農(nóng)村生活污水處理畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、第一章 農(nóng)村生活污水概述1.1農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀 農(nóng)村生活污水是指農(nóng)村地區(qū)居民在生活過程中形成的污水, 主要來源是單戶型的家庭生活污水。據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局在國家農(nóng)村小康環(huán)境保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃中指出,全國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水約80億t1。而建設(shè)部村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問題調(diào)查報(bào)告，對(duì)我國具有代表性的9個(gè)省43個(gè)縣74個(gè)村莊的入村入戶調(diào)查顯示， 96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)，生產(chǎn)生活污水隨意排放，造成河流和水塘污染，導(dǎo)致農(nóng)村人口飲水困難，影響村民居住環(huán)境，嚴(yán)重威脅農(nóng)民的身體健康。在我國農(nóng)村，有3 億多人喝不上干凈的水，其中超過60%是由于非自然因素導(dǎo)致的飲用水源水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，7億人的飲用水中大腸桿菌超

2、標(biāo)，1.7 億人的飲用水受到有機(jī)污染2。同時(shí)，由于農(nóng)藥等化學(xué)物質(zhì)的廣泛使用，致使許多地方的地方水已經(jīng)不適用于飲用，嚴(yán)重影響了人民群眾的身體健康和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。有人這樣形容中國農(nóng)村的人居環(huán)境現(xiàn)狀: 如果把全國的村莊合并為10 個(gè)村的話, 4 個(gè)村沒有自來水; 3 個(gè)村在豬圈或廁所旁打了一口井, 供人們飲用; 10 個(gè)村莊都把臟水往外潑; 9 個(gè)村莊還在使用傳統(tǒng)旱廁; 9 個(gè)村莊仍然隨便找個(gè)地方填埋垃圾; 4 個(gè)村莊下雨出不來;5 個(gè)村莊夜里進(jìn)不去。隨著新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快, 農(nóng)村生活污水的有組織排放量將會(huì)大大增加，而現(xiàn)階段我國小城鎮(zhèn)污水處理率還不到10%3, 農(nóng)村地區(qū)生活污水的處

3、理率更低, 絕大部分生活污水未經(jīng)處理直接排放。盡管城市生活污水二級(jí)生物處理技術(shù)已經(jīng)較完善, 但目前用于農(nóng)村生活污水的治理還存在一個(gè)較大的難點(diǎn), 即一般城市污水處理廠投資和運(yùn)行費(fèi)用較大, 對(duì)于一個(gè)日處理1萬t 城市生活污水的處理廠, 投資約在1500萬元左右, 年運(yùn)行費(fèi)用約為150200 萬元, 因此農(nóng)村生活污水處理廠就算建得起, 也運(yùn)行不起。此外, 我國農(nóng)村技術(shù)力量還比較薄弱, 很難滿足常規(guī)城市生活污水處理廠的技術(shù)要求。為了根本解決這一問題, 必需尋求一種投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡便、處理效果好的技術(shù)用于農(nóng)村生活污水的治理中, 確保已建成的污水處理廠能長期穩(wěn)定正常運(yùn)行。1.2農(nóng)村生活污水特征1

4、.2.1水質(zhì)特征（1）農(nóng)村生活污水水質(zhì)呈現(xiàn)有機(jī)物和氮磷濃度高的特點(diǎn), 但由于家庭生活污水中可生化有機(jī)物含量高, 農(nóng)村生活污水的生化性一般較好。徐洪斌等4針對(duì)我國太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水研究發(fā)現(xiàn), 其總體排水水質(zhì)為( COD)=350770mg/L,(BOD5)=200400mg/L,(TP) = 2.53.5mg/ L ( TKN) =3040mg/L, ( BOD5)/( COD)在0.450.55 之間。（2）農(nóng)村生活污水中的黑水(包括糞尿及廁所沖洗水)和灰水(洗浴、洗衣和廚房產(chǎn)生的水)在水質(zhì)、水量上均存在很大差異?；宜枯^大,一般占總水量的50%80% 5,但水中污染物質(zhì)含量明顯較低, 便

5、于處理,且存在回用價(jià)值。研究表明6, 將灰水回用于沖廁或澆灌, 可節(jié)約家庭用水總量的30%50%。黑水雖然水量小, 但污染物質(zhì)、病原菌含量高,處理難度大。Almeida等7針對(duì)生活污水進(jìn)行分析, 發(fā)現(xiàn)黑水對(duì)生活污水中COD、TSS、NH3-N、PO4-P 的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到了439%、774%、971%、798%,可見黑水是生活污水的主要污染來源。（3）大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大，水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(zhì)（但隨著人們生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質(zhì)），含一定量的氮、磷，水質(zhì)波動(dòng)大。（4）不同時(shí)段的水質(zhì)不同。1.2.2水量特征（1）一般農(nóng)村的生活污水量都

6、比較小，除小城鎮(zhèn)外，農(nóng)村人口居住分散，水量相對(duì)較少，相應(yīng)地產(chǎn)生的生活污水量也較?。唬?）變化系數(shù)大，一般在3.05.0 之間。居民生活規(guī)律相近，導(dǎo)致農(nóng)村生活污水排放量早晚比白天大，夜間排水量小，甚至可能斷流，水量變化明顯，即無水排放呈不連續(xù)狀態(tài)，具有變化幅度大的特點(diǎn)；（3）在上午、中午、下午都有一個(gè)高峰時(shí)段。第二章 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)狀況 目前國內(nèi)外應(yīng)用農(nóng)村生活污水治理的處理技術(shù)比較多，從工藝原理上可歸為兩類：第一類是自然處理系統(tǒng),利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理，又稱為生態(tài)處理系統(tǒng)。常用的有：人工濕地處理系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘等。第二類是生物處理系統(tǒng)，又可分為好氧生物處理和厭氧

7、生物處理。好氧生物處理是通過動(dòng)力給污水充氧，培養(yǎng)微生物菌種，利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機(jī)物、氮和磷，常用的有：AB法、A2/O法、A/O法、SBR法、生物接觸氧化法等。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程，在無需提供氧氣的情況下把有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì)，常用的有：厭氧- 兼氧無能耗污水生物凈化處理、厭氧濾池、復(fù)合厭氧處理技術(shù)等。2.1生態(tài)處理系統(tǒng)2.1.1人工濕地處理系統(tǒng) 人工濕地污水處理技術(shù)是利用人工水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多級(jí)生物的稀釋降解作用來去除或削弱水中污染物的方法。主要由人工基質(zhì)、水生植物、微生物三部分組成。其中，基質(zhì)表面巨大的生物膜一方面為微生物的生長提供穩(wěn)定依

