東昇鎮生活汙水人工濕地設計方案
人工濕地的淨化機理：
對ss：濕地系統成熟後，填料表面和植物根系將由於大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經生物膜時，大量的ss被填料和植物根系阻擋截留。
對有機物：有機汙染物通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去。
對n、p：濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的環境中依次出現好氧、缺氧、厭氧狀態，保證了廢水中的氮磷不僅能通過植物和微生物作為營養吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用將其除去，最後濕地系統更換填料或收割栽種植物將汙染物最終除去。
一、汙水水質
（一）、作為生活汙水處理的主體工程。
按照城鎮生活汙水水質一般範圍，可認為東昇鎮生活汙水水質狀況如下：cod 250—350mg/l（專案取中間值300 mg/l，需監測核實）；bod 150--250 mg/l（取中間值200 mg/l）；ss 200--300 mg/l（專案取中間值250 mg/l）; nh3—n 30--40 mg/l（取中間值35 mg/l），p 8--10mg/l（取最大值10 mg/l）；水量按照5000m3/d設計。
（二）、作為生活汙水處理廠的後續工程。
一般鎮區均需要建設二級汙水處理廠，按照城鎮汙水處理廠的出水標準，如東昇鎮二級汙水處理廠達標排放，則汙水處理廠出水應執行廣東省《水汙染排放限值》(db4426--2001)中第二時段中的二級標準：cod 60mg/l；bod 30 mg/l；ss 30 mg/l; nh3—n 15mg/l，p 1mg/l；水量按照5000m3/d設計；作為生活汙水處理廠的後續工程，人工濕地的處理壓力要小得多，且水平潛流式人工濕地對氨氮的處理效果不如垂直流人工濕地，本專案暫不深入分析此項。
二、出水要求
東昇鎮生活汙水最終出水預計進入北部排灌渠，按照《中山市水環境功能區水質保護規定》（中府［1997］115號）的功能區劃，該渠符合《地表水環境質量標準》(gb3838-2002)中ⅳ類水體要求，因此人工濕地出水應執行廣東省《水汙染排放限值》(db4426--2001)中第二時段中的二級標準；為：cod 100mg/l；bod 30 mg/l；ss 30 mg/l; nh3—n 15 mg/l，p 1 mg/l。
三、處理效率
東昇鎮（擬）採取以挺水植物系統為主的潛流濕地型別，根據大量的實驗資料表明，在正常情況下，潛流型人工濕地汙染去除率為：cod>80%；bod 85--95%,可達到10 mg/l;；ss <20mg/l; nh3—n>60%，p>90%，農藥及細菌》90%。因此東昇鎮生活汙水流經人工濕地後，其水質為：
cod<72mg/l；bod <20 mg/l； ss <20mg/l;; nh3—n <14 mg/l，p 1 mg/l，符合廣東省《水汙染排放限值》(db4426--2001)中第二時段中的二級標準。
四、處理工藝
考慮到生活汙水中的汙染物濃度普遍不高，預處理可不設穩定塘，只設格柵間、集水井；因ss濃度相對高，為避免發生堵塞，可置多孔管和三角堰，並定期取出填料清洗，可有效防止堵塞；工藝流程如下：
五、引數設計
(一)、多孔管基本引數
多孔管可採用管式五孔管（φ25×5/76），單孔孔徑25mm，有效孔徑76mm，可有效防止堵塞。
（二）、集水井基本引數
集水井設計規模為5000m3/d，約折合208.3m3/h，按水力停留時間hrt為1.5h計，集水井容積應為312.
5 m3，考慮到集水井進水口應高於地面20—50cm，集水井初步設計為l×b×h=10m×8m×5m。
（三）、幫浦引數
型號 125-230c，
流量237.6m3/h，
兩台，一用一備。
揚程 7.3m,
轉速 1480（r/min）
,功率 11kw，
效率 74%，工作時間 24h/d。
（四）、人工濕地基本引數
1、濕地表面積的預計
計算公式：as=(q×（lnco－lnce）)/(kt×d×n)
其中as為濕地面積（m2）
q為流量（m3/d），假定流量為5000 m3/d。
co為進水bod（mg/l），假定進水bod為200mg/l。
ce為出水bod（mg/l），假定出水bod為20mg/l。
kt為與溫度相關的速率常數，kt＝1.014×（1.06）（t－20），t假定為25，則kt=1.357。
d為介質床的深度，一般從60－200cm不等，大都取100－150cm，專案取120cm。
n為介質的孔隙度，一般從10－40％不等。
表5—1 人工濕地面積計算表
可見，填料床孔隙度的大小對人工濕地面積的影響較大。一般專案預計介質的孔隙度為30%，則人工濕地面積約為23567 m2，其中，水平濕地面積為20167m2，垂流式濕地面積為3400 m2，
2、水力停留時間計算
計算公式：t=v×ε/q
其中 t：水力停留時間（d）
v：池子的容積（m3），容積為v=23567 m2×1.2m=28202.4 m3，
ε：濕地孔隙度，濕地中填料的空隙所佔池子容積的比值，需實驗測定；本專案按30%計，
q：平均流量（m3/d），假定流量為5000 m3/d。
則：水力停留時間（d）=1.697d=40.7h。
3、水力負荷計算
計算公式：hlr=q/as
q=5000 m3/d。
as=23567 m2。
則hlr=0.2122m3/ m2.d。
4、水力管道計算
計算公式v＝πr2×s＝q/t
v：流量
r：管徑
s：流速， 0.5m/s
q：總流量，q=5000 m3/d。
t：停留時間，t=1.697d=40.7h。
可以計算出r=0.1474m，可用d30的水利砼管管道，也可以用d30的不銹鋼管。
5、平面設計
（1）水平潛流濕地
水平表面流濕地一般長寬比約為10：1，而水平濕地面積約為20167 m2，as1=l×b=10b×b=20167 m2，b=44.91m，取45m；l約等於449.
