人工湿地建设方案.docx
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人工湿地建设方案
人工湿地建设方案
第一章项目概况及编制依据
1.1项目概况
1.1.1项目名称
**区环境综合治理。
1.1.2项目性质
新建
1.1.3项目建设规模
●人工湿地1个，日处理污水300m3及配套污水收集管网。
●垃圾转运站5个，12m3。
垃圾桶24个。
●畜禽养殖净化设施二套。
1.1.4项目建设地点
日市海港区。
1.1.5建设总投资估算
该项目建设总投资为126.1万元；
1.2设计围
本设计方案的设计围为新建处理规模合计为300m3/d污水处理站1座以及配套污水收集管网，垃圾转运站5个，12m3。
垃圾桶24个。
1.3设计原则
1、贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规及标准，对*的生活污水进行治理，解决该地区生活污水的污染问题，充分发挥项目的社会、经济及环境效益；
2、通过充分调查研究，在收集、分析资料的基础上，全面规划，统筹考虑，使工程建设与当地的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程的环境效益、经济效益及社会效益；
3、根据当地环保部门的水环境保护要求，合理确定污水处理程度；
4、长期规划和现状结合，通盘考虑，合理确定建设规模；
5、根据当地生活污水的特点和特定环境，因地制宜，选择行之有效、简便、适应性强的工艺，达到污水处理高效率，低投资、低运行费用，管理方便的目的；
6、通过技术经济比较，优化设计方案，力求技术可靠、经济合理；
7、构筑物紧凑布置，减少管理点、降低流程中用于提升的能耗；高程布置上根据场地条件合理选择高程，既保证处理后的污水方便而安全排放，又能降低污水提升能耗，并减少土石方量，降低建设费用；
8、污水处理设备选择低能耗、高效率的设备，以节省能耗，降低投资。
1.4项目建设的必要性和可行性
1.4.1项目建设的必要性
1、项目建设背景
2、项目建设的必要性
1、是保护北郊水库水源反悔河流域的迫切需要
2、国家环境保护的要求
水的污染物质主要为COD，COD是污水中耗氧污染物含量的综合体现，是水体有机污染的一项重要指标。
水体受到有机物的污染，大多数有机物被水体中的微生物吸收利用时，要消耗水中的溶解氧，溶解氧降低到一定的程度，水中的生物，比如鱼类等等就无法生活。
所以需重点解决水体COD的污染问题。
本项目中实施的污水处理建设是执行国家环境保护的要求，保护水体的重要环保工作。
1.4.2项目建设的可行性
党的十七大把生态文明建设提上了议事日程，市在贯彻党的十七大精神
和省的八届四次会议精神的基础上，出台了《关于建设生态文明城市的决定》，这些工作都要求我们要进一步加大环境保护，促进生态建设。
目前，牛场乡政府已将牛场乡生活污水处理工程列为乡政府的重要任务。
考虑污水处理站建成后的运行费用问题，为了保证污水处理站建成后的长期运行，本设计推荐采用运行管理简单、处理效果好、运行费用低的“人工湿地法”处理工艺技术，增强了污水处理站建设的技术可行性。
第二章自然环境状况
1地理位置
2地形地貌
3气候
4水文
第三章污水处理站站址的确定
1站址选择的基本原则
1、位于该区域排水走向的下游，便于接纳污水以及污水的收集、输送、排放和污泥的运输；
2、具备适宜的工程地质条件；
3、厂区地形不受洪涝灾害影响，防洪标准不低于城市防洪标准，有良好的排水条件；
4、具备方便的交通运输和供电条件。
5、少拆迁，少占地，征地容易。
6、根据环境影响评价要求，有一定的卫生防护距离。
7、站址位置应尽量不影响镇区规划景观的要求
第四章污水处理站建设规模的确定
1污水排放现状
目前*的生活污水未经任何处理，长期处于自然排放状态，造成公路上污水横流的状况，给整个乡的面貌造成了极其恶劣的影响。
污水自然向地势较低的土地汇聚，严重污染了部分群众的农用土地，与全国环境优美乡镇的称号不相符，严重影响制约到全乡的发展。
2污水处理站服务围、人口及年限
污水处理站服务围为：
***。
污水处理站服务人口为：
1400人。
污水处理站服务年限为2011年——2035年。
3污水量计算及建设规模确定
根据污水处理站现在的服务人口数量，并考虑到该*在建成高科技现代农业展示园后人口数量的增加和生活水平提高后人均用水量的增加.现对***生活污水处理工程污水量计算如下表：
表4-1***乡生活污水处理工程处理规模计算表
序号
项 目
单 位
2010年
备注
1.
