人工湿地设计
人工湿地(CW—Constructed Wetland)污水处理技术是70年代末发展起来的一种污水处理新技术。它具有处理效果好、氮磷去除能力强,运转维护管理方便、工程基建和运转费用低以及对负荷变化适应能力强等特点,比较适合于技术管理水平不很高,规模较小的城镇或乡村的污水处理。
人工湿地的净化机理:人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。湿地系统成熟后,填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜时,大量的SS被填料和植物根系阻挡截留,有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放,使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态,保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收,而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去,最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。
湿地处理系统的设计
1 选址 考察地质、地貌、水文、自然资源、人文资源、有关法律及公众意见。应因地制宜,尽量选择有一定自然坡度的洼地或经济价值不高的荒地,一方面减少土石方工程、利于排水、降低投资,另一方面防止对周围环境产生影响。
2 确定系统组合形式 根据场地特征、处理要求和所处理污水的性质来确定。单一式、并联式、串联式、综合式。
3 确定水力负荷 根据文献或经验而定。
4 选择植物 根据湿地植物的耐污性能、生长能力、根系的发达程度以及经济价值和美观等因素来确定。一般有芦苇、席草、大米草、水葫芦、水花生等,最为常用的是芦苇,插植密度为1~3株/m2。
5 计算表面积 As=Q/a:As—表面积;Q—进水流量;a—水力负荷。
6 确定长宽比 (1)表面流湿地:长宽比10:1或更大,根据地形来考虑,底坡降0%~1%。(2)潜流湿地:根据达西定律Q=Ks*A*S
S—水力坡度;A—湿地床横截面积;Ks—潜流渗透系数。或厄刚公式As=5.2Q[LN(So-Se)],So—进水BOD浓度;Se—出水BOD浓度;As—湿地床表面积。
7 结构设计(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:湿地床由三层组成表层土层、中层砾石、下层小豆石。表层土钙含量在2~2.5kg/100kg为好;砾石层粒径在5~50mm,铺设厚度0.4~0.7m。 (3)潜流式湿地床的水位控制:当接纳最大设计流量时,进水端不能出现雍水现象;当接纳最小流量时,出水端不能出现填料床面的淹没现象;有利于植物生长,床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。
8 编制施工计划
9 修改设计 根据出现的问题对设计进行相应的修改。
10 施工
11 试运行
12 竣工交付使用
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