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景观水、湖水、河道等净化治理设计与施工

泳池、水景喷泉、水上乐园等水循环设计与施工

污水、废水、中水回用、雨水利用等设计与施工

 

浅析人工湿地污水处理技术工程方案效果流程


      一、总体要求

  1、建设规模

  1.1、应综合考虑服务区域范围内的污水产生量、分布情况、发展规划以及变化趋势等因素,并以近期为主,远期可扩建规模为辅的原则确定。

  1.2、建设规模按以下规则分类:

  小型人工湿地污水处理工程的日处理能力<3000m3/d;

  中型人工湿地污水处理工程的日处理能力3000m3/d~10000m3/d;

  大型人工湿地污水处理工程的日处理能力≥10000m3/d。

  注:下限值含该值,上限值不含该值。

  2、工程项目构成

  2.1、工程项目主要包括:污水处理构(建)筑物与设备、辅助工程和配套设施等。

  2.2、污水处理构(建)筑物与设备包括:预处理、人工湿地、后处理、污泥处理、恶臭处理等系统。

  2.3、辅助工程包括:厂区道路、围墙、绿化、电气系统、给排水、消防、暖通与空调、建筑与结构等工程。

  2.4、配套设施包括:办公室、休息室、浴室、食堂、卫生间等生活设施。

  2.6、人工湿地系统可由一个或多个人工湿地单元组成,人工湿地单元包括配水装置、集水装置、基质、防渗层、水生植物及通气装置等。

  3、场址选择

  3.1、应符合当地总体发展规划和环保规划的要求,以及综合考虑交通、土地权属、土地利用现状、发展扩建、再生水回用等因素。

  3.2、应考虑自然背景条件,包括土地面积、地形、气象、水文以及动植物生态因素等,并进行工程地质、水文地质等方面的勘察。

  3.3、应不受洪水、潮水或内涝的威胁,且不影响行洪安全。

  3.4、宜选择自然坡度为0%~3%的洼地或塘,以及未利用土地。

  4、总平面布置

  4.1、应充分利用自然环境的有利条件,按建(构)筑物使用功能和流程要求,结合地形、气候、地质条件,便于施工、维护和管理等因素,合理安排,紧凑布置。

  4.2、厂区的高程布置应充分利用原有地形,符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求;多单元湿地系统高程设计应尽量结合自然坡度,采用重力流形式,需提升时,宜一次提升。

  4.3、应综合考虑人工湿地系统的轮廓、不同类型人工湿地单元的搭配、水生植物的配置、景观小品设施营建等因素,使工程达到相应的景观效果。

  二、工艺设计

  1、一般规定

  1.1、工艺设计应综合考虑处理水量、原水水质、占地面积、建设投资、运行成本、排放标准、稳定性,以及不同地区的气候条件、植被类型和地理条件等因素,并应通过技术经济比较确定适宜的方案。

  1.2、预处理、后处理、污泥处理、恶臭处理等系统设计应符合GB 50014及相关行业规范中的有关规定。

  1.3、人工湿地系统由多个同类型或不同类型的人工湿地单元构成时,可分为并联式、串联式、混合式等组合方式。

  2、工艺流程

  2.1、按工程接纳的污水类型,基本工艺流程如下:

  a)当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近的其它污水时,基本工艺流程为

  3、预处理

  3.1、预处理的程度和方式应综合考虑污水水质、人工湿地类型及出水水质要求等因素,可选择格栅、沉砂、初沉、均质等一级处理工艺,物化强化法、AB法前段、水解酸化、浮动生物床等一级强化处理工艺,以及SBR、氧化沟、A/O、生物接触氧化等二级处理工艺。

  3.2、污水的BOD5/CODCr小于0.3时,宜采用水解酸化处理工艺。

  3.3、污水的SS含量大于100mg/L时,宜设沉淀池。

  3.4、污水中含油量大于50mg/L,宜设除油设备。

  3.5、污水的DO小于1.0mg/L时,宜设曝气装置。

  4、人工湿地

  4.1、设计参数

  人工湿地面积应按五日生化需氧量表面有机负荷确定,同时应满足水力负荷的要求。

  人工湿地的主要设计参数,宜根据试验资料确定;无试验资料时,可采用经验数据或按表4的数据取值。

  4.2、几何尺寸

  4.2.1潜流人工湿地几何尺寸设计,应符合下列要求:

  水平潜流人工湿地单元的面积宜小于800m2,垂直潜流人工湿地单元的面积宜小于1500m2;

  潜流人工湿地单元的长宽比宜控制在3:1以下;