8、附表面，同時(shí)也為水生植物提供了載體和營養(yǎng)物質(zhì)，目前，廣泛應(yīng)用的主要為砂、礫石和卵石; 濕地中植物在污水凈化工程中有直接和間接作用，水生植物通過通氣組織的運(yùn)輸,將氧氣運(yùn)送到根區(qū)，在植物根系周圍微環(huán)境中依次會(huì)出現(xiàn)好氧區(qū)、兼氧區(qū)和厭氧區(qū)，廢水中大部分有機(jī)物可在好氧區(qū)被好氧微生物氧化分解，常見的微生物有放線菌、磷細(xì)菌、硫細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、硝化細(xì)菌等，它們在分解有機(jī)物、脫N 除P 的過程中發(fā)揮了重要作用。人工濕地的造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的生物吸附氧化和活性污泥處理工藝費(fèi)用低，且土建施工較簡單，污水可自流進(jìn)入，無需額外動(dòng)力，據(jù)調(diào)查，人工濕地處理系統(tǒng)比普通污水處理系統(tǒng)的工程投資節(jié)省40%50%，運(yùn)行費(fèi)用僅為

9、普通污水處理系統(tǒng)的10%30%。此系統(tǒng)不僅能使COD和BOD的去除率達(dá)到85%以上，還能除磷脫氮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人工濕地對(duì)不同污染物成分的處理效果見表111。 因此人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益，適合我國國情，尤其適合廣大農(nóng)村、中小城鎮(zhèn)的污水處理，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。2.1.2土地處理系統(tǒng)污水土地處理技術(shù)屬于土壤滲濾系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)污水資源化的重要途徑，它對(duì)BOD、COD、氨氮、總氮和總磷有著較高的去除率，具有投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡單和處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，有凈化污水，美化綠化環(huán)境和節(jié)約水資源的綜合效果，但有占地面積大、受氣候影響大、對(duì)土質(zhì)要求較高等缺點(diǎn)，一般

10、以土質(zhì)通透性能強(qiáng)，活性高，水力負(fù)荷大，處理效率好為原則。適用于地下水位深、有廢棄土地資源的村鎮(zhèn)。土地處理技術(shù)包括慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流等處理技術(shù)，進(jìn)入土地處理前需考慮預(yù)處理，污水預(yù)處理的程度和方式應(yīng)綜合土壤性質(zhì)、污水土地處理的方法、處理后水質(zhì)要求及場地周圍環(huán)境條件等因素確定，一般來說，慢速滲濾和快速滲濾系統(tǒng)需要一級(jí)沉淀預(yù)處理，地表漫流系統(tǒng)需要格柵和沉淀池。2.1.3 穩(wěn)定塘 穩(wěn)定塘是經(jīng)過人工適當(dāng)修整后設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘。其凈化原理類似自然水體的自凈機(jī)理，通過微生物（細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物等）的代謝活動(dòng)，以及相伴的物理、化學(xué)、物化過程，使污水中污染物進(jìn)行多級(jí)轉(zhuǎn)換、降解和去除。按凈

11、化作用機(jī)理分為兼性塘、曝氣塘、好氧塘、厭氧塘和綜合生物塘等。穩(wěn)定塘建造投資少、運(yùn)行維護(hù)成本低、無需污泥處理，但負(fù)荷低、占地大、受氣候影響大、處理效果不穩(wěn)定。適宜我國村鎮(zhèn)以生活污水為主的小水量污水處理。為進(jìn)一步強(qiáng)化處理效果，國內(nèi)外相繼推出了許多新型塘和組合塘。如裝有連續(xù)攪拌裝置的高效藻類塘、利用水生維管束植物提高處理效率的水生植物塘、多個(gè)好氧和厭氧穩(wěn)定塘相連的多級(jí)串聯(lián)塘以及高級(jí)綜合塘等。其中，高效藻類塘應(yīng)用較多，是對(duì)傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的改進(jìn)，其充分利用菌藻共生關(guān)系，對(duì)污染物進(jìn)行處理，正因其最大限度地利用了藻類產(chǎn)生的氧氣，塘內(nèi)的一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)值比較大，故稱之為高效藻類塘15。目前已在太湖地區(qū)開展了高效

12、藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水的實(shí)驗(yàn)研究。2.2生物處理系統(tǒng)2.2.1好氧生物處理(1)AB工藝(Adsorption-Biooxidation)AB工藝是吸附生物氧化工藝的簡稱，80年代初應(yīng)用于工程實(shí)踐。該工藝是在傳統(tǒng)兩段活性污泥法(Z-A法)和高負(fù)荷活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新工藝，對(duì)曝氣池按照高低負(fù)荷分二級(jí)供氧。A級(jí)負(fù)荷高，減省了曝氣池的容積曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷在2.5KgBOD5/(KgMLSS.d)以上。B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長。A、B兩級(jí)各設(shè)沉淀池單獨(dú)成系統(tǒng)。系統(tǒng)負(fù)荷高，運(yùn)行較穩(wěn)定，污泥不易膨脹，有一定的脫氮除磷能力。適用于進(jìn)水濃度高的各種規(guī)模的污水處理廠。但也存

13、在流程較長，污泥回流量較大，能耗較高等問題。(2)A2/O工藝(Anaerobic-Anoxic-Oxic)A2/O工藝是隨著污水中的氮、磷濃度越來越高,而排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷的排放要求也越來越高的情況下開發(fā)出來的一種具有除磷、脫氮功能的二級(jí)處理工藝。通過該工藝可獲得優(yōu)質(zhì)的出水。A2/O工藝通過污泥回流和內(nèi)回流（硝化液回流），在流程中形成厭氧-缺氧-好氧三個(gè)反應(yīng)階段。通過好氧菌、硝化菌、聚磷菌和反硝化菌的作用，達(dá)到除磷、脫氮的效果。A2/O工藝出水優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定，是一種高效的污水處理工藝。但其具有流程長、占地面積較大、投資和運(yùn)行費(fèi)用較高、操作運(yùn)行較復(fù)雜的缺點(diǎn)。(3)A/O工藝若在A2/O工藝的基礎(chǔ)上取

14、消缺氧階段和內(nèi)回流（硝化液回流），降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除CODcr、BOD5和磷為主，就是A/O除磷工藝；如果在A2/O工藝的基礎(chǔ)上取消厭氧段,抑制磷的釋放，以去除CODcr、BOD5和反硝化脫氮為主，就是A/O脫氮工藝。A/O工藝出水除TN指標(biāo)或總磷指標(biāo)較A2/O工藝高外，其他方面具有與A2/O工藝相似的特點(diǎn)，且投資和運(yùn)行成本均比A2/O工藝低，運(yùn)行管理較A2/O工藝簡單。該工藝具有以下特點(diǎn)：（1） 總水力停留時(shí)間少于其它脫氮除磷工藝；（2） 缺氧（厭氧）、好氧交替運(yùn)行，不利于絲狀菌繁殖，無污泥膨脹之虞；（3） A段維持缺氧（厭氧）環(huán)境，不需曝氣，只需緩慢攪拌，運(yùn)行費(fèi)用較

