人工濕地處理污水廠尾水工程實例

人工濕地處理污水廠尾水工程實例

目前，肇慶開發(fā)區(qū)的工業(yè)公司主要包括金屬產(chǎn)品和精細、制造、制藥、化工等行業(yè)。經(jīng)過預(yù)處理后，這些公司的生產(chǎn)廢水達到管道要求，管道被管道采集，并在園區(qū)內(nèi)處理。處理后，污水處理廠的污染物排放格局（gb18918-2002）和廣東省地方標準b的污染排放格局（db44-26-2001）應(yīng)嚴格執(zhí)行。目前工業(yè)園尾水直接排入東排渠,東排渠最后匯入北江,按地面水水域功能類別劃分,東排渠河道段屬Ⅳ類水體,北江屬于Ⅱ類水體,因此工業(yè)園尾水需經(jīng)過人工濕地處理達到Ⅳ類水體標準后排入東排渠。人工濕地作為一種生態(tài)處理技術(shù),具有高效、低成本的優(yōu)點,適用于污水廠尾水的深度處理[1~5]。1進水水質(zhì)指標本工業(yè)園污水設(shè)計處理量為10×104m3/d。進水為工業(yè)園污水處理廠二級處理出水,出水主要指標需達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838—2002)Ⅳ類標準。進、出水水質(zhì)指標見表1。2處理2.1污水處理廠分級排放系統(tǒng)設(shè)計人工濕地處理系統(tǒng)分為A區(qū)、B區(qū)和C區(qū),A區(qū)和B區(qū)為人工碎石填料床處理區(qū),C區(qū)為生態(tài)塘處理區(qū)。人工濕地A區(qū)和B區(qū)為兩區(qū)并聯(lián)運行設(shè)計,兩組的處理能力分別為4.1×104m3/d和5.9×104m3/d,各區(qū)采用分組分級處理。污水處理廠出水經(jīng)提升泵房提升和過河管道輸送至人工濕地場區(qū),污水經(jīng)人工濕地場區(qū)配水井分流排入人工濕地A區(qū)和B區(qū),在A區(qū)和B區(qū)分別設(shè)計多組由“垂直潛流人工濕地+水平潛流人工濕地”串聯(lián)組合的人工濕地系統(tǒng),每組可獨立并聯(lián)運行。垂直流人工濕地采用UPVC管進行均勻上層布水和下層集水;水平潛流濕地前端布水、末端集水,采用水流自流推流布水;人工濕地均采用渠道進行配水和輸水。污水經(jīng)過人工濕地A區(qū)和B區(qū)凈化處理后排入人工濕地C區(qū)生態(tài)調(diào)蓄塘,生態(tài)調(diào)蓄塘由浮床、水生植物帶、沉水植物區(qū)、人工水草區(qū)組成,經(jīng)生態(tài)調(diào)蓄塘進一步凈化處理后經(jīng)計量渠自流排入東排渠。同時為了保證出水質(zhì)量,在各處理系統(tǒng)局部區(qū)域設(shè)置曝氣裝置,強化處理效果。具體工藝流程見圖1。2.2工藝單元設(shè)計人工濕地總面積為157249m2,設(shè)計水力負荷為0.64m3/(m2·d)。2.2.1原水水質(zhì)及泵房容積提升污水處理廠出水水位,使其可以流至人工濕地處理系統(tǒng)。變化系數(shù)為1.3,最大設(shè)計流量為1504.6L/s,泵房容積:取有效水深為2.7m,有效容積為428.5m3,采用四臺潛水軸流泵,Q=500L/s,H=900kPa,N=65kW,三用一備,兩臺使用變頻,由污水處理廠在線監(jiān)測水質(zhì)儀、浮球液位開關(guān)共同控制水泵開停。2.2.2a區(qū)域的人工濕地A區(qū)人工濕地設(shè)計平均流量為41000m3/d。