㈠ 人工濕地處理工業廢水的工藝設計
1工藝設計
1.1工藝流程
工藝的選擇直接關繫到處理出水的水質指標能否穩定可靠的達到處理要求、運行管理是否方便、建設費用和運行費用是否節省,以及佔地和能耗指標的高低,因此,工藝方案的選擇非常關鍵。項目濕地的進水水質具備以下特徵:
(1)廢水進入人工濕地前,預先經過芬頓工藝處理,有機污染物大部分被分解,剩餘部分難分解的高分子有機物;
(2)廢水中含有一定鹽度(主要為鐵鹽、硫酸鹽與氯鹽),約1%~2%;(3)水質波動大,進水水質的氨氮指標有較大浮動,最高氨氮可達120mg/L;水中磷以元素磷、正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機團結合的磷酸鹽等形式存在,而項目進水以除正磷酸鹽外的形式為主,不利於植物吸收。因此,工藝的選擇應根據水質、水量、設計出水要求、以及當地的溫度、工程地質等因素綜合考慮。具體工程的選擇原則為:
(1)工藝選擇保證合理性、先進性和成熟性的有機結合,確保處理後的污水再生水達到排放標准,無二次污染;
(2)在出水達標的前提下,盡可能採用節能、高效的處理設備,降低建設投資和運行費用;
(3)工程操作、運行與維護管理簡單、方便,設備運行性能可靠;本設計方案選定的工藝為「提升泵池+垂直流人工濕地+景觀水池」。項目廢水通過一系列環保處理工藝處理至濕地進水標准後排入清液緩存池中均質,緩存池設有氨氮在線分析儀以及COD在線監測儀,對水質中的COD指標與氨氮指標進行實時監測。當進水水質滿足濕地進水要求時,則PLC進行「模式一」的進水方案(正常運營),清液緩存池內的水泵將廢水動力提升至高效垂直流人工濕地中,同時經砂石填料的過濾、特殊填料的吸附作用、濕地植物的吸收以及微生物的分解作用後,水中污染物得到去除,出水由底部集水管道輸送至景觀池中,與景觀池連接的管道末端設置可調節式管接,根據實際運行需要調整人工濕地的好氧—厭氧比重,進而微調微生物的硝化、反硝化作用,對污水中氨氮、硝態氮進行針對性控制,達到污水的高效效率處理。景觀池出水通過管道輸送至指定排放點中計量排放。當進水水質超出濕地進水要求時,則PLC進行「模式二」的進水方案(事故運營)。當末端氨氮在線檢測設備檢測水質超過設定值時,自動開啟應急吸附閥,同時關閉總排水閥,污水通過應急循環水泵,將污水抽至I級應急吸附池與II級應急吸附池中進行處理,凈化後的水進入排放池中,經操作員檢測合格後排放;當末端COD在線檢測設備檢測水質超過設定值時,或氨氮與COD同時超標時,只開啟內循環閥,同時關閉總排水閥,應急循環水泵將超標水質抽至高效垂直流人工濕地布水主管中,由配水支管與配水電動閥進行脈沖配水,實現污水循環不外排,直至末端在線檢測設備合格後恢復正常運行狀態。出水達到目標水質標准後排放。
1.2主要構築物設計參數
污水通過管道流入提升泵池,再進入垂直流人工濕地系統,通過均勻布水,植物吸收分解、濕地凈化後,出水最終流入景觀水池,實現處理流程的完結。
1.2.1提升泵池及泵房
1.2.1.1提升泵池
設計流量:Q=900m3/d,數量:1座,有效水深:h=4.0m,有效容積:V=150m3,結構:鋼砼。
1.2.1.2進水泵房
設計流量:900m3/d,數量:1座,尺寸:平面尺寸為7×5m。其中,提升泵的Q=20m3/h,H=8m,N=4kW,共3台(兩用一備)。
1.2.2垂直流人工濕地
垂直流人工濕地系統水質凈化技術是一種生態工程處理技術,是人工濕地的一種類型,其基本原理是在一定的填料上種植特定的濕地植物,從而建立起一個人工濕地生態系統,當待處理的污水以垂直潛流的方式通過濕地處理系統時,污水中的污染物質和營養物質被系統吸收或分解,最終使水質得到凈化[4-7]。設計參數方面,垂直流人工濕地面積為4064m2,濕地高度設計為1.6m,濕地內填料層高度設計為1.5m。
1.2.3景觀水池