15、低。 (4)SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR工藝又稱序批式活性污泥法工藝，是一種一體化的工藝，其進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水均在一個(gè)池內(nèi)完成，使污水在厭氧、缺氧、好氧不斷交替的條件下完成對(duì)有機(jī)污染物的降解，同時(shí)達(dá)到脫氮除磷的目的。在傳統(tǒng)SBR工藝的基礎(chǔ)上又發(fā)展了很多改良工藝，如ICEAS、CAST、UNITANK、MSBR等。SBR工藝流程簡單、占地少、處理效率較高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，因?yàn)殚g歇運(yùn)行和水位變化，設(shè)備和構(gòu)筑物閑置率較高，自動(dòng)化控制水平要求較高，與后續(xù)處理工藝銜接上存在困難。(5)生物接觸氧化法生物接觸氧化法是生物膜法的一種。該方法是在池內(nèi)設(shè)置填料，

16、已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的速度流經(jīng)填料。填料上長滿生物膜，污水與生物膜相接觸。在生物膜微生物的作用下，污水得到凈化。生物接觸氧化法適于可生化性較好的廢水，無常規(guī)活性污泥法的污泥膨脹等問題，但存在耗電量高、設(shè)備材料維護(hù)困難等問題，處理效率不如常規(guī)活性污泥法。2.2.2厭氧生物處理（1）厭氧- 兼氧無能耗污水生物凈化處理 該系統(tǒng)利用生物膜、生物濾池等手段進(jìn)行兼氧、好氧分解, 以厭氧消化工藝為主體,輔以生物氧化塘作深度處理, 通過多級(jí)自流、分段處理、逐級(jí)降解的形式, 處理村內(nèi)匯集來的污水, 整個(gè)處理過程不耗用動(dòng)力, 而是利用重力自然推流。由于采取厭氧消化工藝, 污泥減量明顯, 一般僅需3

17、- 5年清掏1次, 運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡便。經(jīng)該系統(tǒng)處理后的污水, SS、COD、BOD5、NH3- N、TN、TP平均去除率分別為49%、21%、41%、51%、40%、45%, 出口水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。（2）厭氧生物濾池厭氧生物濾池的構(gòu)造類似好氧生物接觸氧化池，不同之處在于池頂密封12，其工程投資、運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)維護(hù)人員的要求不高，已在我國農(nóng)村應(yīng)用。如北京胡家垡村采用厭氧生物濾池處理生活污水，出水水質(zhì)達(dá)北京市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB 11 3072021 ）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。另外，若將厭氧生物濾池技術(shù)與好氧生物技術(shù)聯(lián)合使用，出水水質(zhì)可達(dá)到城鎮(zhèn)污

18、水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 189182021 ）的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)20。（3）復(fù)合厭氧處理技術(shù)復(fù)合厭氧處理技術(shù)是厭氧活性法和厭氧生物膜法相結(jié)合的處理方法。上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院根據(jù)多年積累的污水治理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合農(nóng)村生活污水處理的實(shí)際需求，自主開發(fā)了復(fù)合厭氧反應(yīng)器，并成功應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理。該復(fù)合厭氧反應(yīng)器由輕質(zhì)濾料層、懸浮厭氧污泥床等組成，經(jīng)厭氧活性污泥和生物膜的雙重協(xié)同作用，污染物去除效率極大提高。此外，通過在反應(yīng)器中設(shè)置特殊輕質(zhì)濾料層，防止了污泥流失，提高了反應(yīng)器的容積負(fù)荷和處理效果。實(shí)際工程的跟蹤檢測結(jié)果表明，復(fù)合厭氧反應(yīng)器對(duì)COD和SS表現(xiàn)出良好的去除效果。第三章 人工濕地概述3.

19、1人工濕地的含義 在1971 年濕地公約中，濕地定義為:不論其為天然或人工、長久或暫時(shí)的沼澤地、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動(dòng)，或淡水、半咸水或咸水水體者，包括低潮時(shí)水深不超過6m的水域。濕地是地球上水陸作用形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng),是重要的生存環(huán)境和最富生物多樣性的自然生態(tài)景觀之一。而且它在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、改善氣候、控制污染、美化環(huán)境和維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡等方面有非常重要的作用,被譽(yù)為“自然之腎”。 而人工濕地是在自然條件下不存在濕地的地方，人為地創(chuàng)造濕地條件及種植相應(yīng)植物等而發(fā)展成的濕地。美國著名濕地研究、管理和設(shè)計(jì)專家Hammer 等將人工濕地定義為: 為人類的利用和利益，通過模擬自然濕地人

20、為設(shè)計(jì)與建造的，以飽和基質(zhì)、挺水和沉水植物、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體。而我國國內(nèi)學(xué)者對(duì)人工濕地的定義為: 通過模擬天然濕地的結(jié)果和功能，選擇一定的地理位置和需要，根據(jù)人們的需要設(shè)計(jì)和建造的濕地。人工濕地污水處理系統(tǒng)利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化作用。這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及地面坡度的洼地中, 由土壤和按一定坡度充填一定級(jí)別的填料(如礫石等) 混合結(jié)構(gòu)的填料床組成, 并在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性強(qiáng)、生長期長、美觀且具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物(如蘆葦、茳芏等挺水植物) ,它與在水中、填料中生存的動(dòng)物、微生物形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境, 污水流

21、經(jīng)床體表面和床體填料縫隙時(shí),通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化處理16。污水處理型人工濕地是以人工濕地(床和塘系統(tǒng))處理為主的包括前處理和后處理的污水處理工藝。前處理單元包括各種預(yù)處理工藝，如格柵、沉砂池、沉淀池、調(diào)節(jié)池、化糞池等；后處理單元即人工濕地單元主要是人工建造的多級(jí)植物床、植物塘組合的濕地單元及水流控制設(shè)施。在實(shí)際運(yùn)用中，人工濕地可由單一或多個(gè)植物床(具有一種或多種植物、一種或多種基質(zhì)及一種或多種水流方式構(gòu)成)，又可是一個(gè)或多個(gè)植物床和植物塘或兼性塘、氧化塘等多種類型濕地單元組合而成。3.2人工濕地的分類當(dāng)今國內(nèi)外學(xué)者對(duì)人工濕地系統(tǒng)的分類多種多

22、樣。從工程設(shè)計(jì)的角度出發(fā),按照系統(tǒng)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動(dòng)方式不同一般可分為自由表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地。3.2.1自由表面流人工濕地。這種類型的人工濕地和自然濕地類似,污水以較慢的速度從濕地表面流過,污水中有機(jī)物的去除主要依靠生長在水下的植物的莖和桿上的生物膜來完成,濕地中的氧主要來自于水體表面擴(kuò)散、植物根系的傳輸和植物的光合作用，水深多在0.1-0.6m 之間，難以利用填料表面和生長豐富的植物根系對(duì)污染物的降解作用。常用的植物包括：香蒲、蘆葦、慈菇、莎草等。這種類型的人工濕地具有投資少、操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但占地面積較大,水力負(fù)荷率較小,去污能力有限