现状服务人口
人
1400
2.
污水处理站服务人口
用水量
m3/d
210
用水量取150L/（d·人）
3.
污水形成率
％
80
4.
污水产生量
m3/d
134.4
5.
截流部分雨水后的
处理水量
截流倍数n0=1
112
由于雨污未分流，考虑部分初期雨水进入污水处理站。
6.
污水处理站规模
m3/d
300
本项目建设规模按300m3/d进行设计。
第五章污水收集管网建设方案
1目前排污管网现状
***现有排水沟不完善，部分排水沟年久失修，已全部堵塞。
生活污水与雨水混合顺地势无序排放，最终渗入农田地下。
本项目的污水收集管网在各村组重新安装到污水处理站铺设排污管道，确保污水全部收集。
2设计原则
1、完善区域的排污系统，尽可能地实现雨污分流，提高污水处理站的利用率；
2、充分利用天然地形落差，建设干流排污管网，实现污水无动力提升，全部排入污水处理站；
3、选择先进可靠的技术、节能的材料、经济结构合理的结构形式，完成该地区生活污水的收集。
3排水管管材的选择
3.1排水管管材的选择原则
1、必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和部的水压；
2、应能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损；
3、管道必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入；
4、管道壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小；
5、管道应能就地采购，以降低工程造价。
结合本工程实际情况，本可研建议采用双壁波纹管作为污水管网的排水管。
4污水管网建设工程量
根据实际情况，管网工程量见下表：
表5-3污水管网建设工程量明细表
序号
工程名称
单位
工程量
材质
备注
1
排污管DN300
m
1500M
双壁波纹管
新建
2
污水检查井φ1000mm
个
25
砖砌
新建
第六章农村生活污水处理技术
1、生活污水的性质
农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。
生活污
水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类，其BOD5浓度约为：
100～250mg／L之间。
生活污水中含有多种微生物，新鲜生活污水中细菌总数在5×105～5×106个／L之间，并含有多种病原体。
生活污水中悬浮固体物
质含量一般在200～400mg／L之间。
污染物平均浓度见表3－1。
由于生活污水中污染物以有机物为主，同时生活污水中还含有许多微生物，对有机污染物进行分解，因而生活污水是不稳定的、生物可降解的和易腐烂的，如果不经处理直接排放到环境中去会引起环境的污染。
表3－1生活污水污染物平均浓度
（单位：
mg/L）
项目
类别
CODcr
BOD5
SS
PH
原污水
300～350
100～250
300～350
6.5
（注：
参考有关资料确定）
2、生活污水的处理方法
由于生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，
所以通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法。
生活污水的处理方法从处理工艺上分有：
厌氧生物处理和好氧生物处理。
从处理方式上分：
有集中处理和分散处理。
集中处理的方法多采用好氧生物处理，运行可靠，处理效果好，但存在着基建投资大、动力消耗多、运行费用高、剩余污泥处理难等问题；分散处理方法大多数为厌氧生物处理，处理设施投资少、运行费用低，但相当一部分处理设施存在着处理效果不稳定、难以达到排放标准的问题。
城市生活污水处理大多数采用集中活性污泥法处理，但这种方法不完全适宜农村。
3、农村生活污水处理工艺比较与选择
农村生活污水的处理应选用投资少、运行管理方便费用低的小型分散式处理方法为主。
目前此类处理方法有以下几种：
⑴、生活污水净化沼气池
生活污水净化沼气池是采用厌氧发酵技术和兼性生物过滤技术相结合的方法，在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成CH4、CO2和水，达到净化处理生活污水的目的。
其处理工艺：
生活污水格栅池前处理区［一级厌氧发酵、
二级厌氧发酵（挂膜）］后处理区（兼性生物滤池）排放
生活污水沼气净化池在全国大部分地区得到了推广，它的优点是：
不消耗动力、运行稳定、管理简便、剩余污泥少、还能回收能源（沼气），建在绿化或菜地下，不占地，投资为省。