設計流量:900m3/d,數量:1座,有效水深:1.0m,池體尺寸:r=4.5m,結構:鋼混,其他:種植部分挺水植物、沉水植物,以增強景觀效果。
2垂直流人工濕地系統設計
2.1填料及微生物菌種
本工程所選用填料主要為不同的砂礫級配,填料厚度1.5m,從上至下依次為50cm厚粒徑0~5mm砂石填料層(包括10cm的特殊填料),30cm厚特殊填料層,40cm厚粒徑10~30mm砂石填料層,30cm厚粒徑20~40mm碎石填料層。特殊填料由活性炭與沸石按比例混合而成,為濕地長效運行,活性炭與沸石配比設定為25%:75%。為增強特殊填料對COD、NH4+-N的去除作用,將特殊填料分兩部分,其中0.3m鋪設在原來的位置,包裹植物根系,0.1m鋪設在上層布水管管溝中。由於人工濕地對TP去除效果一般,為增加人工濕地對TP的去除效果,可在碎石層中混合鋪設0.1m石灰石。與此同時,在垂直流濕地系統中添加高效微生物菌種,利用復合微生物進行污染環境治理是近幾年才發展起來的新型污染治理技術[8-10]。它以處理工藝簡單,對污染位點的干擾、破壞小、污染物降解速度快、降解徹底、不易造成二次污染等優勢被認為是一項很有希望、很有前途的水污染治理技術。本項目中所用高效微生物菌種主要由含銅綠假單胞菌、施氏假單胞菌、海洋假單胞菌、糞產鹼菌、脫氮副球菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌等。其中既有分解性細菌,又有合成性細菌,既有厭氧菌、兼性菌,又有好氧菌,是一個多種菌共存的生物集合。高效微生物菌種主要用於人工濕地投加,菌種的投加可加快菌群形成速度和污水處理效率,同時菌種的投加還可優化微生物群落,強化處理效果。
2.2防滲設計
人工濕地在安裝工作時也需做好嚴格的防滲處理,達到雙保險的目的。按照《人工濕地污水處理工程技術規范》(HJ2005-2010),人工濕地底部和側面應進行防滲處理,防滲層的滲透系數不低於10~8m/s。本項目垂直流人工濕地的防滲層也按此規范進行,具體做法為修築好濕地池體後,鋪設垃圾填埋場專用光面HDPE防滲膜(厚度1.0mm)。
2.3配水管與運行
為了保證濕地系統布水均勻,人工濕地劃分成21個配水單元,每個配水單元約200m2。本次900m3/d規模的尾水治理工程的工藝管道由兩部分組成,上層布水管道與下層集水管道。通過水泵將清液儲存池的原水動力提升至垂直流人工濕地,進入布水區域後東西向分成2條,最終由蝶閥控制每個配水單元的穿孔管進行布水。
2.3.1上層布水管設計
尾水由項目進水動力系統通過DN80PE主管輸送至高效垂直流人工濕地後,東西向分為2條DN80PE布水主管,布水干管(DN65,PE材質)與主管垂直相接,主管兩側干管各設一控制閥門,干管兩側對稱駁接DN40PE穿孔管,向各濕地單元均勻布水。穿孔管間距2.0m,管孔φ5mm,孔間間距200mm,採用熱熔連接。不同管徑使用轉接頭進行變換連接。
2.3.2垂直流人工濕地下層集水管設計
在濕地床體中間位置設置集水管,集水主管採用管徑為DN150PE管,穿孔集水干管採用管徑為DN100PE管,斜向下30°雙側間隔開孔,穿孔集水管間距16m。出水收集後匯入景觀池中,在景觀池中的集水主管向上蔓延,向上蔓延的長度可進行手動調節,最終引至排放渠內計量排放。每個人工濕地下層管道均設置有通氣管,用於消除濕地內部負壓,提高配水下滲速度。
2.3.3管道閥門的選用及布置
閥門選用首先掌握介質的性能、流量特性,以及溫度、壓力、流速、流量等性能,然後,結合工藝、操作、安全諸因素,選用相應類型、結構形式、型號規格的閥門。本項目垂直流人工濕地配水系統中,需要對進水進行調節,結合閥門的特點及本項目的需要,選擇蝶閥作為進水調節閥,通過蝶閥的圓盤控制管道污水的開關。首先在濕地進水主管上調壓閥、安裝手動蝶閥、電動蝶閥和電磁流量計,其次在濕地進水管以及布水干管上安裝水表、手動蝶閥和電動蝶閥。應急事故管道以及最終排水管道(均為PE管)各安裝一個手動蝶閥和電動蝶閥。
