3 人工湿地处理工艺设计 3.1 处理设施选址与总体布置
3.1.1 人工湿地污水处理设施位置的选择,应符合居住区、村镇或厂区总体规划及环境影响评价的要求,并应结合下列因素综合确定:
1 宜靠近自然水体、市政排污管道的排放点或便于处理后回用的地点;
2 在城市、居住区处理站内宜在夏季主导风向的下风侧,应与建筑保持一定距离,并用绿化带与建筑物隔开;
3 居住区内处理站宜设置在绿地、停车坪及室外空地;农村地区宜设置在地势相对较低的荒地处;
4 处理设施与生活供水泵站及其清水池水平距离应不得小于10m; 5 处理设施地点应便于施工、维护和管理等。
3.1.2 人工湿地地点的选择,应考虑当地地质、气象、水文特征等因素,并进行工程地质、水文地质等方面勘察,避免人工湿地池裂损、淹没、河水倒灌、排水不畅等情况发生。 3.1.3 人工湿地处理构筑物的间距应紧凑、合理,满足各构筑物的工程施工、设备安装、填料装填、湿地池疏通及日常管理的要求。
3.1.4 人工湿地处理设施应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道,通道的设计宜符合下列要求:
1 主要车行道的宽度:单车道为3.5~4.0m,双车道为6.0~7.0m,并应有回车道; 2 车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m; 3 人行道的宽度宜为1.5~2.0m。
3.1.5 对并行运行的处理构筑物间应设均匀配水装置,各处理构筑物系统间宜设可切换的连通管渠、超越管渠。
3.1.6 生产管理建筑物和生活设计宜集中布置,其位置和朝向应力求合理,并应与处理构筑物保持一定距离。
3.1.7 农村地区宜结合当地农业生产,加强生活污水削减和尾水的回收利用。
3.2 设计水量与水质
3.2.1 生活污水水量宜根据当地实际用水量经调查后确定,或根据当地用水定额,结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。可按当地相关用水定额的80%-90%采用,采用埋地塑料管或地下水位较高时取高值。居民生活用水量可参考下表:
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表1 居民生活用水量参考取值(升/人·日)
卫生设施类型 经济条件好,室内卫生设施齐全 经济条件较好,室内卫生设施较齐全 经济条件一般,有简单的室内卫生设施 无卫生间和沐浴设备,主要利用地表水、井水洗涤 农村居民用水量 90~150 60~120 50~100 30~90 城镇居民用水量 150~180 120~150 90~120 - 3.2.2 市政污水处理厂、工业废水处理厂尾水水量,按实际处理量确定。
3.2.3 设计污水水质应经实地监测资料确定,或参照相同性质居住区、污水处理厂或乡镇污
BOD5水的水质确定。如缺乏相关资料时,可根据下表数据确定:
指 标 住 宅 宾馆饭店 办公教学楼 公共浴室 城市生活污水 BOD5 230-300 140-175 195-260 50-65 100-400 0
COD 455-600 295-380 260-340 115-135 250-700 SS 155-180 95-120 195-260 40-165 100-300 NH4+-N 20-50 20-40 25-50 10-30 20-50 0
TN 25-70 25-60 30-70 15-50 20-80 TP 3-6 2-5 3-5 1-3 2-6 括号外数值为水温>12C 时的控制指标,括号内数值为水温≤12C 时的控制指标。 3.2.4 人工湿地出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域的水质,应执行一级标准的A标准;出水排入GB3838地表水III类功能水域(划定的饮用水源保护区和游泳区除外)、GB3097海水二类功能水域时,应执行一级标准的B标准;出水排入GB3838 地表水Ⅳ、Ⅴ类功能水域或GB3097 海水三、四类功能海域,执行二级标准;作为中水回用的出水水质应达中水回用水质指标。各水质指标如下:
指 标 一级A标准 一级B标准 二级标准 城市杂用水 景观用水 BOD5 ≤10 ≤20 ≤30 ≤10~20 ≤6~10 COD ≤50 ≤60 ≤100 - - SS ≤10 ≤20 ≤30 - ≤10~20 NH4+-N ≤8 ≤15 ≤30 ≤10-20 ≤5 TN 15 20 — - ≤15 TP ≤1 ≤1.5 ≤3.0 - ≤0.5~1
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3.3 工艺流程
3.3.1 人工湿地类型应根据污水特征、区域环境、出水水质要求等因素进行确定。设计内容应包括湿地池结构设计(面积、集配水系统、防渗等)、填料选择、植物种类选择、预处理系统、设备控制系统等。
3.3.2 人工湿地污水处理典型工艺组合如下:
1 生活污水处理工艺 生活污水
预处理 人工湿地 排放或回用