23、;而且系統(tǒng)的運(yùn)行受氣候影響較大,水面冬季易結(jié)冰,夏季易生蚊蠅,散發(fā)臭氣。 自由表面流人工濕地示意圖3.2.2水平潛流人工濕地。污水從進(jìn)口經(jīng)由砂石等系統(tǒng)介質(zhì)，以近水平流方式在濕地床的表面下流動(dòng)，基質(zhì)通常由礦石和粗砂組成，從而能提供較多的孔隙以使污水能迅速滲漏到整個(gè)基質(zhì)床。一方面可以充分利用填料截留、過濾等作用，充分利用植物根系周圍的微生物群落，提高處理效果和處理能力；另一方面由于水流在地表以下流動(dòng)，保濕性較好，處理效果受氣候影響較小，占地較少，而且衛(wèi)生條件較好。介質(zhì)通常選用水力傳導(dǎo)性良好的材料，氧主要通過植物根系釋放。一般情況下，這種人工濕地的出水水質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)的二級(jí)生化處理。但是它較表面流濕地建

24、設(shè)成本高、控制也相對(duì)復(fù)雜，脫氮、除磷效果不如垂直流濕地。目前歐洲國家大多采用這種設(shè)計(jì)類型，主要應(yīng)用蘆葦，因此又稱蘆葦床處理系統(tǒng)。香蒲也是常用的濕地植物。 潛流人工濕地示意圖3.2.3垂直潛流人工濕地。污水從濕地表面縱向流向填料床的底部,床體處于不飽和狀態(tài),氧可通過大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入濕地。其硝化能力高于水平潛流人工濕地,可用于處理氨氮含量較高的污水。但處理有機(jī)物能力不如水平潛流人工濕地系統(tǒng),落干/淹水時(shí)間較長,控制相對(duì)復(fù)雜,夏季有孽生蚊蠅的現(xiàn)象。 三種人工濕地處理污水系統(tǒng)類型比較3.3人工濕地的構(gòu)成人工濕地是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，主要由五個(gè)基本要素組成，各部分協(xié)同作用。(1)透水性的基質(zhì)人工濕

25、地的基質(zhì)用來支撐濕地植物、蓄納污水和為污染物提供物理、化學(xué)和生物轉(zhuǎn)化場所。常用的人工濕地基質(zhì)主要包括礫石、碎石、砂、土壤、有機(jī)質(zhì)，為微生物提供穩(wěn)定的依附表面，同時(shí)為水生植物提供載體和營養(yǎng)物質(zhì)?；|(zhì)選擇主要考慮其質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、pH、電導(dǎo)率等，同時(shí)需要考慮待處理污水的類型、地理因素和經(jīng)濟(jì)因素。(2)好氧和厭氧微生物微生物是人工濕地凈化污水的主要“執(zhí)行者”。人工濕地的許多功能是由微生物及其代謝作用調(diào)節(jié)的。人工濕地中的微生物包括細(xì)菌、酵母菌、真菌、原生動(dòng)物和藻類，他們是凈化污水的主要貢獻(xiàn)者，是人工濕地主要的有機(jī)碳匯。微生物的作用：轉(zhuǎn)化有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)為無毒或不可溶物質(zhì)、改變基質(zhì)的氧化還原條件來影響濕

26、地的處理能力、參與濕地的養(yǎng)分循環(huán)。隨著污水處理的時(shí)間，人工濕地某些微生物的數(shù)量逐漸增加，并形成能夠適應(yīng)并利用污水中污染物的特定群落。(3)水生植物水生植物自身的吸收作用以及為微生物提供生境，使之成為濕地必不可少的一部分。其主要的功能就是向基質(zhì)輸送氧氣，為微生物降解污染物創(chuàng)建好氧微環(huán)境。最常用的人工濕地植物是自然濕地挺水植物，如蘆葦和香蒲等。但是由于人工濕地的植物必需能忍耐長期的淹水和濃度時(shí)常變化的各種污染物，因此并不是所有的濕地植物都適合污水處理。選擇人工濕地植物的首要原則是植物有發(fā)達(dá)的根系，并且能迅速擴(kuò)繁，其次，植物必須具有良好的通氣組織，以便有效地將氧輸送到根際，為植物根系和微生物創(chuàng)造良好

27、的微生境。人工濕地植物應(yīng)盡可能選用當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土植物，因?yàn)樗鼈兏苓m應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土壤和周圍的?dòng)植物環(huán)境。(4)無脊椎或脊椎動(dòng)物 如大量的土坡動(dòng)物、魚類、鳥類等。(5)水 水是濕地得以存在的前提和保障，也是水生植物和動(dòng)物生存的必需條件，是濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和顯著特征之一。水文周期和水中營養(yǎng)物質(zhì)的含量變化均會(huì)對(duì)濕地產(chǎn)生重大影響。濕地中水的運(yùn)動(dòng)受降雨、蒸發(fā)、風(fēng)、基質(zhì)的性質(zhì)及植物的影響。對(duì)人工濕地而言，這些因素將以各種方式影響污水處理的效果。例如，降雨可以稀釋污水的濃度、增加出水徑流、從而縮短污水中的污染物與人工濕地生態(tài)系統(tǒng)相互作用的時(shí)間。相反，蒸發(fā)作用則會(huì)濃縮污水、減少出水，從而增加污水的水力

28、停留時(shí)間。3.4人工濕地的凈化機(jī)理人工濕地具有獨(dú)特而復(fù)雜的凈化機(jī)理,利用基質(zhì)微生物植物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的高效凈化。同時(shí),通過營養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學(xué)循環(huán),促進(jìn)綠色植物生長并使其增產(chǎn),實(shí)現(xiàn)廢水的資源化和無害化。（1）有機(jī)物的去除。濕地對(duì)有機(jī)物的去除主要是靠微生物的作用。土壤具有巨大的比表面積,在土壤顆粒表面形成一層生物膜,污水流經(jīng)顆粒表面時(shí),不溶性的有機(jī)物通過沉淀過濾吸附作用很快被截留，然后被微小生物利用;可溶性有機(jī)物通過生物膜的吸附和微生物的代謝被去除。植物向土壤中傳輸氧氣,使得人工濕地中的溶解氧