2.4植物設計
設計種植植物與廠區環境相協調,重點選擇去污能力較高並且具有一定的耐鹽能力的植物品種。種植方式為分區種植,具體分區和造型根據周圍景觀情況布置,以保證與整體景觀協調一致。
2.4.1設計原則
根據污水性質及當地氣候、地理實際狀況以及相關文獻的論證結果,選擇適宜的水生植物,才能建立良好的填料—植物系統,保證良好的凈化效果。濕地水生植物的選擇原則如下:
(1)能適應當地生長的植物或天然濕地原存的優勢種。
(2)根據處理對象即污水的特性選擇適宜的植物;如多年生的蘆葦、風車草、花葉蘆荻等去除BOD5、N、P的效率高。這些植物根系發達,根狀莖粗壯,形成不定芽,是微生物棲息生長的良好介質,在根區能形成巨大的生物量,具有強大的凈化能力。一些維管組織的莖、根狀莖具有發達的呈海綿狀空腔組織,氧氣能通過這些空腔利用葉從大氣中將氧輸送至根部,這樣其根區恰如一個好氧反應區,具有生物膜法的凈化功能。
(3)多種植物混植或串聯種植,發揮各自優點,提高系統的總體凈化能力。
(4)景觀效果好,能美化環境,為戶外休閑娛樂提供良好的環境。
2.4.2濕地植物選擇
通過試驗及查閱相關文獻,篩選對高鹽廢水有較高適應性的人工濕地植物,得出蘆葦、花葉蘆荻和香根草長勢最好;蜘蛛蘭、風車草、檉柳長勢一般;紅樹林類植物、鳶尾、紙莎草、千屈菜和水蔥長勢較差,因此,蘆葦、花葉蘆荻和香根草為高鹽廢水濕地項目的主要植物用於大面積栽植,而蜘蛛蘭、風車草、檉柳可作為次要植物,可小面積種植。紅樹林類植物、鳶尾、紙莎草、千屈菜和水蔥長勢較差,將不予以考慮。
3結論
經過工藝設計的分析,人工濕地系統處理工業廢水尾水具有一定的可行性,且可以實現高標准排放。進水主要特徵為低COD、低氨氮,高鹽度,水質波動較大,有機污染物以難降解的高分子化合物為主。進水滿足一定標准後,經過人工濕地系統處理後,出水主要指標可以達到《地表水環境質量標准》(GB3838-2002)IV類標准。
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㈡ 如何進行人工濕地規劃設計其技術要點有哪些
人工濕地規劃設計需要按照以下步驟進行,技術要點包括:
設計工藝流程:
預處理設施的選擇:
人工濕地單元設計:
後處理設置:
綠色生態視角:
㈢ 濕地水質凈化技術有哪些
天然濕地是處於水陸交接相的復雜生態系統,而人工濕地(Constructed Wetland)則是處理污水而人為設計建造的,工程化的濕地系統,是近些年出現的一種新型的水處理技術,其去除污染物的范圍較為廣泛,包括有機物、氮(N)、磷(P)、懸浮物(SS)、微量元素、病原體等,其凈化機理十分復雜,綜合了物理、化學和生物的三種作用,供給濕地床除污需要的氧氣;同時由於發達的植物根系及填料表面生長的生物膜的凈化作用、填料床體的截留及植物對營養物質的吸收作用,而實現對水體的凈化。
人工濕地對有機物的去除:
人工濕地對有機物有較強的處理能力。不容性有機物通過濕地的沉澱、過濾可以很快從廢水中截流下來,被微生物加以利用;可溶性有機物則可通過微生物的吸附及微生物的代謝過程被去除。廢水中大部分有機物的最終歸宿是被異養微生物轉化為微生物細胞及CO2和H2O。
人工濕地對氮的去除:
廢水中氮主要通過植物吸收和微生物的硝化反硝化作用被去除,其中植物吸收只去除了污水中小部分的氮,而污水中氮的去除主要是通過微生物的硝化、反硝化作用來完成的。人工濕地比傳統活性污泥處理系統(一般無法完成反硝化作用)具有更強的氮的處理能力,比A/A/O系統則節省許多基建和運行費用。
人工濕地對磷的去除:
人工濕地對磷的去除是植物吸收、微生物去除及物理化學作用三方面共同作用的結果。廢水中無機磷在植物吸收及同化作用下可變成植物的ATP,DNA及RNA等有機成分,通過植物的收割而去除。物理化學作用包括填料對磷的吸附及填料與磷酸根離子的化學反應。微生物對磷的去除包括它們對磷的正常同化(將磷納入其分子組成)和對磷的過量積累。其中,填料的物理化學作用對於磷的去除貢獻最大。