但从目前推广使用情况来看，生活污水净化沼气池在技术上也存在一定的问题。
主要是：
污水停留时间长，出水中部分指标未达排放标准等。
根据我省使用情况调查看，生活污水净化沼气池的出水基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级标准，见表3－2。
从监测数据看其处理效果都达到二级或优于二级排放标准，同时至今也未进行清渣，但没有发生堵塞，也未发生运行费。
由此可以说明生活污水净化沼气处理技术，虽然存在一些缺陷，但总体上技术是成熟的，通过进一步的技术改造其处理效果会更加好。
表3－2《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
（单位：
mg/L）
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（BOD）
10
20
30
60①
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）
5（8）
8（15）
25（30）
9
总磷（以P计）
0.5
1
3
5
10
色度（稀释倍数）
30
30
40
50
11
PH
6～9
6～9
6～9
6～9
12
粪大肠菌群数（个/L）
103
104
104
注：
①下列情况下按去除率指标执行：
当进水COD大于350mg/L，去除率大于60%；BOD大于160mg/L时，去除率应大于50%。
②括号外数值为水温>12°C时的控制指标，括号数值为水温≤12°C时的控制指标。
⑵、水解酸化-人工湿地处理技术
工艺流程图
水解酸化-人工湿地处理技术结合了水解酸化池技术和人工湿地技术，在一定程度上提高了人工湿地的处理效果，但是其水解酸化只能在一定程度上使大分子有机化合物分解成小分子有机物，其对人工湿地的后续处理帮助不大。
再者其设有沉砂池、调节池、污泥干化池等，工序繁琐，占地大，机械设备使用量大，对交通，电力，药剂等要求较高，其没有考虑到对废弃物的资源化和无害化。
（3）、人工湿地生活污水处理技术
“湿地”泛指暂时或长期覆盖水深不超过2米的低洼地、及低潮时水深不超过6米的沿海地区，包括各种咸水、淡水沼泽
地、湿草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。
湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且还在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀动物资源以及涵养水源、补充地下水等方面起到重要作用，享有“地球之肾”的美誉。
根据湿地形成的条件可把湿地分为自然湿地和人工湿地。
自然湿地即在自然状态下形成的，如上述所说的湿地。
而人工湿地是科学家受天然湿地净化功能的启发而发明的一项技术。
人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有
机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。
人工湿地按水流方式可分为潜流湿地和漫流湿地。
潜流湿地是在填料床表层面上栽种耐水、且根系发达的植物，污水经格栅池、沉淀池预处理后进入湿地床，以潜流方式流过滤料，污水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤，和被微生物与植物根营养吸收、分解使污水获得净化。
漫流湿地（又称自由水面湿地）是污水进入湿地后，在湿地表面维持一定厚度水层，水流呈推流前进，形成一层地表水流，并从地表出流。
污水中有机物经沉淀，根系拦截，吸附，吸收，分解而获净化的。
按水流方向可将人工湿地又分为水平流湿地床和垂直流湿地床。
垂直流湿地床的水流通过导流管或导流墙的引导，在湿地床上下流动，多个垂直流湿地床串联起来称之多级垂直流湿地。
水平流湿地床的水流是按一定方向水平流动。
在实际过程中有时将垂直流湿地床与水平流湿地床组合起来使用，这种湿地床称之组合式湿地床。
垂直流湿地床较水平流湿地床负荷高。
目前国人工湿地的应用已具有一定规模的如：
石岩1.5万m3/日处理量人工湿地，占地2.4万m2，运行成本0.18元/吨（自动投放水）水力停留时间12小时。
其工艺流程：
表3－5石岩人工湿地净化水质（单位：
mg/L）
项目
CODcr
BOD5
P
－P
TP
NH3－N
TN
进水
86～312
40～172
1.08～5.43
1.89～5.90
7.58～22.4
16.1～23.9
平均值
207.4
112.4
3.57
3.57
16.9
19.25
出水