29、呈區(qū)域性變化,連續(xù)呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧區(qū)域。因而土壤中存活著好氧菌、厭氧菌和兼性菌。好氧菌通過代謝將有機(jī)物分解為二氧化碳和水;厭氧菌發(fā)酵將有機(jī)物分解為二氧化碳和甲烷。污水中的大部分有機(jī)物最終被異養(yǎng)微生物轉(zhuǎn)化為微生物體、二氧化碳、甲烷和水、無機(jī)氮、無機(jī)磷。(2) 氮的去除。 污水中的氮基本以有機(jī)氮和氨氮兩種形式存在。有機(jī)氮在微生物作用下被分解為氨氮。廢水中無機(jī)氮的去除,植物直接吸收只占很少的一部分,主要的去除途徑還是通過微生物的氨化、硝化和反硝化作用來完成的。如前所述,人工濕地中連續(xù)呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧區(qū)域,相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)A/O 處理單元,使硝化和反硝化作用可以同時(shí)進(jìn)行:在這樣的土壤環(huán)境中

30、,氨氮被亞硝化菌轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮,亞硝態(tài)氮又被硝化菌氧化成硝態(tài)氮,最后反硝化菌又把硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?最終從污水中去除。(3) 磷的去除。污水中磷的去除是通過植物的吸收、微生物的積累及濕地床的物理化學(xué)等幾方面共同作用完成的。污水中的溶解性的磷可被植物直接吸收,通過植物的收割從濕地系統(tǒng)中去除,但植物的吸收作用只占很少的一部分,繆紳裕等17在研究中發(fā)現(xiàn),加入系統(tǒng)中的磷主要存留在土壤中,留存于植物體和凋落葉中的很少。磷的另一去除途徑是通過微生物的作用,一方面磷為微生物正常代謝所需要被微生物正常同化吸收,另一方面是通過聚磷菌的過量攝磷作用使磷去除的。還有,磷被介質(zhì)(土壤或填料) 通過吸附或離子交換作用而得

31、以去除。在這幾種作用中介質(zhì)的吸附是主要的,通過對(duì)濕地床的定期更換而將其從系統(tǒng)中去除。(4) 硫化物的去除。人工濕地對(duì)硫的去除主要是微生物的分解及植物的吸收。有機(jī)硫化物經(jīng)礦質(zhì)化被分解成硫化氫,部分硫化氫揮發(fā)逸出濕地,部分則通過硫磺細(xì)菌和硫化細(xì)菌的硫化作用形成硫磺、硫酸,它們與土壤中的各種離子結(jié)合形成無機(jī)硫化物。無機(jī)硫化物部分會(huì)被植物吸收利用,也有一部分會(huì)在反硫化細(xì)菌的作用下經(jīng)反硫化作用形成硫化氫,硫化氫再逸出濕地或又參與硫化作用。(5) 重金屬的去除。濕地對(duì)重金屬的去除主要是土壤或填料對(duì)重金屬的吸附和反應(yīng),吸附有離子交換吸附和專性吸附。污水中重金屬離子濃度一般很低,不能與土壤中無機(jī)陰離子形成金屬

32、沉淀,它可以與土壤中的有機(jī)質(zhì)絡(luò)合,增強(qiáng)重金屬對(duì)土壤的親和性。土壤中微生物對(duì)重金屬的去除也有相當(dāng)?shù)淖饔?它們可通過胞外絡(luò)合作用、胞外沉淀作用固定重金屬,還可把重金屬轉(zhuǎn)化為低毒狀態(tài),也有的轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的物質(zhì)。另外還有植物對(duì)重金屬的積累,重金屬以各種形態(tài)存在,其中溶解性的可被植物吸收在植物中積累,莖以上部分可隨植物的收割最終從濕地中去除,不溶性的可被介質(zhì)的過濾作用截留。還有大片密集的植株以及它們發(fā)達(dá)的地下部分形成的高活性根區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和浸水凋落物,使進(jìn)入濕地的污水流速減慢,這樣有利于污水中懸浮顆粒的沉降,及吸附于水中重金屬的去除。3.5人工濕地的工藝組合人工濕地的工藝組合有多種形式，其中常用的有推流

33、式、回流式、階梯進(jìn)水式和綜合式四種。 回流式可稀釋進(jìn)水的有機(jī)物和懸浮物濃度，增加水中的溶解氧，并減少處理出水中可能出現(xiàn)的臭味問題。出水回流還可以促進(jìn)床內(nèi)的硝化和反硝化脫氮作用，采用低揚(yáng)程水泵，通過水力噴射或跌水等方式進(jìn)行充氧。階梯進(jìn)水式可避免處理床前部堵塞、使植物長勢均勻，有利于床體后部的硝化脫氮作用；綜合式則一方面設(shè)置了出水回流，另一方面又將進(jìn)水分布至填料床的中部，以減輕填料床前端的負(fù)荷。3.6人工濕地的運(yùn)行方式人工濕地的運(yùn)行可根據(jù)處理規(guī)模的大小進(jìn)行多種不同方式的組合，如圖所示，一般有單一式、并聯(lián)式、串聯(lián)式和綜合式等，此外，人工濕地還可與氧化塘等系統(tǒng)串聯(lián)組合。3.7人工濕地的技術(shù)特點(diǎn)（1）投

34、資少，建設(shè)、運(yùn)營成本低廉國內(nèi)外研究實(shí)踐表明，人工濕地處理污水的建設(shè)和運(yùn)營成本低廉，并且易于維護(hù)。以我國部分系統(tǒng)為例，以下表中的對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，其建設(shè)成本（噸污水投資）和運(yùn)營成本（噸污水處理費(fèi)）約為傳統(tǒng)污水處理廠成本的1/101/5左右，從而能夠節(jié)省大量的資金，經(jīng)濟(jì)效益顯著。（2）污水處理系統(tǒng)組合的多樣性,針對(duì)性人工濕地污水處理系統(tǒng)一般由人工基質(zhì)和水生植物兩部分組成。人工基質(zhì)又稱為填料，一般由土壤、細(xì)沙、粗砂、礫石、灰渣及石灰石、沸石等組成。不同的基質(zhì)對(duì)同種污染物質(zhì)的處理能力是不同的，并且某些基質(zhì)的組合要優(yōu)于單一基質(zhì)的處理能力。因此根據(jù)污水中的污染物的種類、特征可以選取不同的基質(zhì)或采取幾種基質(zhì)的組

35、合。如以石灰石作為基質(zhì)可以有效地去除P,而要去除TP、TN最好采用沸石-石灰石組合的基質(zhì)18。至于水生植物的類型也是多種多樣。一般以挺水植物為主。目前研究、運(yùn)用較多的水生植物有蘆葦、燈心草、寬葉香蒲、茭白、浮萍、美人蕉、紅楓、鳳眼蓮、茳芏等類型。研究表明，不同的植物類型對(duì)不同的污染物質(zhì)也具有一定的針對(duì)性。如茭白、蘆葦對(duì)N、P污染物有較好的去除作用19, 20,寬葉香蒲對(duì)Pb、Zn、Cd等重金屬有較好的去除作用21植物的選取還要參考成活率(當(dāng)?shù)氐闹参镱愋统苫盥矢?、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、衍生的微生物種群等方面。由此可見，人工濕地污水處理系統(tǒng)組合的多樣性，針對(duì)性可以使我們根據(jù)需要來靈活地對(duì)其進(jìn)行選擇。(3)處

