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人工湿地设计方案人工湿地是一种模拟自然湿地生态功能的污水处理技术,具有投资省、能耗低、运维简便、景观效果好及生态效益显著等优势。本设计方案针对日处理规模为200–500m³的村镇生活污水或中低浓度有机废水,采用“预处理+水平潜流人工湿地+生态稳定塘”复合工艺。预处理段设格栅井与一体化厌氧调节池,有效去除悬浮物、油脂并初步降解有机物;主体湿地为水平潜流型,长宽比3:1,设计水力负荷0.2–0.4m³/(m²·d),填料自下而上依次为砾石(粒径30–50mm)、陶粒(10–20mm)与细砂(2–5mm),总深度1.2m,兼具物理截留、微生物附着与植物根系吸收功能;优选耐污性强、根系发达的本土植物,如美人蕉、鸢尾、芦苇和风车草,按3–5株/m²合理密植,兼顾净化效率与生物多样性。出水经生态稳定塘进一步沉淀、消毒与水质缓冲后,可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189182002)一级B标准,部分指标(如COD、NH₃N)可稳定达一级A标准。系统配备简易水位调节阀与分段取样口,便于运行调控与监测;冬季通过覆盖秸秆、延长水力停留时间(HRT≥5d)及选种常绿品种提升低温适应性。全系统无需外加动力,年运行电费低于500元,维护主要为季节性收割、填料表面清理及植物补植,适合资源有限的农村地区推广。该方案兼顾水质净化、碳汇固持、生物栖息与科普教育功能,是实现水环境治理与乡村生态振兴协同发展的可持续实践路径。(498字)
集水井设计规模为5000m3/d,约折合208.3m3/h,按水力停留时间HRT为1.5h计,集水井容积应为312.5 m3,考虑到集水井进水口应高于地面20—50cm,集水井初步设计为L×B×H=10m×8m×5m。
流量237.6m3/h,
转速 1480(r/min)
效率 74%新建贵阳至开阳铁路某标站前工程(招标)施工组织设计,工作时间 24h/d。
(四)、人工湿地基本参数
计算公式:As=(Q×(lnCo-lnCe))/(Kt×d×n)
其中As为湿地面积(m2) Q为流量(m3/d),假定流量为5000 m3/d。 Co为进水BOD(mg/l),假定进水BOD为200mg/l。 Ce为出水BOD(mg/l),假定出水BOD为20mg/l。 Kt为与温度相关的速率常数,Kt=1.014×(1.06)(T-20),T假定为25,则Kt=1.357。 d为介质床的深度,一般从60-200cm不等,大都取100-150cm,项目取120cm。 n为介质的孔隙度,一般从10-40%不等。
表5—1 人工湿地面积计算表
可见,填料床孔隙度的大小对人工湿地面积的影响较大。一般项目预计介质的孔隙度为30%,则人工湿地面积约为23567 m2,其中,水平湿地面积为20167m2,垂流式湿地面积为3400 m2,
计算公式:t=v×ε/Q 其中 t:水力停留时间(d) v:池子的容积(m3),容积为V=23567 m2×1.2m=28202.4 m3, ε:湿地孔隙度,湿地中填料的空隙所占池子容积的比值,需实验测定;本项目按30%计, Q:平均流量(m3/d),假定流量为5000 m3/d。
则:水力停留时间(d)=1.697d=40.7h。
3、水力负荷计算 计算公式:HLR=Q/As
Q=5000 m3/d。
As=23567 m2。
则HLR=0.2122m3/ m2.d。
4、水力管道计算 计算公式V=πR2×S=Q/t V:流量 R:管径 S:流速, 0.5m/s Q:总流量,Q=5000 m3/d。 t:停留时间,t=1.697d=40.7h。
可以计算出R=0.1474m,可用D30的水利砼管管道,也可以用D30的不锈钢管。
水平表面流湿地一般长宽比约为10:1,而水平湿地面积约为20167 m2,As1=L×B=10B×B=20167 m2,B=44.91m,取45m;L约等于449.1m,取450m,As1=L×B=450m×45m。
潜流湿地面积约为3400 m2,可用下式计算:
AS2 = Q×(ln C0—ln Ce) / ( Kt×Dn)
但由于整个湿地系统是按照整体计算,无法用BOD的初始浓度和出水浓度单独进行计算,潜流湿地床长度过长,易造成湿地床中的死区,且使水位难于调节,不利于植物的栽培,L:B一般控制在1—3之间,为便于管理,潜流湿地最好与水平流湿地同宽,因此B=45m;则L=75.6m,取80m,As2=L×B=80×45=3600 m2。
(1)进出水系统的布置:
湿地床的进水系统应保证配水的均匀性,一般采用多孔管和三角堰等配水装置。进水管应比湿地床高出0.5m。湿地的出水系统一般根据对床中水位调节的要求,出水区的末端的砾石填料层的底部设置穿孔集水管,并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。 (2)填料的使用:
水平表面流湿地床由两层组成,表层土层,厚0.4m,砾石层铺设厚度0.2m,总厚度0.6m;潜流湿地床由三层组成表层土层、中层砾石、下层小豆石(碎石),钙含量在2~2.5kg/100kg为好;土层0.4m,砾石层铺设厚度0.5m。下层铺设厚度0.3m,总厚度1.2m,人工湿地填料主要组成、厚度及粒径分布见表5—2:人工湿地填料分析表
