，避免流线相互交叉干扰。
（3）按照构筑物的性质、规模和建设环境，确定平面形式，做到布置紧凑、节约用地。
（4）满足工艺、通风、采光、安全要求，根据构筑物类别，功能特征进行构造处理，选择装饰材料的，注意美观要求，讲求经济效益和社会效益。
（5）设计结合农村周围环境，注重与周围环境协调及环境美化，坚持实用与美观相结合的原则，为建设现代化农村创造条件。
2.3设计工艺处理目标
2.3.1进水控制指标
根据文献调查和我单位承担东部发达地区农村生活污水处理工程实践经验，东部发达地区农村污水污染物浓度和排放量定额见表2.1：
表2.1农村污水水质水量设计定额
污水指标
COD（mg/L）
BOD（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N（mg/L）
TP
（mg/L）
PH
Q
（L/人·d）
原水
≤400
≤200
≤220
≤40
≤4
6-9
75
2.3.2处理出水控制指标
本工艺要求经过人工湿地单元处理后水质指标能够预期达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。
《城镇污水处理厂污染物排放标准》见下表所示：
表2.2《城镇污水处理厂污染物排放标准》
序号
基本控制项目
一级标准
二级标准
三级标准
A标准
B标准
1
化学需氧量（COD）
50
60
100
120①
2
生化需氧量（BOD5）
10
20
30
60②
3
悬浮物（SS）
10
20
30
50
4
动植物油
1
3
5
20
5
石油类
1
3
5
15
6
阴离子表面活性剂
0.5
1
2
5
7
总氮（以N计）
15
20
-
-
8
氨氮（以N计）②
5（8）
8（15）
25（30）
-
9
总磷
（以p计）
2005年12月31日前建设
1
1.5
3
5
2006年1月1日起建设
0.5
1
3
5
10
色度（稀释倍数）
30
30
40
50
11
ph
6--9
12
粪大肠菌群数（个/l）
1000
10000
10000
-
注：
①下列情况下按去除率指标执行：
当进水COD≥350mg/l时，去除率应大于60%；
BOD≥160mg/l时，去除率应大于50%。
2.3.3污染物去除效率控制指标
根据浙江黄岩当地农村污水浓度和水量排放定额以及地方环保部门的排放要求，确定各类污染物去除效率指标如表2.3。
表2.3污染物去除效率设计指标
污水指标
COD
（mg/L）
BOD
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
TP
（mg/L）
PH
原水
≤400
≤200
≤220
≤40
≤5
6-9
出水
60
20
20
15
1
6-9
去除效率（％）
85
90
91
65
75
－
2.4工艺方案的选择
根据黄岩区环保局文件规定，对于村庄水量较小的污水处理采用无动力污水处理系统。
本项目水量较小，且村庄比较偏僻，若采用有动力污水处理系统，需要设专人管理，不现实。
因此本设计方案采用厌氧＋人工湿地处理工艺。
工艺流程如下：
生活污水
2.5污水预处理系统
2.5.1窨井
设计总管在每户排污口处预留接入口，原则在每户接入总管处建设一个窨井，便于以后村民排污管接入总管，窨井起到阻隔杂物和化粪池沉淀作用，农户定期清理沉淀杂物，后续处理工序可以不设置粗细隔栅。
2.5.2水解调节池
由于生活污水来水不均匀，造成来水水质、水量波动较大，因此建设一座水解酸化调节池使进入生化处理的废水水质、水量均质稳定，通过水解酸化作用将难降解有机质分解为小分子有机物，改善污水可生化性。
水解酸化是厌氧生物处理的三个阶段的前两个阶段，即水解和酸化阶段（酸化一般也不彻底），水解、酸化阶段的产物主要是小分子的有机物，可提高原水的可生化性；由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味；水解酸化工艺停留时间短，BOD去除率可达35～50%，COD去除率可达30～60%，SS去除率70～80%。
农村生活污水的主要来源是厨房洗菜淘米水、厕所粪便冲洗水以及洗浴、洗涤污水。
污水由于含有较多的蛋白质、脂肪类等从而具有高COD、N、P等特性。
为降低人工湿地运行负荷，增加运行稳定性，特别是弥补冬季湿地处理能力有所下降的缺陷，在废水进入人工湿地前增加厌氧处理工序。
厌氧微生物能有效降解长链有机污染物为可生化性较好、且容易被微生物吸收的短链小分子物质。