8～61.2
1～17.4
0.01～0.356
0.08～0.692
0.91～11.2
2.84～14.2
平均值
22.2
6.15
0.13
0.26
5.8
8.48
平均去除（%）
89.3
94.5
96.4
92.7
65.7
56
（4）、无动力生活污水处理技术
上述几种小型生活污水净化处理装置，既有各自的优点，同时也存在不少问题。
如何选择一种处理效果好、造价低、运行管理方便的处理技术，是解决目前农村生活污水处理问题的关键。
纵观以上几种处理工艺，其中生活污水净化沼气处理工艺和人工湿地生活污水处理工艺这两项技术，优点比较明显，技术也比较成熟。
生活污水净化沼气池，（见附示意图3－1）前处理厌氧发酵比较充分，有机物的去除效率也比较高，后处理兼性滤池的生物过滤效果也很明显。
其主要问题是对悬浮物、氨氮和磷的去除效果差一些。
而人工湿地的缺陷是进水要求比较高，必须有前处理先去除生活污水颗粒杂质，避免引起湿地滤料的堵塞，而人工湿地去除氨氮和磷的效果却非常好。
通过填料粒径级配合理调整，滤清出水，悬浮物定能达标。
这两项技术在处理生活污水方面恰好能取长补短，如果将它们有机地结合起来处理效果非常好。
经专家近一年调查、分析、评估，提出了无动力生活污水处理系统技术整合方案（见附示意图3－2）。
无动力生活污水处理系统的优点：
1不需要建居住区外的排水管道，投资省。
2厌氧发酵池+人工湿地，可以分建或合建，可利用河塘边坡、绿化地，不占或少占良地。
3在污水净化过程中还能回收能源—沼气，各地实践结果，12户产生的沼气可供一户用。
厌氧发酵后的残留物－沼渣每年清掏一次，它是一种优质的有机肥，可作农肥和集中居住小区绿化的肥料，不存在剩余污泥处理问题。
4人工湿地可与小区绿化有机结合，栽种观赏植物，成为小区的一个景观，可谓一举多得。
5人工湿地净化出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放控制标准》的二级标准。
可直接排入到环境水体，也可作小区景观水体的补充水，或用来农灌、浇花草。
在水资源缺泛地区是一种水资源循环利用的有效措施。
6污水处理过程中地形允许，可利用污水排放的水位差势能，无须动力提升，故无运行能耗，只需少量定期维护管理的人工费，如果考虑到沼气的回收，还有一定的收益。
若排放水体水位高，则需架设水泵排水，付少量运行费。
7有不少地方采用土工膜或三灰土夯实方法作人工湿地床防渗漏，造价尚可降低。
但厌氧发酵—人工湿地处理技术，也有一定的缺陷，如一次性投资稍高（每户达700－900元），占地稍多（每吨水占地约1.7－2m2），冬季净化效果有一定影响等。
综合多种因素分析，它是新农村建设中生活污水治理较佳的方案。
第七章无动力生活污水处理系统设计
1、生活污水排放量的确定
生活污水的排放量是随着居住环境、生活水平、生活习惯以及水资源情况的不同，其差异较大。
国家1989年制定农村生活饮用水量卫生标准（GB11730－89）中（见表4－1），对有洗涤池或有洗涤池及淋浴设备的三类地区人均日最高用水量为60～100L。
考虑到我省的经济发展状况、农村生活水平的提高，在进行农村生活污水排放量计算时，建议人均日用水量：
150L/人·日，污水排放量按用水量的0.8计算。
表4－1农村生活饮用水量卫生标准（GB11730-89）
（单位：
L/人•日）
气候
分区
供水
条件
给水卫生设备类型及最高日生活用水量
集中
给水龙头
龙头安装到户
无洗涤池
有洗涤池或有洗
涤池及淋浴设备
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
计量收费供水
20～35
20～35
30～50
30～50
20～40
30～40
30～40
40～70
40～70
35～55
40～70
40～70
60～100
70～100
50～80
2、厌氧发酵池有效容积计算
（1）、为确保厌氧发酵充分，一级厌氧发酵池设计的水力停留按26小时计算，二级厌氧发酵池（生物挂膜）设计的水力停留时间按24小时计算。
（2）、二级厌氧发酵池挂膜填料计算
V填=V2×50%
式中：
V填—填料体积（m3）；
V2—二级厌氧发酵池有效容积（m3）。
3、人工湿地设计
⑴、有效面积：
F=Q/0.6（或0.5）
式中：
F—湿地床有效面积（m2）；
Q—污水排放量，m3/日；
0.6（或0.5）—潜流湿地床面积负荷为0.5～0.6m3/m2·日。
⑵、径流时间：
人工湿地床污水径流时间不小于26小时，可作为有效面积校核。
一、二级厌氧发酵与人工湿地污水处理过程总的水力停留时间为
76－80小时。
⑶、人工湿地床形式：
一般采用垂直流湿地床多级串联。
地形有利于垂直流湿地床与水平流湿地床组合的，也可采用垂直流湿地床与水平