36、理污水的高效性應(yīng)用實(shí)踐的研究數(shù)據(jù)表明,人工濕地處理污水的效果是理想的,優(yōu)于傳統(tǒng)的污水處理工藝22-24。在進(jìn)水濃度較低的情況下，一般對(duì)污水中BOD5的去除率在8595%之間。COD去除率可達(dá)80%以上。處理污水中BOD5的濃度在10mg/L 左右,SS濃度小于20mg/L23,對(duì)N的去除率可達(dá)60%,對(duì)P的去除率可達(dá)90%以上25,對(duì)農(nóng)藥類、細(xì)菌總數(shù)等去除率在90%以上，對(duì)重金屬如Fe、Cu、Pb、Zn、Cd和Mn等的去除率也很高,大都在90%以上21, 26。需要提到的是,由于濕地類型、基質(zhì)和植物的選取，氣候、污染物的濃度等方面的差異，污染物的去除率具有一定的波動(dòng)范圍。1993年，Basta

37、in等總結(jié)了北美人工濕地污染物去除率的波動(dòng)范圍,如有機(jī)物去除率在5090%之間波動(dòng),懸浮物去除率在4094%之間波動(dòng),氮的去除率在3090%之間波動(dòng)(4) 獨(dú)特的綠化環(huán)境功能人工濕地同自然濕地一樣，由于栽種有大量的水生植物，所以對(duì)環(huán)境起到了綠化的功能。成規(guī)模的人工濕地不但迅速增加了綠地面積、消除城市熱島效應(yīng)，還能為人們提供一個(gè)優(yōu)美的新型的城市生態(tài)景觀。北京中關(guān)村生命科學(xué)園國際公開競標(biāo)中，俞孔堅(jiān)設(shè)計(jì)的方案榮獲第一名并中標(biāo)，該方案的最突出特色就是將人工濕地引入了現(xiàn)代城市景觀設(shè)計(jì)之中。(5) 受氣候條件限制較大人工濕地栽種的植物類型恰當(dāng)與否，直接關(guān)系著系統(tǒng)處理污水的效率和經(jīng)濟(jì)效益，而植物類型的選取受

38、到了氣候條件的限制。以我國北方城市哈爾濱為例，哈爾濱屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫在2.54.3之間,四季分明。冬季氣候寒冷,氣溫低。此種氣候條件不適合美人蕉等熱帶植物的正常生長和處理污水功能的正常發(fā)揮。只能選取溫帶或部分亞熱帶植物作為凈污植物。27此外，冬季地表水結(jié)冰，抑制了水的流動(dòng)，所以表面流濕地在哈爾濱等北方城市的冬季是不可行的，只宜采用潛流濕地。（6）占地面積相對(duì)較大 人工濕地凈污的效果與污水在濕地中流動(dòng)的時(shí)間和空間充足與否有著很大的相關(guān)關(guān)系。其次，當(dāng)系統(tǒng)中的填料和植物納污達(dá)到飽和程度時(shí)需要用備用池來交替運(yùn)行。另外，為防止淤積，往往建造預(yù)處理池對(duì)污水進(jìn)行先期處理。所以，與傳統(tǒng)的

39、污水處理廠相比，人工濕地污水處理系統(tǒng)需要較大的占地面積，一般認(rèn)為大約是傳統(tǒng)污水處理廠的23倍左右。其中，表面流濕地由于水力負(fù)荷小，需要較大的占地面積28。因此，人工濕地系統(tǒng)的選址問題要考慮到環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益綜合最優(yōu)化，規(guī)?；囊蛩?，尤其在空置土地比較少的大城市，最佳的解決辦法就是將工程選址在市郊區(qū)域，這樣不但不占用寶貴的市區(qū)土地資源，而且還可以減輕風(fēng)沙等對(duì)市區(qū)的環(huán)境影響。(7)容易產(chǎn)生淤積、飽和現(xiàn)象人工濕地能有效地去除污水中的有機(jī)物、懸浮物、TN、TP、SS、重金屬、病原體等污染物質(zhì)。但是隨著時(shí)間的推移，部分營養(yǎng)物質(zhì)會(huì)逐漸地積累，濕地中的微生物相應(yīng)地繁殖，如果維護(hù)不當(dāng)，便很容易產(chǎn)生淤積、阻塞現(xiàn)象

40、，使水力傳導(dǎo)性、濕地處理效果和運(yùn)行壽命降低；隨著污水處理過程的不斷運(yùn)行，數(shù)年內(nèi)基質(zhì)的吸附能力通常會(huì)趨于飽和，也會(huì)影響濕地的處理效果。排除淤積、飽和現(xiàn)象的最佳途徑是要在有備用池的前提下，定期地對(duì)基質(zhì)進(jìn)行去淤、更換、對(duì)植物進(jìn)行收割。此外，人工濕地中栽培的植物還易受到病蟲害、火災(zāi)的威脅以及自身生長周期的影響，也是應(yīng)該加以重視的問題。 從上述分析來看，人工濕地污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢仍然占據(jù)著主要層面。其巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益促使許多國家都在積極地克服困難、不斷地去研究、應(yīng)用。第四章 人工濕地設(shè)計(jì)4.1工程概況新洲區(qū)是武漢市的遠(yuǎn)城區(qū)之一，位于武漢市東北部、大別山余脈南端、長江中游北岸，界于東經(jīng)11430

41、1155和北緯3035302之間，東鄰團(tuán)風(fēng)，西接黃陂，南與青山、鄂州隔江相望，北與紅安、麻城毗鄰交錯(cuò)，地勢由東北向西南傾斜，山崗與河流呈“川”字型排列，俗稱“一江（長江）、兩湖（武湖、漲渡湖）、三河（舉水河、倒水、沙河）、四崗（樓寨崗、葉顧崗、長嶺崗、倉陽崗）”。1951年，新洲從黃岡析出建縣；1983年，劃歸武漢市管轄；2021年，撤縣設(shè)區(qū)。全區(qū)版圖面積1500.66平方公里，其中陸地占82%，水域占18%；總?cè)丝?8.57萬，轄10街3鎮(zhèn)1個(gè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)1個(gè)風(fēng)景旅游區(qū)。區(qū)政府所在地邾城是武漢市的衛(wèi)星城，陽邏開發(fā)區(qū)是市區(qū)共建的省級(jí)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，道觀河風(fēng)景旅游區(qū)是武漢市四大風(fēng)景旅游區(qū)之一。邾城街是