1m，取450m，as1=l×b=450m×45m。
（2）潛流濕地
潛流濕地面積約為3400 m2，可用下式計算：
as2 = q×(ln c0—ln ce) / ( kt×dn)
但由於整個濕地系統是按照整體計算，無法用bod的初始濃度和出水濃度單獨進行計算，潛流濕地床長度過長,易造成濕地床中的死區,且使水位難於調節,不利於植物的栽培，l:b一般控制在1—3之間,為便於管理，潛流濕地最好與水平流濕地同寬，因此b=45m；則l=75.6m，取80m，as2=l×b=80×45=3600 m2。
6、結構設計
（1）進出水系統的布置：
濕地床的進水系統應保證配水的均勻性，一般採用多孔管和三角堰等配水裝置。進水管應比濕地床高出0.5m。
濕地的出水系統一般根據對床中水位調節的要求，出水區的末端的礫石填料層的底部設定穿孔集水管，並設定旋轉彎頭和控制閥門以調節床內的水位。
（2）填料的使用：
水平表面流濕地床由兩層組成，表層土層，厚0.4m，礫石層鋪設厚度0.2m，總厚度0.
6m；潛流濕地床由三層組成表層土層、中層礫石、下層小豆石(碎石)，鈣含量在2~2.5kg/100kg為好；土層0.4m，礫石層鋪設厚度0.
5m。下層鋪設厚度0.3m，總厚度1.
2m，人工濕地填料主要組成、厚度及粒徑分布見表5—2：人工濕地填料分析表
（3）潛流式濕地床的水位控制：床中水面浸沒植物根系的深度應盡可能均勻。
表5—2 人工濕地填料分析表
7、植被選擇
（1）．選用原則
1.1 植物在具有良好的生態適應能力和生態營建功能；
篩選淨化能力強、抗逆性相仿,而生長量較小的植物,減少管理上尤其是對植物體後處理上的許多困難。一般應選用當地或本地區天然濕地中存在的植物。
1.2 植物具有很強的生命力和旺盛的生長勢；
① 抗凍、抗熱能力
②抗病蟲害能力
③對周圍環境的適應能力
1.3 所引種的植物必須具有較強的耐汙染能力；
水生植物對汙水中的bod5codtntp主要是靠附著生長在根區表面及附近的微生物去除的，因此應選擇根系比較發達，對汙水承受能力強的水生植物。
1.4 植物的年生長期長
人工濕地處理系統中常會出現因冬季植物枯萎死亡或生長休眠而導致功能下降的現象，因此，應著重選用常綠冬季生長旺盛的水生植物型別。
1.5 所選擇的植物將不對當地的生態環境構成威脅，具有生態安全性；
1.6具有一定的經濟效益、文化價值、景觀效益和綜合利用價值。
由於所處理的汙水不含有毒、有害成分,可以考慮其綜合利用。
(2)．配置分析
2.1根據植物型別分析
2.1.1漂浮植物
漂浮植物中常用作人工濕地系統處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。
2.1.2根莖、球莖及種子植物
這類植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角等。
2.1.3挺水草本植物型別
這類植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等，為人工濕地系統主要的植物選配品種。根據這類植物的生長特性，它們即可以搭配種植於潛流式人工濕地，也可以種植於表流式人工濕地系統中。
2.1.4沉水植物型別
沉水植物一般原生於水質清潔的環境，其生長對水質要求比較高，因此沉水植物只能用作人工濕地系統中最後的強化穩定植物加以應用，以提高出水水質。
2.2 原生環境分析
根據植物的原生環境分析，原生於實土環境的植物如美人蕉、蘆葦、燈心草、旱傘竹、皇竹草、蘆竹、薏公尺等，其根系生長有向土性，可配置於表面流濕地系統和潛流濕地土壤中；如水蔥、野茭、山薑、藨草、香蒲、菖蒲等，由於其生長已經適應了無土環境，因此更適宜配置於潛流式人工濕地。
2.3 養分需求分析
根據植物對養分的需求情況分析，由於潛流式人工濕地系統填料之間的空隙大，植物根系與水體養分接觸的面積要較表流式人工濕地廣，因此對於營養需求旺盛、植株生物量大、一年有數個萌發高峰的植物如香蒲、菖蒲、水蔥、水莎草等植物適宜栽種於潛流濕地；而對於營養生長與生殖生長並存，生長緩慢，一年只有乙個萌發高峰期的一些植物如蘆葦、茭草等則配置於表面流濕地系統。
2.4 適應力分析
一般高濃度汙水主要集中在濕地工藝的前端部分。因此前端工藝部分一般選擇耐汙染能力強的植物，末端工藝由於汙水濃度降低，可以考慮植物景觀效果。
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