  规则的潜流人工湿地单元的长度宜为20m~50m。对于不规则潜流人工湿地单元,应考虑均匀布水和集水的问题;

  潜流人工湿地水深宜为0.4m~1.6m;

  潜流人工湿地的水力坡度宜为0.5%~1%。

  4.2.2表面流人工湿地几何尺寸设计,应符合下列要求:

  表面流人工湿地单元的长宽比宜控制在3:1~5:1,当区域受限,长宽比>10:1时,需要计算死水曲线;

  表面流人工湿地的水深宜为0.3m~0.5m;

  表面流人工湿地的水力坡度宜小于0.5%。

  4.3、集、配水及出水

  4.3.1人工湿地单元宜采用穿孔管、配(集)水管、配(集)水堰等装置来实现集配水的均匀。

  4.3.2穿孔管的长度应与人工湿地单元的宽度大致相等。管孔密度应均匀,管孔的尺寸和间距取决于污水流量和进出水的水力条件,管孔间距不宜大于人工湿地单元宽度的10%。

  4.3.3穿孔管周围宜选用粒径较大的基质,其粒径应大于管穿孔孔径。

  4.3.4在寒冷地区,集、配水及进、出水管的设置应考虑防冻措施。

  4.3.5人工湿地出水可采用沟排、管排、井排等方式,并设溢流堰、可调管道及闸门等具有水位调节功能的设施。

  4.3.6人工湿地出水量较大且跌落较高时,应设置消能设施。

  4.3.7人工湿地出水应设置排空设施。

  4.4、清淤及通气

  4.4.1潜流人工湿地底部应设置清淤装置。

  4.4.2垂直潜流人工湿地内可设置通气管,同人工湿地底部的排水管相连接,并且与排水管道管径相同。

  4.5基质

  4.5.1基质的选择应根据基质的机械强度、比表面积、稳定性、孔隙率及表面粗糙度等因素确定。

  4.5.2基质选择应本着就近取材的原则,并且所选基质应达到设计要求的粒径范围。

  4.5.3对出水的氮、磷浓度有较高要求时,提倡使用功能性基质,提高氮、磷处理效率。

  4.5.4潜流人工湿地基质层的初始孔隙率宜控制在35%~40%。

  4.5.5潜流人工湿地基质层的厚度应大于植物根系所能达到的最深处。

  4.6湿地植物选择与种植

  4.6.1人工湿地宜选用耐污能力强、根系发达、去污效果好、具有抗冻及抗病虫害能力、有一定经济价值、容易管理的本土植物。人工湿地出水直接排入河流、湖泊时,应谨慎选择“凤眼莲”等外来入侵物种。

  4.6.2人工湿地可选择一种或多种植物作为优势种搭配栽种,增加植物的多样性并具有景观效果。

  4.6.3潜流人工湿地可选择芦苇、蒲草、荸荠、莲、水芹、水葱、茭白、香蒲、千屈菜、菖蒲、水麦冬、风车草、灯芯草等挺水植物。表流人工湿地可选择菖蒲、灯芯草等挺水植物;凤眼莲、浮萍、睡莲等浮水植物;伊乐藻、茨藻、金鱼藻、黑藻等沉水植物。