42、武漢市的都市衛(wèi)星城，新洲政治、文化、科技、商貿(mào)中心，人口16.67萬，轄40個(gè)村、12個(gè)社區(qū)，版土面積100.78平方公里，其中耕地面積4823公頃。轄12個(gè)居委會(huì)、40個(gè)村委會(huì)：清安、蔡濠、章南、鳳凰臺(tái)、黃茂、紅旗、東安、南街、幸福、文化、新建、劉集、城東、城北、城南、駱畈、章林、鐘楊、向東、余姚、龍橋、勝英、登峰、顧崗、巴山、紅峰、劉六、梅店、鐵衙、章興、永立、章程、巴徐、大渡、饒菜、城西、鐵甲、程湖、陳先、錢寨、陶劉、劉集、肖橋、吳榜、新港、邱橋、易窯、東港、站橋、破月、聯(lián)合、詹河。章程村位于武漢市的東北部，北鄰陳添奇村，西與胡店村、西峰村相連，南面毗鄰張師村，東面與巴徐村接壤。318國

43、道復(fù)線公路穿境而過，交通條件十分便利。全村版圖面積3200畝,居民670戶，2498人。本工程污水收集范圍為章程村章程灣集中居住區(qū)生活污水，收集區(qū)涵蓋住戶約200戶，約為987人。（編得是否可以？）4.1.1設(shè)計(jì)水量（1）污水平均日流量： Q=100t/d 即 Q=100 m3/d1.16L/s（2）污水最大日流量：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范，生活污水總變化系數(shù)選取按下表進(jìn)行 本工程污水平均日流量為1.16L/s,遠(yuǎn)低于規(guī)范最低值，確定生活污水總變化系數(shù)Kz=2.5則污水最大日流量Q=2.9 L/s。（總變化系數(shù)Kz的選取可以否？） 4.1.2設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)CODCr(mg/L)BO

44、D5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(以N計(jì))TP(mg/L)進(jìn)水濃度250130250225處理后達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2021 要求的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(以N計(jì))TP(mg/L)排放標(biāo)準(zhǔn)6020201514.2工藝流程潛流人工濕地厭氧調(diào)節(jié)池格柵沉砂池生活污水處理水 4.2.1工藝說明總體工藝流程的確定對(duì)污水處理設(shè)施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能起決定性的作用，同時(shí)各單元處理工藝及構(gòu)筑物的選擇也是非常重要的，直接影響污水處理廠運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性和靈活性。因此，有必要根據(jù)污水處理廠工程確定的進(jìn)出水水質(zhì)和特性

45、，以及總體處理工藝方案等綜合考慮工藝流程單元及構(gòu)筑物的選擇和確定。下面為本工程各處理單元的說明。a.格柵沉砂池村居民生活污水通過新建收集管道進(jìn)行收集，為了攔截污水中漂浮物及大顆粒雜質(zhì)，防止提升泵及處理設(shè)施堵塞，需設(shè)置格柵及格網(wǎng)。較小而重的顆粒則在沉砂池中沉淀去除。b. 厭氧調(diào)節(jié)池由于用水時(shí)段較為集中，呈明顯周期性變化，就餐及盥洗時(shí)排水量多，其余時(shí)間排水量少，尤其是深夜至凌晨水量很少。因此需要設(shè)置調(diào)節(jié)池用以調(diào)節(jié)水量。生活污水在厭氧調(diào)節(jié)池中經(jīng)過厭氧菌的降解作用，去除部分有機(jī)污染物，也能夠?qū)⒉糠蛛y降解的有機(jī)物分解為易降解的物質(zhì)，同時(shí)也具有一定的沉砂功能。改善了生活污水生活特性，減輕人工濕地處理負(fù)荷。

46、厭氧池內(nèi)的沉砂和剩余消化污泥，定期委托處理。由于該污水多為生活污水，污泥中有害物質(zhì)較少，可作為農(nóng)田種植、園林綠化肥料利用。 c.潛流人工濕地經(jīng)過前面預(yù)處理后，水中污染物濃度大大降低，懸浮物減少，降低了潛流濕地的負(fù)荷，減少了堵塞的可能性。潛流濕地上層覆土或塘泥，并種植淺表根系的美人蕉、香蒲、茭草、燈芯草等植物，進(jìn)一步降解和吸收有機(jī)物，下部通過碎石構(gòu)筑的過濾床層，相當(dāng)于生物濾池的作用，當(dāng)污水通過時(shí)，碎石上生長生物膜，生物膜與污水接觸，大部分有機(jī)污染物通過兼氧和好氧微生物作用分解去除。4.3主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)4.3.1格柵沉砂池（老師，按您的圖紙，兩個(gè)間隙不同的格柵是做在1個(gè)沉砂池里的，但是學(xué)生按水控書

47、上的公式來計(jì)算格柵構(gòu)筑物時(shí)，會(huì)有兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)，學(xué)生想問是兩個(gè)格柵分開算，還是選擇尺寸大的來做？）尺 寸：3.00.60.6m（具體尺寸根據(jù)實(shí)際調(diào)整）柵寬：B530mm柵條間隙：b=10mm和b5mm各一臺(tái)格柵傾角：=60格柵定期人工清渣,清渣周期1-2次/7天。設(shè)計(jì)計(jì)算：1.格柵間隙數(shù)n最大設(shè)計(jì)流量，m3/s,取0.0029 m3/s；柵條凈間隙，m，取b=0.01m和b0.005m各一臺(tái)；柵前水深，m,取0.2m；污水流經(jīng)格柵的速度，m/s,取0.1 m/s；格柵安裝傾角，（），取60 經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。計(jì)算得： 14； 272.格柵槽總寬度B格柵槽寬度，m；柵條寬度，m，取0.01m；格柵間

48、隙數(shù)，m。計(jì)算得：=0.27m；=0.53m3.過格柵水頭損失 過格柵水頭損失,m；阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，計(jì)算公式取=，=2.42；重力加速度，取9.81m/s；系數(shù)，格柵受污物堵塞的，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用=3.計(jì)算得：0.0012m；0.0018m 4.柵后總高度HH= H柵后槽總高度，m；柵前水深，m；格柵前渠道超高，一般取0.3m；格柵的水頭損失，m.計(jì)算得： =0.5012m；=0.5018m5. 進(jìn)水渠道漸寬部位的長度L1L1 =(B-B1)/2tan1B1進(jìn)水渠道寬度，m，計(jì)算公式為B1=得B1=0.145m；1進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角度，取。計(jì)算得： L1

49、0.17m；L10.53m6.格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度L2L2=0.5L1計(jì)算得： L2=0.085m；L2=0.265m7.格柵的總建筑長度L L=L1+L2+1.0+0.5+（h1+h）/tan60 計(jì)算得： Lm；L2.6m8.每日柵渣量W每日柵渣量，m/d；單位體積污水柵渣量，m/(10 m污水)，一般取0.10.01，細(xì)格柵取大值，粗格柵取小值。計(jì)算得： =0.005 m/d； =0.01 m/d采用人工清渣。 4.3.2厭氧調(diào)節(jié)池?cái)?shù) 量：1座，磚混結(jié)構(gòu)尺 寸：6.3m3.3m2.8m（具體尺寸根據(jù)實(shí)際調(diào)整）（是否合理？）停留時(shí)間：21h有效容積：45m3 （是否合理？

