計算機模擬人工濕地處理城市污水工藝的設計

計算機模擬人工濕地處理城市污水工藝的設計內容提要1目前城市污水處理的狀況2設計原則3設計水量水質和標準4處理工藝選擇5工藝流程原理說明6結語目前城市污水處理的狀況當前污水處理面臨的形勢當前主要的處理工藝目前污水處理面臨的形勢目前，全國廢、污水排放量達620×108m3/a，使河流水環(huán)境遭受嚴重破壞。全國七大江河流域的50%河段已被污染，江蘇、廣東、上海等一大批省市已經面臨日益嚴重的“水質污染型”缺水，如太湖流域3000多萬人守著2300km2的太湖卻出現(xiàn)了“水多用難”的尷尬局面。隨著我國經濟的飛速發(fā)展，原始資源型缺水問題日益突出。目前我國有400多個城市缺水，這成為制約我國經濟發(fā)展的一大問題。如果可以回收20%的污水，則可解決我國缺水量的一半以上。

目前主要的處理工藝

我國的城市水處理始于20世紀80年代，與國外同期城市污水處理比較，存在著“三高二低”的現(xiàn)象。三高即：耗能高，設備維修率高和運行費用高。二低即：效率低和自動化低。這種傳統(tǒng)的二級處理的活性污泥法工藝流程復雜，基建費用高，能耗大，運行費用亦相當可觀。因此近年來我國的污水處理不斷開發(fā)研究和引進新技術，新工藝如：氧化溝法，BR法，AB法，A/O法等。總體主要是采用了生物水處理方法。設計原則①參照國家的有關規(guī)范，進行優(yōu)化設計。②水質達到相關標準，并充分考慮安全性。③處理工藝可靠，能長期穩(wěn)定運行，日常維修費用少。④操作管理方便，處理成本低，經濟可行。⑤體現(xiàn)環(huán)境與節(jié)能。設計水量水質和標準污水處理量Q：1000m3/d項目進水（mg/l）出水（mg/l）去除率（%）CODcr40010075BOD52003085SS3503091.4處理工藝選擇主要的生物水處理工藝各種工藝的優(yōu)缺點人工濕地工藝的使用性主要的生物水處理工藝生活污水的主要污染物為有機物，懸浮物等。目前國內外主要采用的生物水處理根據(jù)主體處理不同分為下面幾種： （1）生物膜法 （2）常規(guī)生物處理法 （3）自然生態(tài)處理法