  4.6.4人工湿地植物的栽种移植包括根幼苗移植、种子繁殖、收割植物的移植以及盆栽移植等。

  4.6.5人工湿地植物种植的时间宜为春季。

  4.6.6植物种植密度可根据植物种类与工程的要求调整,挺水植物的种植密度宜为9株/m2~25株/m2,浮水植物和沉水植物的种植密度均宜为3株/m2~9株/m2。

  4.6.7垂直潜流人工湿地的植物宜种植在渗透系数较高的基质上。水平潜流人工湿地的植物应种植在土壤上。

  4.6.8应优先采用当地的表层种植土,如当地原土不适宜人工湿地植物生长时,则需进行置换。

  4.6.8种植土壤的质地宜为松软粘土~壤土,土壤厚度宜为20cm~40cm,渗透系数宜为0.025cm/h~0.35cm/h。

  4.7防渗层

  4.7.1人工湿地应在底部和侧面应进行防渗处理,防渗层的渗透系数应不大于10-8m/s。

  4.7.2防渗层可采用黏土层、聚乙烯薄膜及其他建筑工程防水材料,可参照CJJ 17执行。

  4.8管材及闸阀

  4.8.1管材选用PVC或PE管时,应按GB/T 13663规定执行。

  4.8.2阀门选用应满足耐腐蚀性强、密封性好、操作灵活等要求。

  4.8.3水位控制闸板、可调堰等装置采用非标设计时,应考虑材质、控制方式、防腐及耐用等因素。

  5、后处理

  5.1、应根据污水排放标准的要求,选择是否设置消毒设施。当出水对病菌指标要求较高时,消毒应符合GB 50014中的有关规定

  5.2、人工湿地出水作为再生水利用时,应符合GB 50335中的有关规定。

  6、二次污染控制措施

  6.1、污泥处理与处置

  6.1.1预处理系统产生的污泥处理与处置应符合GB 50014中的有关规定。

  6.1.2人工湿地系统应定期清淤排泥。

  6.2恶臭处理

  6.2.1应设置除臭装置处理预处理设施产生的恶臭气体。

  6.2.2恶臭气体排放浓度应符合GB 14554中的有关规定。

  6.3、噪声和振动防治

  6.3.1应采取隔声、消声、绿化等降低噪音的措施,厂界噪声应达到GB 12348中的有关规定。

  6.3.2设备间、鼓风机房等机械设备的噪声和振动控制的设计应符合GB 50040和GBJ 87中的有关规定。

  7、突发事故应急措施

  7.1人工湿地系统应设置雨水溢流口、排洪沟渠等排洪设施。

  7.2人工湿地系统应设置超越管、溢流井等分流设施。

  三、检测与过程控制

  1一般规定

  1.1、应按国家现行的排放标准及环境保护部门的要求,设置相应的检测仪表和控制系统。

  1.2、参与控制和管理的机电设备应设置工作和事故状态的检测装置。

  1.3、安装在线监测系统的,应符合HJ/T 353、HJ/T 354、HJ/T 355中的有关规定。

  1.4、所用监测仪器应符合HJ/T 15、HJ/T 96、HJ/T 101、HJ/T 103、HJ/T 377中的有关规定。

  2、检测与控制

  2.1、对工程各系统的进出水进行检测,主要包括流量、水位、水温、DO、pH值、SS、BOD5、CODCr、NH3-N、硝酸盐、总磷等,其应按国家相关标准和规定执行。人工湿地系统的检测还应包括降雨量、湿地水位、植被株密度等,检测频率宜为降雨量、湿地水位每天1次,植被株密度每年1次。

  2.2、大、中型人工湿地污水处理工程的主要处理工艺单元,应采用自动控制系统。小型人工湿地污水处理工程的主要处理工艺单元,可根据实际需要,采用自动控制系统。采用成套设备时,设备本身控制宜与系统控制结合。

  2.3、自控控制系统可采用可编程序逻辑控制器(PLC)控制,实时监控运转情况,具备连锁、保护、报警等功能,可设集中和现场两种操作方式。

  2.4、关键工艺控制参数,如预处理系统的流量、DO、SS、CODCr等检测数据宜参与后续工艺控制。

  四、主要辅助工程

  1、电气系统

  1.1、供电方式应根据用电要求,与当地电力部门协商确定。

  1.2、供配电系统应符合GB 50052和GB 50053中的有关规定。

  1.3、低压配电设计应符合GB 50054中的有关规定。

  1.4、照明设计应符合GB 50034中的有关规定。

  2、给水、排水及消防

  2.1、应有可靠的供水水源和完善的供水设施。给水设计应符合GB 50015和GB 50013的有关规定。

  2.2、排水设计应符合GB 50014中的有关规定。

  2.3、管理区消防应符合GB 50016和GB 50140的有关规定。

  3、采暖、通风与空调

  3.1、建筑物的采暖与空调的设计应符合GB 50019的有关规定。

  3.2、当建筑物的机械通风不能满足工艺对室内温度、湿度要求时,应设置空调装置。

  4、建筑与结构

  4.1建筑的造型应简洁、新颖,并与周围环境相协调。建筑物的平面布置和空间布局应满足工艺设备布置要求,同时应考虑今后生产发展和技术改造的可能性。

  4.2、建(构)筑物结构设计应符合GB 50069的有关规定。

  4.3、人工湿地结构设计应符合GB 50003和GB 50070的有关规定。

  4.4、建筑物抗震等设计应符合GB 50011的有关规定。

  五、劳动安全与职业卫生

  1、在设计、施工和生产过程中,劳动安全和卫生可参照GB 12801的有关规定。

  2、工程建成运行的同时,应保证安全和卫生设施同时投入使用。

  3、建立并严格执行定期和经常的安全检查制度,及时消除事故隐患,特别是秋季人工湿地收割植物应妥善处置,以免引起火灾。

  六、施工与验收

  1、一般规定

  1.1、施工单位应具有国家相应的施工资质,除遵守相关的施工技术规范之外,还应遵守国家有关部门颁布的劳动安全及卫生、消防等国家强制性标准。

  1.2、施工中使用的设备、材料、器件等应符合相关的国家标准,并应取得供货商的产品合格证后方可使用。

  1.3、构筑物的施工和验收应符合GBJ 141的有关规定;混凝土结构工程的施工和验收应符合GB 50204的有关规定;设备安装和验收应符合GB 50231的有关规定;管道工程的施工和验收应符合GB 50268的有关规定。