人工濕地主要優點:
投資省、能耗低、維護簡便
人工濕地不採用大量人工構築物和機電設備,無需曝氣、投加葯劑和迴流污泥,也沒有剩餘污泥產生,因而可大大節省投資和運行費用。至於維護技術,人工濕地基本上不需要機電設備,故維護上只是清理渠道及管理作物,一般人員完全可以承擔,只需個別專業人員定期檢查。
脫氮除磷效果好、病源微生物去除率高
人工濕地是低投入、高效率的脫氮除磷工藝,無需專門消毒便可對病源微生物大副去除,處理後的水可直接排入湖泊、水庫或河流中,亦可用作沖廁、洗車、灌溉、綠化及工業回用等。
可與水景觀建設有機結合
人工濕地可作為濱水景觀的一部分,沿著河流和湖泊的堤岸建設,可大可小,就地利用,部分濕生植物(如美人蕉、鳶尾等)本身即具有良好的景觀效果。
㈣ 公園中污水怎麼處理,能不排放到外面
1、正規途徑
原則上廢水不能隨便亂排放的,特別是在城市裡,管得嚴沒辦法。
你可以看看這個公園的環境影響評價,因為環評裡面有廢水排放標准,首先要確保水質達標才能排放,當然公園廢水無非就是生活污水,總不會有工業廢水那麼麻煩。一般只能是市政管網,標高低,則提升是少不了的。國家有排入城市下水道管網標準的。《污水排入城鎮下水道水質標准》CJ343-2010
2、非正規途徑
你的管網標高偏低,用水泵抽是必然需要的,但是管理起來麻煩,投資也多,還有礙景觀。你可以把這個公園的費水直接引入到公園的水系裡面,當然您多少要處理一下,只要管的不嚴格。前提是你的景觀水足夠大,污水量確實很小。因為我見過以前北京頤和園著名的昆明湖就有一小股污水直接流入湖裡,雖然很不規矩,但是確實沒覺得有污染。
3、折中方案
你應該跟領導商量一下,做個簡單的處理設施,如果要生態些的,不妨使用好氧淺層氧化塘或濕地。說的通俗些,就是一個大水塘(氧化塘:深度0.5米以內,有效容積是每天水量的5~20倍);或者是一個種植了凈化污水的植物的淺層水窪(濕地:面積是每日水量的5~15倍,鋪0.5~2毫米直徑的中粗砂,並種香蒲、蘆葦、風車草、鳳眼蓮,最底部鋪2~4cm直徑石子20cm放坡度)出水水質很好,進入公園水系即可。
㈤ 人工濕地人工濕地的優缺點
1. 人工濕地在污水處理方面的優勢顯著,其建設與運營成本低廉,維護簡便,技術門檻較低,能有效處理廢水。
2. 該系統具備良好的緩沖性能,能夠適應水力和污染負荷的變化,並為周邊環境帶來多方面的間接效益,包括水產養殖、農業利用、造紙原料、建材生產、綠化、野生動物棲息地保護、休閑娛樂及教育等。
3. 然而,人工濕地也存在一些缺點。其佔地面積較大,這在土地資源緊張的地區可能成為一個限制因素。
4. 此外,人工濕地容易受到病蟲害的侵擾,對生物和水力復雜性的理解不足可能導致設計上的不足,出水水質難以保證,甚至可能成為污染的來源。
5. 研究數據表明,人工濕地的處理效率隨著植物密度的增加而提高,但要達到最優效率通常需要2到3個生長周期,這意味著系統需要一定時間才能穩定運行,這是當前人工濕地技術面臨的一大挑戰。
6. 總體而言,人工濕地污水處理系統在處理水量較小、水質變化不大的城鎮污水方面,如我國農村的中、小城鎮,展現出較高的環境、經濟和社會效益。
7. 鑒於其技術仍需改良和完善,特別是針對不同地區特點和運行數據的研究,以提供更為合理的建設參數,人工濕地的技術應用還有待進一步的提升。
(5)廢水排入濕地需要監測嗎擴展閱讀:人工濕地是一種模擬自然濕地的人工系統,通過人為構建和控制運行,類似於沼澤地的地面。它將污水和污泥有控制地投放到人工建造的濕地中,在污水和污泥沿一定方向流動的過程中,主要利用土壤、人工介質、植物和微生物的物理、化學和生物作用,對污水和污泥進行處理。人工濕地的工作原理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉澱、微生物分解和轉化、植物遮蔽、殘留物積累、水分蒸發和養分吸收,以及各類動物的參與。