(3)潜流式湿地床的水位控制:床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。
表5—2 人工湿地填料分析表
1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能;
筛选净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多困难。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。
1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势;
③对周围环境的适应能力
1.3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力;
水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达,对污水承受能力强的水生植物。
1.4 植物的年生长期长
人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象,因此,应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。
1.5 所选择的植物将不对当地的生态环境构成威胁,具有生态安全性;
1.6具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。
由于所处理的污水不含有毒、有害成分,可以考虑其综合利用。
(2).配置分析 2.1根据植物类型分析 2.1.1漂浮植物 漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。 2.1.2根茎、球茎及种子植物 这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角等。 2.1.3挺水草本植物类型 这类植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等,为人工湿地系统主要的植物选配品种。根据这类植物的生长特性,它们即可以搭配种植于潜流式人工湿地,也可以种植于表流式人工湿地系统中。 2.1.4沉水植物类型 沉水植物一般原生于水质清洁的环境,其生长对水质要求比较高,因此沉水植物只能用作人工湿地系统中最后的强化稳定植物加以应用,以提高出水水质。 2.2 原生环境分析 根据植物的原生环境分析,原生于实土环境的植物如美人蕉、芦苇、灯心草、旱伞竹、皇竹草、芦竹、薏米等,其根系生长有向土性,可配置于表面流湿地系统和潜流湿地土壤中;如水葱、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等,由于其生长已经适应了无土环境,因此更适宜配置于潜流式人工湿地。 2.3 养分需求分析 根据植物对养分的需求情况分析,由于潜流式人工湿地系统填料之间的空隙大,植物根系与水体养分接触的面积要较表流式人工湿地广,因此对于营养需求旺盛、植株生物量大、一年有数个萌发高峰的植物如香蒲、菖蒲、水葱、水莎草等植物适宜栽种于潜流湿地;而对于营养生长与生殖生长并存,生长缓慢,一年只有一个萌发高峰期的一些植物如芦苇、茭草等则配置于表面流湿地系统。 2.4 适应力分析 一般高浓度污水主要集中在湿地工艺的前端部分。因此前端工艺部分一般选择耐污染能力强的植物,末端工艺由于污水浓度降低,可以考虑植物景观效果。
表5—3 水平表面流——潜流复合型湿地植物选择及搭配表
(3)、植被选择投资分析
本项目采用水平表面流——潜流复合型湿地系统,植被包括漂浮植物、根茎、球茎、挺水植物等 ,其中以挺水植物为主;植物种类包括水葫芦、浮萍、芦苇、睡莲、荷花、芦苇、美人蕉、灯心草、菖蒲、水葱、纸莎草等;其分配及投资分析如表5—4:
表5—4 水平表面流——潜流复合型湿地植物分配及投资分析表
由以上可以看出,湿地植被需投资27.2万左右(浮萍可就地获得,未计入总成本)。
1、配水问题,潜流方便;
2、潜流湿地考虑砌隔墙,使流态接近理想推流;
4、回流,各个构筑物最好能设回流管,以免检修时能排空池体中的水;
5、污水管没有90度弯头,用45度斜管接,污水里面杂质多,以让污水排的更流畅;
6、及时清洗填料,严格防止潜流堵塞;
tcces 32-2022 低预应力预制混凝土耐腐蚀实心方桩技术规程7、及时收割填料上的植被。
由于人工湿地相对污水处理厂管理方便,运营成本大幅度下降,劳动定员可初定为3人(1000元/月.人)即可。
挖方:Q11=L×B×H=450m×45m×0.9m+80m×45m×1.5m=23625 m3;
填方:Q12 =80m×45m×1.2m+450m×45m×0.6m=16470 m3;
道路 Q13=L×B×H=(530×2+45×2)m×6m×0.4m=2760 m3;
集水井 Q14=L×B×H=10m×8m×5m=400 m3;
出水井 Q15=L×B×H=10m×8m×4m=320m3;
《城市公共汽电车客流调查方法 jt/t935-2014》基质(混凝土):Q16 =L×B×H=530m×45m×0.3m=7155 m3;