同时经过微生物厌氧作用，污水中的COD、N、P等污染物得到有效降低，减轻湿地处理负荷。
2.6潜流人工湿地处理系统
2.6.1人工湿地去除污染物的机理
人工湿地是一种为处理污水而利用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物，在构筑物的底部按一定的坡度填充选定级配的填料（如碎石、砂子、泥炭等），池底坡降及填料表面坡降往往受水力坡降及填料级配的影响，一般选值范围为1%~8%。
在填料表层土壤中种植一些处理性能良好，成活率高，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物（如芦苇）。
适合人工湿地种植的水生植物有芦苇（reed）、香蒲（cattail）、灯心草（rush）、昌蒲（calamus）、香根草、风车草等。
池深的选择根据池形、水质及湿地植物的根系深度来进行，以使大部分污水都能在植物根系中流动。
人工湿地填料应尽量就地取材，货源充足，价廉易得。
最常使用的填料是砂子和碎石，此外还有沸石、土壤、鹅卵石、煤渣、粉煤灰等。
人工湿地工艺系统对污染物的去除主要是通过物理沉淀、过滤、化学沉淀、吸附、微生物降解和植物吸附等过程，去除水中有机物、悬浮物、氮、磷、金属、油脂和病原体等。
主要机理归纳为表2.4。
表2.4湿地系统去除污染物的作用机理
反应过程
对污染物的去除与影响
物理反应
吸附
可沉降固体在预处理及湿地中沉降去除，可絮凝固体也能通过絮凝沉降去除，随之使BOD、N、P、重金属、难降解有机物以及细菌、病毒得到去除
过滤
通过颗粒间的相互引力作用及植物根系与介质的阻截作用使可沉降与可絮凝固体被阻滤而得以去除
化学反应与物化反应
化学沉淀
磷与重金属通过化学反应形成难溶解化合物或与其他难溶解化合物沉淀去除
吸附
磷与重金属被吸附在土壤的植物根茎表面，某些难降解有机物通过吸附去除
分解
由于紫外线辐射及氧化还原等反应过程使得难降解有机物分解或变成稳定性较差的化合物
生物反应
微生物代谢
利用悬浮的、底泥的以及寄生栖息于植物上的细菌代谢作用将凝聚性与可溶性固体进行生物分解；通过生物硝化－反硝化作用进行脱氮，微生物也能将部分重金属氧化还原或还原后经阻滤或者结合而加以去除
植物反应
植物代谢
植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用
植物吸收
相当数量的N、P、重金属及难降解有机物被植物吸收去除
自然死亡
细菌和病毒处于不适宜环境中引起自然死亡
2.6.2影响人工湿地处理效率的主要因素
●水文。
湿地系统的水力状态，湿地中的水和土壤的蒸发作用与植物的蒸腾作用影响较大，蒸发和蒸腾与太阳辐射、气温、降水、相对湿地和风速等气象因素有关，需要作调查和设计考虑。
●氧源。
湿地中有机物好氧分解需要的氧气主要来自大气复氧和植物供氧。
大气复氧动力来自氧分压差。
湿地绿色植物光合作用释放大量氧气增加地面氧分压，增加大气复氧量。
植物根茎、根毛直接向周围环境释放氧气。
故选择湿地植物主要是看植物输氧量指标。
●植物。
湿地处理系统以生长水生植物为主要特征，水生植物对污水净化作用主要是为微生物生长提供了界面。
植物根毛可以释放氧气，并吸收污水中的磷、氮等。
芦苇之所以是湿地常用的水生植物的主要原因是其中输氧能力强，价廉易成活。
据测定，其输氧速率可达到28.8gO2/（m2.d），湿地水利负荷为8.1cm/d，有机负荷为60－121.5kgBOD5/（104m2.d）及氨氮负荷为12-24.3kgNH3/（104m2.d）时，可供氧量达到288kgO2/（104m2.d）。
●土壤。
土壤床基层是湿地处理系统的重要组成部分，土壤的特征直接影响某些污染物去除效果，地下潜流湿地能否保持潜流取决于土壤的透水性能。
土壤渗透率以0.025-0.035cm/h为宜。
●微生物。
湿地中只有吸附在植物根茎部位的微生物才能对污水净化发挥作用，其次为介质上的微生物。
其净化效果取决于停留时间、接触反应条件、供氧与需氧状况及水温有关。
●水温。
湿地处理系统的有机物去除主要是生化反应，水温对污水生化反应速率影响很大。
冬季水温低，处理效率大大降低。
本设计方案为确保水质稳定达标，在预处理工艺选择上，特别是小水量规模的兼性塘、好氧塘设计时选取的保险系数较高，夏季高温时，预处理就基本可达标，冬季低温时加上湿地运行，可保障长年稳定达标；在大水量规模设计时采取了传统的地埋式微动力设施，在夏季温度较高时，湿地处理效果好，可减少动力消耗甚至停止曝气，使地埋式微动力设施发挥水解酸化或者厌氧消化作用；冬季由于湿地效果较差，地埋式微动力设施满负荷运行，污染物去除重要靠预处理来保障。