50、）設(shè)計(jì)計(jì)算：1.化糞池的有效容積VV=Vs+VnV化糞池的有效容積(m)； Vs污水部分容積(m)；Vn污泥部分容積(m)；其中： Vs= N化糞池所承擔(dān)的建筑物內(nèi)的總?cè)藬?shù)(人),取987人； n使用衛(wèi)生器具的人數(shù)與總?cè)藬?shù)的百分比, 住宅取0.7； q每人每天最高排水量（同最高生活用水標(biāo)準(zhǔn)）（L/人d），取100 L/人d； t污水在化糞池內(nèi)停留時(shí)間(d)，取0.875d。計(jì)算得： Vs m Vn= m污泥清掏后殘留的熟污泥量容積系數(shù), 取為1.2；a每人每天污泥量, 一般取0.7(L/人d）；T一污泥清掏周期,按90d,180d,360d計(jì)，取180d； b一新鮮污泥的含水率, 取b=95%

51、； K一污泥發(fā)酵后體積縮減系數(shù), 取為0.8； C一污泥經(jīng)發(fā)酵濃縮后的含水率, 取90%。 計(jì)算得：Vn41.8 m化糞池的有效容積V: V=44.32 m由于有效容積V12 m,采用三格化糞池。2.化糞池的幾何尺寸長：6+0.3=6.6m, 寬：3+0.3=3.3m, 高：2.5+0.3=2.8m（合理否？）（老師，化糞池每格的容積和幾何尺寸以及開孔高度是否要設(shè)計(jì)？）4.3.3潛流人工濕地?cái)?shù) 量： 1座水力停留時(shí)間： 1.02d水力負(fù)荷： 0.28m3 / m2.d尺 寸： 26.014.00.7m(分為兩單元，各單元尺寸：13m14m)（合理否？）濕地床池底采用混凝土結(jié)構(gòu)，池墻采用磚塊混凝

52、土結(jié)構(gòu)，表面抹灰。1. 濕地表面積A=式中：A濕地表面積（m）； Q系統(tǒng)平均流量（m/d）,取Q=100 m/d； 入流BOD(mg/L),取=78mg/L； 出流BOD(mg/L)，取=20 mg/L； 與溫度有關(guān)的一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)（d）, Kt1.014（1.06）， T假定為25，則=1.357。 d潛流床深度（m）,蘆葦床取0.60.7，取d=0.7m。（老師，床深度大部分文獻(xiàn)及書是根據(jù)植物根系來選擇的，不知道學(xué)生選這個(gè)深度可以否？） n床層孔隙率, 一般從1040不等，取孔隙度為40%。計(jì)算得：A=358m22.濕地床截面積 A= 式中：A濕地床截面積，與水流方向垂直（m）； 介質(zhì)的

53、水力傳導(dǎo)率m/ (md)，選擇礫石，取500 m/ (md)； S床層坡度，或水力坡度，取0.02。計(jì)算得：A=10 m3.床層寬度 W= A/d計(jì)算得： W14.3m 取W=14m4.床層長度 L= A/W計(jì)算得： L25.6m 取L=26m5.水力停留時(shí)間 T= =計(jì)算得： T.02d 6. 表面有機(jī)負(fù)荷 q=式中： q表面有機(jī)負(fù)荷，kg/（md）；計(jì)算得：q0.0154 kg/（md）7. 表面水力負(fù)荷 q=式中： q 表面水力負(fù)荷，m/（md）。計(jì)算得：q m/（md） 8.將人工濕地劃分成兩個(gè)單元，各單元幾何尺寸為13m14m（老師，人工濕地之所以分成幾個(gè)單元，是為了改善水力條件吧？

54、兩單元間是否是設(shè)計(jì)成中間隔板打孔來使水從一邊流向另一邊？）4.4其它設(shè)計(jì)要素確定4.4.1地址的選擇原則：(1) 位置選擇符合鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃的要求；(2) 位置位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)水體的下游，污水盡量能全部自流入站；(3) 在城鎮(zhèn)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；(4) 有良好的工程地質(zhì)條件；(5) 與城市規(guī)劃居住、公共設(shè)施保持一定的衛(wèi)生防護(hù)距離；(6) 考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，又?jǐn)U建的可能；(7) 便于處理后出水的排放和利用；(8) 位置地形不受水淹，有良好的排水條件；(9) 有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。4.4.2濕地床的防滲對(duì)于新建人工濕地，根據(jù)設(shè)計(jì)形成的濕地單元，分單元進(jìn)行挖掘，將場地挖到設(shè)計(jì)深

55、度，平整夯實(shí)，保證達(dá)到設(shè)計(jì)坡度，然后進(jìn)行防滲處理，以防止地下水受到污染或防止地下水滲透進(jìn)入濕地。提供二級(jí)處理的潛流濕地一般需要襯里，以防止污水和地下水直接接觸。如果現(xiàn)場的土壤和黏土能夠提供充足的防滲能力，那么壓實(shí)這些土壤做濕地的襯里已經(jīng)足夠。含有石灰石、斷裂的基巖、碎石或砂質(zhì)土壤的場地，必須用其他方法進(jìn)行防滲處理。在選擇防滲方法前，需要對(duì)建筑材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。含有15%以上的土壤一般比較合適，膨潤土和其他黏土提供了吸附反應(yīng)的場所，并能產(chǎn)生堿度。人工襯里包括瀝青、合成丁基橡膠和塑料膜（如0.5-10.0mm 厚的高密度聚乙烯）。襯里必須堅(jiān)固、密實(shí)和光滑，以防止植物根部的附著和穿透；如果現(xiàn)場的土壤含有帶棱角的石塊，那么襯里下面需鋪一層沙或土工布，以防止襯里被刺穿；在潛流濕地系統(tǒng)中，合成襯里的下面一般也要鋪上土工布以防止刺穿。防滲工作結(jié)束后，需進(jìn)行滲透試驗(yàn)，以檢驗(yàn)和確保防滲效果。然后回填原土或填充其他填料，種植濕地植物。本工程所在地的土壤和黏土能夠提供充足的防滲能力，壓實(shí)這些土壤做濕地的襯里。（可否？）4.4.2基質(zhì)的選擇 基質(zhì)又稱為填料、濾料，一般由土壤、細(xì)沙、礫石、碎瓦片或灰渣等構(gòu)成?；|(zhì)為植物和微生物提供生長介質(zhì)的同時(shí)，通過沉淀、過濾和吸附等作用直接去除污染物。一般來說，采