  2、施工

  2.1、施工前期准备的主要任务是清除和平整场地。清除工程应包括运走场地内的垃圾、树木以及其他障碍物等。

  2.2、潜流人工湿地周边护坡宜采用夯实的土壤构建,坡度宜为4:1~2:1。在夯实过程中,应考虑土壤的湿度,不得在阴雨天施工。围堰建成后,应进行表面防护,如种植护坝植被。

  2.3、基质铺设过程中应从选料、洗料、堆放、撒料四个方面加以控制。

  2.4、基质应进行级配、清洁,保证填筑材料的含泥(砂)量和填料粉末含量小于设计要求值。

  2.5、人工湿地植物宜从专门的水生植物基地采购,种植时应有专业人员指导。

  2.6、人工湿地防渗材料采用聚乙烯膜时,应由专业人员用专业设备进行焊接,焊接结束后,需进行渗透试验。

  3、环境保护验收

  3.1、工程的环境保护验收应按《建设项目竣工环境保护验收管理办法》的规定进行。

  3.2、在生产试运行期间应对其进行性能试验,性能试验报告应作为环境保护验收的重要内容。

  3.3、工程的性能试验包括:功能试验、技术性能试验、设备和材料试验。其中,技术性能试验至少应包括以下项目:

  处理污水量;

  污水污染物的去除率;

  污泥的处理情况;

  电能消耗。

  3.4、污水处理工程环境保护验收的主要技术依据包括:

  项目环境影响报告书(表)审批文件;

  各类污染物环境监测报告;

  批准的设计文件和设计变更文件;

  主要材料和设备的合格证或试验记录;

  试运行期间污染物连续监测报告;

  完整的启动试运行、生产试运行记录。

  3.5、经竣工环境保护验收合格后,工程方可正式投入使用运行。

  七、运行与维护

  1、一般规定

  1.1、工程的运行应符合CJJ 60中的有关规定,同时还应符合国家有关标准的规定。

  1.2、运行人员、技术人员及管理人员应进行相关法律法规、专业技术、安全防护、应急处理等理论知识和操作技能的培训,运行人员应具备国家有关环境污染治理设施运营岗位合格证书。

  1.3、工程在运行前应制定设备台帐、运行记录、定期巡视、交接班、安全检查、应急预案等管理制度。

  1.4、工艺设施和主要设备应编入台帐,定期对各类设备、电气、自控仪表及建(构)筑物进行检修维护,确保设施稳定可靠运行。

  1.5、工艺流程图、操作和维护规程等应示于明显部位,运行人员应按规程进行系统操作,并定期检查构筑物、设备、电器和仪表的运行情况。

  1.6、各岗位人员在运行、巡视、交接班、检修等生产活动中,应做好相关记录。

  1.7、应定期检测进出水水质,并定期对检测仪器、仪表进行校验。

  1.8、应制定相应的事故应急预案,并报请环境行政管理部门批准备案。

  2、人工湿地的管理与维护

  2.1、人工湿地运行中应适时进行水位调节:

  根据暴雨、洪水、干旱、结冰期等各种极限情况,可进行水位调节,不得出现进水端壅水现象和出水端淹没现象;

  当人工湿地出现短流现象,可进行水位调节。

  2.2、人工湿地植物管理维护可采用以下措施:

  人工湿地栽种植物后即须充水,为促进植物根系发育,初期应进行水位调节;

  植物系统建立后,应保证连续提供污水,保证水生植物的密度及良性生长;

  应根据植物的生长情况,进行缺苗补种、杂草清除、适时收割以及控制病虫害等管理,不宜使用除草剂、杀虫剂等;

  对大型人工湿地污水处理工程应考虑配置植物生物能利用的装置。

  2.3、人工湿地在低温环境运行时,可采用以下措施:

  做好人工湿地的保温措施,保证水温不低于4℃;

  定期做人工湿地的冻土深度测试,掌握人工湿地系统的运行状况;

  强化预处理,减轻人工湿地系统的污染负荷。

  2.4、潜流人工湿地运行防堵塞可采用以下措施:

  控制污水进入人工湿地系统的悬浮物浓度;

  定期启动清淤;

  适当的采用间歇运行方式;

  局部更换人工湿地系统的基质。

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