(1)人工濕地系統(tǒng)一級濕地處理系統(tǒng)由四組并聯(lián)運行的垂直流人工濕地組成,垂直流人工濕地采用PVC管進行均勻上層布水和下層集水,中間設(shè)置碎石填料層,四周和池底防滲,污水由人工濕地上層滲流至下層,經(jīng)過好氧、兼氧、厭氧等填料區(qū),在植物、微生物、填料吸附過濾等生物、物理、化學作用下,對水體污染物進行強化處理和高效去除。A區(qū)一級人工濕地處理系統(tǒng)BOD5負荷為125.80kgBOD5/(hm2·d),濕地總池容積為34317m3;設(shè)計總面積為26398m2;濕地池體設(shè)計深度為1.2~1.4m。種植植物采用香蒲、美人蕉、黃菖蒲、千屈菜、燈心草等。(2)濕地系統(tǒng)設(shè)計二級濕地處理系統(tǒng)由兩組并聯(lián)運行的水平潛流人工濕地組成。水平潛流濕地采用水流自流推流布水,在不同填料層形成的好氧、兼氧、厭氧區(qū)對水體污染物進行降解和硝化、反硝化,除去水體中的有機物、總氮和磷,同時利用植物的吸收去除氮磷;表面流采用可調(diào)節(jié)水位、自流推流布水和淺層填料布置設(shè)計,可調(diào)節(jié)水位在填料層之上和填料層之下之間的水位運行,以應(yīng)對冬季低溫條件對系統(tǒng)的影響。A區(qū)二級人工濕地處理系統(tǒng)BOD5負荷為76.78kgBOD5/(hm2·d),濕地總池容積為24379m3,設(shè)計總面積為22435m2;濕地池體設(shè)計深度為0.9~1.10m;種植植物采用旱傘草、黃花鳶尾、香蒲、再力花等。2.2.3b區(qū)濕地B區(qū)人工濕地設(shè)計平均流量為59000m3/d。(1)濕地總池及bod5負荷一級濕地處理系統(tǒng)由四組并聯(lián)運行的垂直流人工濕地組成。B區(qū)一級人工濕地處理系統(tǒng)BOD5負荷為126.54kgBOD5/(hm2·d),濕地總池容積為49096m3;設(shè)計總面積為37766m2;濕地池體設(shè)計深度為1.2~1.3m;種植植物采用黃花鳶尾、千屈菜、蘆葦、再力花、黃菖蒲、香蒲等。(2)濕地系統(tǒng)設(shè)計概況二級濕地處理系統(tǒng)由兩組并聯(lián)運行的水平潛流人工濕地組成。B區(qū)二級人工濕地處理系統(tǒng)BOD5負荷為93.94kgBOD5/(hm2·d),濕地總池容積為29017m3,設(shè)計總面積為26078m2;濕地池體設(shè)計深度為0.9~1.10m;種植植物采用黃昌蒲、香蒲、美人蕉、千屈菜等。2.2.4濕地景觀和水生物景觀相結(jié)合利用生態(tài)調(diào)蓄塘淺水區(qū)、過渡區(qū)和深水區(qū)形成的好氧和兼氧區(qū),并種植挺水、浮水和沉水植物,在生態(tài)調(diào)蓄塘水生植物的攔截、吸收和植物塘水生動物、微生物的好氧厭氧等協(xié)同作用,去除水體中的部分懸浮物、有機物和氮磷。同時結(jié)合濕地廣場中心區(qū)的建設(shè),營造水面、浮島、卵石灘等景觀。設(shè)計總面積為93085m2;BOD5負荷為18.22kgBOD5/(hm2·d),有效容積為370322m3;工程措施:設(shè)置水生植物帶、沉水植物、浮床、人工水草,在東調(diào)湖東側(cè)設(shè)計人工濕地排放口。種植植物:浮水植物睡蓮、芙蓉蓮、美人蕉、馬藺、千屈菜、再力花、菖蒲、鳶尾、香根草、花邊蘆葦、水蔥等;沉水區(qū)種植竹葉眼子菜、黑藻、苦草等。