2.6.3主要设计参数选择：
参照已有的研究成果和工程经验，再结合相关公式的计算，本人工湿地中，各主要结构设计参数如下：
Ø基质床深：
1.0m；
Ø水力停留时间（HRT）：
4d；
湿地采取雪糕式中间布水，向两侧流动。
湿地床的进水系统应保证配水的均匀性，一般采用多孔管和三角堰等配水装置。
进水管应比湿地床高出0.5m。
湿地的出水系统一般根据对床中水位调节的要求，出水区的末端的砾石填料层的底部设置穿孔集排水塑料管，并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。
当接纳最大设计流量时，进水端不能出现雍水现象；当接纳最小流量时，出水端不能出现填料床面的淹没现象；有利于植物生长，床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。
2.6.4湿地基质选择
人工湿地中的基质又称填料、滤料，是人工湿地的核心组成部分。
基质既可为微生物的生长提供稳定的依附表面，也可为水生植物提供支持载体和生长所需的营养物质。
当废水流经人工湿地基质床时，基质还通过一些物理、化学途径（如吸附、沉淀、吸收、过滤、络合反应和离子交换等）来去除污水中的有机物、N、P等营养物质。
湿地基质的选择因特征污染物的不同而不同，目前主要应用于人工湿地的基质有：
石块、砾石、沸石、砂粒、细砂、砂土、碎瓦片和土壤。
构造湿地床时可以选取其中的一种或几种进行搭配。
基质选择时还得考虑便于取材、经济适用等因素。
在本湿地建设中，选用不同粒径的卵石、砾石、土壤来构建湿地基质床，具体见表2.5。
表2.5湿地基质配置
序号
基质
规格
（mm）
备注
1
卵石
50～80
整流布水
2
砾石
20～30
廊道前区
3
砾石
10～20
廊道中区
4
砾石
5~15
廊道后区
5
土壤
－
原位地面表层20cm土壤，用以种植植物
2.6.5湿地防渗措施
本项目人工湿地整个底板采用混凝土一次浇注，杜绝了废水渗漏。
2.6.6湿地植物选择
选择植物时需考虑的因素很多，但主要体现一下几个方面：
（1）耐污能力强，去污效果好
耐污能力强和去污效果好是选择湿地植物的首要原则。
湿地系统应根据不同的水质特征选择不同的湿地植物，如选择不当，可能导致植物死亡或者去污效果不好。
（2）适合周围环境和气候条件
人工湿地选择的植物还必须适应黄岩当地的土壤和气候条件，特别是要搭配能在冬天生长良好的湿地植物，以维持湿地系统运行的稳定性，否则，难以达到理想的湿地处理效果。
（3）发达的根系
在正常运行的人工湿地中，植物和附着生长在根区表面及附近的微生物对污染物的吸收和分解起重要作用，因此，选择根系比较发达、根系较长的水生植物，能够大大扩展人工湿地净化污水的空间，提高其净化污水的能力。
（4）方便管理、景观效果好
选择的湿地植物必须具有较强的抗病虫害能力，并且种植和培育方便；同时，湿地植物选型中要搭配有水生花卉植物，能够在花季来临时给郁郁葱葱的绿色增添几分跳动的生机，构建花园式湿地水质净化系统。
通过对目前应用广泛的湿地植物特点的调查和分析，本人工湿地系统拟选择的植物配置见表2.6。
表2-6湿地植物配置
序号
植物
株高
（m）
繁殖季节
水质净化特点
备注
1
香蒲
1～2
春
应用最广泛，耐盐碱、去除有机、无机污染物，降低污水中的细菌浓度，去除病原体
4月份栽种
2
风车草
0.50～1
春
生物量大，有机物处理效果好，株形秀丽，观赏价值高
4月份栽种
3
美人蕉
0.7～1.5
春
黄花种污染物去除能力强，观赏性较好。
4月份栽种
4
黑麦草
0.2～0.5
全年
抗病虫害能力强，适应冬季气候
9月份栽种
5
灯心草
0.4～0.7
全年
污染物去除能力强，有一定的病原体去除能力，适应冬季气候
9月份栽种
2.6.7湿地蚊蝇控制
潜流湿地本身就具有减少蚊蝇孳生的优点。
但若湿地运行中出现漫流，则就会大大增加了蚊蝇孳生的机率。
因此，严格控制过水流量、设计漫流快速溢流口是控制蚊蝇的前提。
植物种植密度也是控制蚊蝇孳生的关键要素。
本湿地将选择适宜的植物种植密度以控制蚊蝇孳生。
使用杀虫剂来消除蚊虫是非常有效的一个措施，但这种方式也会带来一些副面影响且价格也较昂贵，因此该措施只有在万不得已时才加以采用。
2.7主要建构筑物
本设计中采用的主要污水处理构筑物为厌氧池和人工湿地处理系统。
表2-7主要建构筑物一栏表
数量
服务人口
设计水量
（m3/d）
水解调节池
人工湿地