2 污水厂尾水深度处理工艺
3.3.3 当人工湿地的流量在100m3/日以上时,人工湿地池不宜少于2组。
3.3.4 污水处理的工艺流程应充分利用地形,减少或不用提升设备而达到排水通畅、降低能耗的要求。
3.3.5 应尽可能利用建设地地形落差进行污水自然充氧,减少或不用曝气设施。
3.3.6 污水处理工艺的选择应与居住区、污水处理厂及乡村的经济发展水平、用户的经济承受能力相适应。力求处理效果稳定可靠、运行维护简便、经济合理。
污水厂尾水
人工湿地 排放或回用
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4 污水预处理 4.1 一般规定
4.1.1 为保证人工湿地处理效果, 生活污废水应经预处理方可进入人工湿地进行处理。 4.1.2 预处理系统的设计应达到下列要求: 1 去除悬浮物,漂浮物以及降解有机物的能力; 2 具一定水量平衡能力; 3 污泥处理和容纳能力。
4.1.3 预处理程度根据具体水质情况与水质要求,选择一级处理、强化一级处理和二级处理等适宜工艺,以达到协同削减有机污染物的目的。
4.1.4 污水进入预处理系统前应设格栅拦截。当处理量较小时可选用人工清除格栅,处理量较大时用自动清除格栅。食堂和餐厅的含油污水,应需隔油池处理后方可进入预处理系统。 4.1.5 预处理设施应设置排臭系统,其排放口位置应避免对周围人、畜、植物造成危害和影响。
4.1.6 对污水处理厂的一级处理出水、二级处理出水或类似污废水进行深度处理时,可不需预处理,直接进入人工湿地。
4.2 预处理设施
4.2.1 化粪池有效容积应为污水部分和污泥部分容积之和。生活污水与生活废水合流排放,化粪池体积应按有关公式计算确定;如生活污水单独排放,则根据使用人数选用相关规格化粪池。采用化粪池预处理时,应符全下列要求:
1 化粪池外壁距建筑物外墙≥20m,距离地下水取水构筑物≥30m。 2 化粪池可作污水一级处理构筑物时,BOD去除率可按20%计算。
3 污水在池中停留时间应根据污水量确定,宜采用18~24h;污泥清掏周期宜采用6~12个月。
4.2.2 调节池主要在待处理的污水量、污水水质变化较大时设置,停留时间设为4~8小时,起到调节水量、均恒水质作用。
4.2.3 厌氧池水力停留时间宜≥24小时,有机污染物浓度较高则停留时间可适当延长。厌氧池作为预处理设施时,应注意:
1 接触厌氧池内宜用固着型弹性填料,填料间宜保持10~30cm间距以防堵塞,水力停留
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时间宜≥18小时。
2 沼气池作为预处理单元加以利用, 可改建成厌氧滤池,将生活污水直接接入人工湿地处理系统。
3 用化粪池、沼气池改建为厌氧池时,应检查池体的防渗状况,存在渗漏现象的应加以改造。
4.2.4 当采用鼓风曝气时,曝气池的超高为0.5~1.0m,处理每立方米污水的供气量不应小于3m3。供氧量应能维持混合液达2mg/L的溶解氧量。曝气器的数量,应根据供氧量和服务面积计算确定。
4.2.5 生物接触氧化池的结构设计应符合:
1 生物接触氧化池平面形状宜为矩形,每池可分为两室,出水宜采用堰式出水。 2 生物接触氧化池中的填料可采用全池布置(底部进水、进气)、两侧布置(中心进气、底部进水)或单侧布置(侧部进气、上部进水),填料应分层安装。曝气装置安装宜根据填料的布置形式布置。
3 生物接触氧化池的五日生化需氧量容积负荷,宜根据试验资料确定。无试验资料时,碳氧化宜为2.0~5.0 kgBOD5/(m3·d),碳氧化/硝化宜为0.2~2.0 kgBOD5/(m3·d)。 4.2.6 生物滤池的设计应符合:
1 好氧生物过滤有曝气生物滤池与自然充氧生物滤池两种,农村地区处理规模低于150m3/d宜采用自然充氧生物滤池。
2 曝气生物滤池宜采用滤头布水布气系统;自然充氧生物滤池宜采用固定喷嘴布水或穿孔管布水系统,沿滤池池壁四周下部设置自然通风孔,其总面积不应少于池表面积的1%。
3 生物滤池滤料应具有强度大、不易磨损、空隙率高、比表面积大、化学物理稳定性好、易挂膜、生物附着性强、比重小和不易堵塞的性质。
4 生物滤池的容积负荷宜根据实验资料确定,无实验资料时,曝气生物滤池的五日生化需氧量容积负荷宜为3-6kgBOD5/(m3·d),自然充氧生物滤池五日生化需氧量容积负荷宜为0.3-1.0 kgBOD5/(m3·d)。
4.3 设备及控制系统
4.3.1 当预处理构筑物出口与人工湿地排水口高差小于0.5m时,预处理设施应采用污水提升设备保持出水口一定的高度,保证人工湿地的水力条件。
4.3.2 污水提升泵宜采用潜污泵,应至少设一台备用泵。水泵安装于池底时应进行固定,同时要保证污水泵吸水口距污水池底面0.2m高度。
4.3.3 鼓风曝气系统中的曝气器,应选用有较高充氧性能、布气均匀、阻力小、不易堵塞、耐腐蚀、操作管理和维修方便的产品,并应具有充氧性能、底部流速等技术资料。
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