各種工藝的優(yōu)缺點

——生物膜法生物膜法是新發(fā)展的污水處理工藝其特點是采用中空纖維膜進行固液的分離，此工藝簡潔，過濾出水經消毒可以直接回用。其主要缺點是膜易堵塞，要經常清洗，出水量隨使用年限的增加下降，到一定程度時要全部更換，一次更換費用大。各種工藝的的優(yōu)缺點——常規(guī)生物水水處理常規(guī)生物水水處理是在在生物處理理后進一步步進行深度度處理。主主要有：A/O法，，CASS法，SBR工藝。。這些工藝藝流程較長長，投資高高,耗能大大,運行管管理要求高高,對控制制大城市的的水環(huán)境污污染起到了了關鍵作用用[2]。各種工藝的的優(yōu)缺點——自然生態(tài)處處理法自然生態(tài)處處理法主要要有人工濕濕地法。人人工濕地系系統(tǒng)是一個個完整的生生態(tài)系統(tǒng)。。它形成了了內部的良良好循環(huán)并并具有較好好的經濟效效益和生態(tài)態(tài)效益,是是正在不斷斷得到研究究應用和發(fā)發(fā)展的污水水處理實用用新技術,具有投資資低,出水水水質好、、抗沖擊力力強、增加加綠地面積積、改善和和美化生態(tài)態(tài)環(huán)境、操操作簡單、、維護和運運行費用低低廉等優(yōu)點點,即：高高效，經濟濟，美觀，，生態(tài)[3]。人工濕地工工藝的使用用性對于原水質質，主要是是處理有機機物和懸浮浮物，采用用能長期可可靠運行并并節(jié)能環(huán)保保的處理工工藝，綜合合比較目前前的各種污污水處理方方法，采用用人工濕地地處理法是是適宜的。。工藝流程說說明人工濕地處處理污水系系統(tǒng)包括前前處理和人人工濕地兩兩個部分。。前處理部部分包括：：格柵、沉沉砂池、沉沉淀池、兼兼性塘等。。人工濕地地則由許多多長滿植物物的碎石床床并聯(lián)和串串聯(lián)組成．．根據(jù)水流流形態(tài)人工工濕地叉分分表面流式式和潛流式式。根據(jù)原原水水質的的污染物去去除要求．．使設計工工藝達到最最佳效果。。人工濕地系系統(tǒng)工藝流流程1.沉淀原理2.兼性塘凈化化污水原理理3.人工濕地凈凈化原理4.主要工藝設計參參數(shù)5.人工濕地沉淀原理通過格柵截阻塊塊浮渣以及沉砂砂池除去砂粒后后，污水進入初初沉池，固體物物質發(fā)生自由沉沉淀和絮凝沉淀淀作用。這種簡簡單工藝可有效效地去除SS和和BOD。這非非常有利于后續(xù)續(xù)處理單元的負負荷、穩(wěn)定水質質、去除寄生蟲蟲卵和減少人工工濕地淤塞。在在不設置厭氧塘塘的人工濕趣系系統(tǒng)中沉淀池幾幾乎是不可缺少少的工藝。兼性塘凈化污水水原理人工濕地系統(tǒng)所所使用的穩(wěn)定塘塘主要是厭氧塘塘和兼性塘，本本工藝采用目前前世界上應用最最為廣泛的一種種塘，污水進入入穩(wěn)定塘后被稀稀釋．使有毒、、有害物質的濃濃度降低，這有有利于生物凈化化作用的正常進進行。人工濕地凈化原原理人工濕地處理污污水的原理較為為復雜，目前還還沒有較為深入入的研究。一般般認為主要有以以下幾個作用：：物理沉積，化化學反應，生化化反應。主要工藝設計參參數(shù)格柵：采用機械清渣，，中格柵：每日日柵清量W=0.07（m3/d）L×B×H=1.92×0.53×0.36（m）L：柵槽總長度度，B：柵槽寬寬度，H：柵前前槽高柵條間隙為0.02m，間隙隙數(shù)為18。格格柵放置仰角為為60°沉砂池：采用平流沉砂池池，主要截留無無機顆粒，工作作穩(wěn)定，構造簡簡單，排砂方便水水利停留時間50S，B×H=0.15××0.82（m）B為池寬，H為池高沉淀池：雙池，表面水利利負荷q=3m3/(m2/h)沉淀時間為t=1.5h.兼性氧化塘：采用矩形塘(長長寬比為2:l到4:1)．進水分布要要均勻些，因此，在塘內要要設計多個進水水點。溫度一般為20℃。因為20℃時EBODs最大[5]。人工濕地——場地選擇采用人工濕地處處理污水應因地地制宜，盡量選選擇有一定自然然坡度的洼地或或經濟價值不高高的荒地，同時時還要考慮污水水便于收集，一一方面減少土方方工程量，有利利于排水降低投投資和運用費用用，另一方面防防止對周圍環(huán)境境影響[6]。人工濕地

———工藝選擇地表流工藝：廢水在濕地的土土壤表層流動水水位較淺，它投投資少但負荷較較小，冬季北方方地區(qū)表面會結結冰；夏季可能能會繁殖蚊子還還會有臭味。地下潛流工藝：：廢水在人工濕地地的地表下流動動“保溫效果好好”“負荷高””處理效果受氣氣候的影響小但但其投資要比地地表流工藝大一一些。綜合考慮本工藝藝采用水平流潛潛流式濕地?；|：以石，礫石，砂砂和土壤為基本本原料通過不同同的組合方式建建立合適的濕地地。水生植物選擇：：人工濕地植物的的選擇一般要求求適地適種，耐耐污能力強，根根系發(fā)達，莖葉葉茂密，抗病蟲蟲害能力強，重重視物中間的搭搭配，能適應當當?shù)氐脷夂蚯矣杏幸欢ń洕^賞賞價值。綜合考慮慮本工藝藝以蘆葦葦，香蒲蒲和燈心心草為水水生植物物[7][8]。人工濕地地

———工藝選擇擇采用兩級級人工濕濕地處理理，主要要參數(shù)如如下：濕地床坡坡度S=2%濕地深度度D=0.65m介質空隙隙率ε=0.65濕地床的的表面積積A=7072㎡表面負荷荷率ＡＬＬＲ=0.14㎏/(㎡d)水力負荷荷q=14cm/d水力停留留時間HRT=3d結語人工濕地地是一種種正處于于研究、、應用和和發(fā)展的的污水處處理實用用技術，，.盡管管目前在在人工濕濕地研究究和應用用中仍然然存在一一些不足足之處,如其凈凈化機理理尚不十十分清楚楚,水力力學復雜雜、缺乏乏設計的的經驗參參數(shù)和規(guī)規(guī)范,此此外還需需要及時時清淤、、收割和和更新植植物以及及防治病病蟲害等等，但其其優(yōu)點是是非常突突出的。。人工濕地地的優(yōu)點點污水水源源可就地地收集,就地處處理和就就地利用用。取材方便便,便于于施工,處理構構筑物、、處理設設備少。。選擇合適適的植物物品種可可以美化化環(huán)境,改善地地面景觀觀。運行管理理方便,與相同同規(guī)模的的傳統(tǒng)工工藝比，，人員可可減少80%以以上。沒有剩余余污泥產產生，