设计尺寸（m×m×m）
设计尺寸（m×m×m）
1
750
56.25
12×4.9×2.5
28.8×11.9×1.0
2.8管网布置
管网布置主要为布置纳污总管线和支管线，以及设置窨井。
具体管网布置参见管线图。
2.8污泥处理
对于系统中产生的污泥可每隔半年清理一次，清理出的污泥可直接用于田地肥料。
3投资概算
本项目主要投资费用为管网布置、土建工程（包含装填基质、种植植物）和施工工程产生的费用，以及设计、调试、税率等产生的其他费用。
土建费用概算见表3.1，设备投资概算见表3.2，管网布置费用概算见表3.3，其他费用概算见表3.4，总投资费用概算表3.5。
表3.1土建工程费用概算
（一）（万元）
5m3/d终端（1个）
辅助设施
项目
水解调节池
人工湿地
污水检查井
窨井
住户集水井
设计尺寸（m×m×m）
12×4.9×2.5
28.8×11.9×1.0
0.8×0.4×1
0.8×0.4×1
0.4×0.4×0.5
容积
147m3
342m3
0.32m3
0.32m3
0.08m3
数量
1
1
2
48
105
单价
0.05（钢混）
0.05（钢混）
0.04（砖混）
0.04（砖混）
0.04（砖混）
总价
7.35
17.1
0.03
0.77
0.42
总计
24.48
1.19
总计
25.67
表3.2设备投资概算
（二）
序号
名称
规格
数量
单价（万元）
总价
1
弹性填料及支架
L2m
125m3
0.04
5.0
表3.3管材配件费用概算（三）
建设点
管道
规格
管道类型
数量（m）
单价
（元/m）
金额
（万元）
合计
（万元）
一
DN200
UPVC排水管（主管）
800
36
2.88
6.72
DN110
UPVC排水管（主管）
900
24
2.16
二
DN110
UPVC排水管（支管）
700
24
1.68
三
管件等
0.5
四
管道沟土方840m3，水泥路面开挖、修复50m3
3.96
合计
11.18
表3.4其他费用概算（四）
项目
依据
费用（万元）
安装费
[
（二）+（三）]×15%
2.4
管理费
[
（一）+
（二）+（三）]×5%
2.1
运杂费
[
（一）+
（二）+（三）]×3%
1.2
税金
[
（一）+
（二）+（三）+（四）]×6%
2.8
合计
8.5
表3.5总投资费用概算
项目
费用
土建工程费（万元）
25.67
设备费用（万元）
5.0
管材配件费（万元）
11.18
其他费用（万元））
8.5
总计（万元）
50.35
4运行成本
本项目无设备，无运行费用。
5湿地和有关设施的运行管理
人工湿地的运行管理主要包括设备管理、设施管理、田间管理和水质水量监控等方面。
田间管理主要是湿地植物芦苇的管理。
1、种植和生长管理。
选择适合当地生长的优良品种，保留两个完整根节为一段，间隔2m栽植，种植季节通常选择清明前后，气温在10℃以上。
种植后浇水保持湿度，待发芽长高后不断提高水深，以不淹没芽顶为限。
为促使根系发育和主根扎深，应周期性停水晒田。
对移植土壤含盐量较低的芦苇，湿地床高盐量会影响芦苇发育。
当种植地含盐量高时，应先行放水洗盐。
2、收割。
芦苇每年收割一次，收割可以将成熟的芦苇连同吸收的营养物和其他成分从湿地中移出，促使芦苇生根和维持下年度的生长和吸收、净化污水中污染物的作用。
收割前应停止进水使地面干燥，还要及时清理落下的残枝败叶，并平整土地，铲除凸起部分，填平沟壑。
收割时应保留芦苇20－30cm，便于冬季运行时支持冰面，也有利于春季发芽生长。
3、病虫害防治。
在湿地运行初期应注意采取相应防治措施。
预处理处理设施建成后也需要相应的维护和管理。
为此，建议设立专门的管理机构，配置几名专业人员或者兼职人员，定期对全区各个分散的生活污水处理设施和湿地进行巡查和管理。
要求该人员具有一定的环境工程知识背景，可以简单修理机电设备，并对处理设施进行定期检查。
具体要求如下：
（1）运行初期，每天到现场检查一次，持续一个月；
（2）试运行期后，每周检查两次；
（3）季节更换及雨季时，注意观察湿地植物生长状况，如果湿地内植物对发生病虫害造成水质恶化，应及时组织人员清理，费用由当地政府支付。
（4）以上工作应有相关记录。
（5）为使现有人工湿地运转良好，要求区内生产生活废水严格按定额排放，水量突然增加时，可由湿地穿越管道直接排放回用沟渠，防止对湿地造成严重冲击。
待水量回落时，可用泵抽回水解调节池。
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