2.2.5鼓風機參數(shù)由于A區(qū)與B區(qū)相隔較遠,故風機房A區(qū)與B區(qū)分開建設(shè)。A區(qū)設(shè)鼓風機三臺,Q=11.4m3/min,H=30kPa,N=11kW,一用一備。B區(qū)設(shè)鼓風機三臺,Q=16.4m3/min,H=30kPa,N=15kW。2.3主要結(jié)構(gòu)本工程的主要構(gòu)筑物如表2所示。3濕地手動測試注意事項3.1流濕地運行調(diào)節(jié)(1)在試水期間,經(jīng)進、出水水量調(diào)試后,碎石填料床進水運行6d,分別以一組為單位,對單位內(nèi)每一單元人工濕地進行輪流地排空6h、運行42h,以48h為一周期。(2)通過調(diào)節(jié)集水管末端的高度,調(diào)節(jié)潛流濕地水位至集水端床面下0.05~0.1m處;調(diào)節(jié)表面流濕地水位至床面上0.1m處。(3)在試水期間,注意觀察碎石填料床是否大致平整,發(fā)現(xiàn)大面積的凹處積水時,需及時找平填料,避免出現(xiàn)大面積的凹處和凸處。3.2種植密度和水位(1)人工濕地種植植物的最佳時間是春季或初夏,夏末或初秋種植也可。若要在種植的第一年啟動人工濕地,可在生長季節(jié)結(jié)束前或霜凍期來臨前3~4個月進行種植。(2)需按一定的間距種植植物,避免出現(xiàn)植物間距過密或過疏;垂直潛流人工濕地種植密度為9株/m2,水平潛流和表面流人工濕地植物的種植密度為不小于6株/m2,過渡區(qū)和沉水區(qū)其他浮水和沉水植物間距為0.4m×0.4m,按品種分片種植。(3)在潛流人工濕地啟動階段,蘆葦?shù)戎参镌苑N后需充水。初期可將水位控制在填料面下25mm左右處。按設(shè)計流量運行三個月后,將水位降低至距床底0.2m處,以促進蘆葦?shù)戎参锔迪蛏畈堪l(fā)展。待根系深入到床底后,再將水位調(diào)節(jié)至填料表下0.1m處開始正常運行。4按周期人工感染,一般可選用濕地植物和雜草控制(1)盡量遵守交替運行檢修原則,對單位內(nèi)每一單元人工濕地進行輪流地排空0.5d、干化2.5d、運行61d,以64d為一周期。(2)必須對植物進行定期收割,周期為3~4次/a,一般在花開后種子還未成熟時收割,收割后的植物殘體運出人工濕地妥善處理;對生長周期較短的美人蕉和蜘蛛蘭應(yīng)根據(jù)實際情況進行收割,即花謝后收割。(3)應(yīng)對死亡植物及時補種,保證植物的處理能力。(4)雜草的控制可采取調(diào)節(jié)水位和人工拔除的方式,既要保證高效植株的生長優(yōu)勢,又要適當保持雜草的生長,維系生態(tài)系統(tǒng)的平衡。(5)除草劑、殺蟲劑的使用可改變?nèi)斯竦氐纳鷳B(tài)功能,對出水水質(zhì)不利,不宜在人工濕地中使用除草劑、殺蟲劑。5污水處理效果目前該經(jīng)濟區(qū)污水總量為4×104m3/d左右,尚未達到10×104m3/d,因此該污水處理設(shè)施中運行了A區(qū)和C區(qū),工程于2013年3月完工并進行調(diào)試,經(jīng)過3個月的時間穩(wěn)定運行后,系統(tǒng)運行情況良好,植物生長正常,監(jiān)測各項污染物指標均達到排放標準,污水處理效果見表3。從表3可以看出,出水COD、氨氮達到排放標準的要求。人工濕地系統(tǒng)對COD去除率為20%~50%,氨氮去除率為7