流湿地床组合形式。
垂直流湿地床串联一般为4～5级。
为使湿地床
水流均匀，减少死角，可视湿地床总面积，分多组并排多级分床串联。
⑷、人工湿地床布水方式：
人工湿地床与二级厌氧发酵池串联，进第一级湿地床底部的水系由隔墙的花格孔5cm×5cm方孔引入水，上行流至第一级湿地床与第二级湿地床之间隔墙顶部经汇水堰（亦为布水堰）进入第二级湿地床，水下行流至第二级湿地床与第三级湿地床隔墙花格孔进入第三级湿地床，水上行流至
第三级湿地床与第四级湿地床之间隔墙顶部经汇水堰（布水堰）进入第四级湿地床，水再下行流至第四级湿地床与第五级湿地床之间隔墙花格孔进入第五级湿地床，然后水上行流至第五级湿地床顶部经汇水堰渠或齿形汇水槽，由Ф200UPVC管排放出去。
布水堰（汇水堰）顶应水平。
亦可由二级厌氧发酵池出水排入一级湿地床前沿齿形槽布水，水下行流至床底部隔墙花格孔或隔墙顶部堰向下级床布水，若五级床串联则由末级床底板穿孔汇水管引水到集水井排放；若四级床串联，由末级床填料表层池壁处设齿形汇水槽排放。
在布水墙花格孔或布水堰的布水面10cm断面，配置粒径30～40mm砾石或碎石，使水流均匀流过湿地床断面。
⑸、人工湿地床填料（粒径、级配、厚度、材质）
一级湿地床填料粒径φ10～40mm，厚度0.83m；
二级湿地床填料粒径φ10～30mm，厚度0.81m；
三级湿地床填料粒径φ7～20mm，厚度0.79m；
四级湿地床填料粒径φ5～15mm，厚度0.77m；
五级湿地床填料粒径φ1～3mm，厚度0.75m。
一至四级填料为建筑碎石、石灰石，碎砖等，五级为砂，砂粒径级配主要为滤清出水，使悬浮物达标。
若四级床串联，二级湿地床填料粒径为φ10～25mm，三、四级床采用四、五级床填料粒径。
污水在填料表层3cm以下流动，防止蚊蝇孳生，水面以上称之为保护层，保护层材质可用石屑、煤屑、砂或复土等。
一级至五（4）级人工湿地潜流总长度3.08m，一般潜流过程总停留时间达31小时左右，径流速度9.9－12cm/时左右。
⑹、人工湿地植物的选择：
人工湿地植物应因地制宜选择，总体要求要耐水、根系发达、多年生、耐寒，具有吸收氮、磷量大，兼顾观赏性、经济性。
目前常用的有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、水竹、水葱、大米草、鸢尾、蕨草、灯芯草、再力花等。
水芹、空心菜已试用于湿地，亦显较好效果。
栽种方法视植物而定，一般每平方米8～10穴，每穴栽2～3株。
亦可用行距10cm，蔟距15cm控制。
香根草：
据有关专家和资料介绍，香根草具有旱生和水生特点，完全淹水条件下能正常生长。
抗逆性强，在气温－15－55℃,年降水量200－600mm，PH3.8－10.5，高盐、强碱环境下均
能正常生长，香根草根系发达紧密，粗1－2mm，深2－3mm以上，不会自然扩散蔓延成杂草。
它具有较高的拦截悬浮物，吸附，吸收有机质能力和高效净化污水能力。
去除水体中总氮达70％，NH4－N达91％，总P达93％，COD\BOD分别达90％和80％。
香根草叶是牛羊饲料，可作编织品和培养食用菌的原料。
现已引进在如皋、靖江两地试用，如果证实上述效果，则人工湿地床径流部分可埋深至1.5－3m处，湿地填料厚度可增至1－1.2m，负荷提高至0.75－0.8m3/m2·d，减少了占地面积。
在填料上方复填煤屑、石屑、砂或（煤屑＋土）至地面平，再栽种香根草，消除人工湿地床低于地面落差空间和担心蚊虫滋生以及气味问题。
香根草栽种方式为棵距30－40cm，每棵8－10株。
4、污水排放管道、厌氧发酵池与人工湿地系统流程高度的控制
⑴、室排水管理深原则：
室排水管尽可能降低埋深，管底可控制在冰冻线以上0.15m，但复土厚不小于0.3m。
这样有利于净化沼气池和人工湿地床流程布置，亦降低室外排水管道埋深和减少土方工程。
⑵、配水井及一、二级厌氧发酵池标高控制：
室排出管的埋深标高，决定一级厌氧发酵池配水井进水与出水管底标高、落差及一、二级厌氧发酵池水位标高，可参照S03-2004《生活污水净化沼气池》标准图集规定采用。
⑶、人工湿地床流程标高控制：
人工湿地床第一级床潜流水水位较二级厌氧发酵池水位（二者串联建）低20mm，距离湿地填料表层30mm。
第二、三、四、五级湿地床水位均较前一级湿地床水位低20mm。
⑷、人工湿地床排空管设置：
排空管设在各级湿地床底板上，若无排空井集水，则应设抽水设施，用于调试期间调控湿地床水位，促进植物根系伸向湿地床底部。
5、污泥（沼渣）清掏设施的设置
无动力生活污水处理设施，运行一段时间要进行污
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