【文章內(nèi)容簡介】 土壤、砂、礫石；② 適于在飽和水和厭氧基質(zhì)中生長的植物，如蘆葦；③ 水體(在基質(zhì)表面下或上流動的水)；④ 無脊椎或脊椎動物；⑤ 好氧或厭氧微生物種群。 人工濕地的去污機理人工濕地對污水的處理有十分復(fù)雜的凈化機理，現(xiàn)在仍未完全研究清楚。一般認為人工濕地對污水的處理綜合了物理、化學(xué)和生物的三種作用[12]。其處理過程大致為：植物滲出的可溶性有機和無機物質(zhì)為微生物生長提供了基質(zhì)，使根際微生物的數(shù)量和活性明顯高于非根際帶。濕地系統(tǒng)成熟后，填料表面和植物根系由于大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經(jīng)生物膜時，大量的SS被填料和植物根系阻擋截留，大腸桿菌和病原體被植物根系分泌物滅活或自然衰敗死亡，不溶性有機物通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解去除。根系周圍由于植物的運輸組織和根系對氧的傳遞釋放形成連續(xù)的好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)的A2/O處理單元，不僅保證了大分子有機物的去除，而且使廢水中的氮、磷被植物和微生物作為營養(yǎng)成份直接吸收。同時,還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用將其從廢水中去除。最后，隨著濕地床填料的定期更換或栽種植物的收割使污染物最終從系統(tǒng)中去除。 人工濕地的特點具有以下優(yōu)點[17]：(1)設(shè)計合理，運行管理嚴格的人工濕地處理污水效果穩(wěn)定、有效、可靠，出水BOD、SS等明顯優(yōu)于生物處理出水，可與污水三級處理媲美，具有相當(dāng)?shù)某酌摰芰Α５侨魧Τ鏊|(zhì)脫氮有更高的要求，則嫌不足。此外，它對污水中含有的重金屬及難降解的有機物有較高凈化能力。(2)基建投資費用低，一般為生物處理的1/31/4，甚至1/5。(3)能耗省，運行費用低，為生物處理的1/51/6；且可定期收割作物，如蘆葦?shù)仁莾?yōu)良的造紙及器具加工原料，具有較好的經(jīng)濟價值，可增加收入，抵補運行費用。(4)運行操作簡單，不需復(fù)雜的自控系統(tǒng)進行控制；機械、電氣、自控設(shè)備少，設(shè)備的管理工作量也隨之較少，這方面的人員也可少用。(5)對于小流量及間歇排放的污水處理較為適宜，其耐污及水力負荷強，抗沖擊負荷性能好；不僅適合與生活污水處理，對耨寫工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水、礦山酸性污水及液態(tài)污泥也具有較好的凈化能力。(6)既能凈化污水，又能美化景觀，形成良好的生態(tài)環(huán)境，為野生動植物提供良好的生境。但也存在明顯的不足[17]：(1)需要土地面積較大。(2)對惡劣氣候條件抵御能力弱。(3)凈化能力受作物生長情況的影響大。(4)蚊蠅滋生。SBR 與人工濕地組合工藝兼有兩種水處理技術(shù)的優(yōu)點。SBR抗沖擊負荷強，自控程度高，操作簡單；人工濕地運行成本低，維護簡單；人工濕地具有生態(tài)效應(yīng)，可美化環(huán)境，具有綠化功效，可與高校的景觀相結(jié)合。同時，可以彌補兩種技術(shù)各自的不足?？梢钥s短SBR系統(tǒng)的曝氣時間，降低其能耗；人工濕地可以彌補SBR中氮磷去除功效；SBR系統(tǒng)可以彌補人工濕地系統(tǒng)冬季處理效果不佳的問題，有效防止人工濕地堵塞，減小人工濕地的占地面積。4 工藝設(shè)計計算部分 格柵的設(shè)計 格柵的作用格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在廢水渠道的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護作用，另外可減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負荷。 設(shè)計計算平均流量Q = 1812m3/d = ；。取用中格柵，柵條間隙d = 10mm；格柵安裝角度α= 45176。，,；單位柵渣量W = [17]。本設(shè)計采用人工清渣格柵。由于本設(shè)計水量較少，水質(zhì)較好，故格柵直接安置于排水渠道中。(1) 渠道寬度采用矩形渠道，則根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q設(shè) = Bhv = B1/2Bv (41)計算得：B= ，h = m 。(2) 柵條間隙數(shù) (42)式中： Q—— 設(shè)計流量，m3/sα—— 格柵傾角，度b—— 柵條間隙，mh—— 柵前水深，mv—— 過柵流速，m/s (43)取n=12條。(3) 過柵水頭損失取k = 3 ,β = (柵條斷面為圓形)，v = ，則： (44)式中：K——系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù)Β——系數(shù)，與斷面形狀有關(guān)S——格條寬度，mD——柵條凈隙，mmV——過柵流速，m/sα——格柵傾角，度 (45) =(4) 每日柵渣量柵渣量(m3/103m3污水)，～,粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值取W1 = ，則：W = (46)式中：Q——設(shè)計流量，m3/sW1——柵渣量(m3/103m3污水)， W = (47) = m3/d m3/d (采用人工清渣) 調(diào)節(jié)池的設(shè)計 調(diào)節(jié)池概述高校生活污水的水量和水質(zhì)隨時間的變化幅度較大，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運行，需對廢水的水量進行調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物能連續(xù)運行。 設(shè)計參數(shù)水力停留時間T = 6h ；設(shè)計流量Q=1812 m3/d= m3/h； 設(shè)計計算有容積為： (48)取池子總高度H=5m,有效水深h=則池面積為： (49)池長取L = m ,池寬取B = 9 m 則池子總尺寸為： (410) SBR工藝設(shè)計 SBR工藝概述SBR工藝構(gòu)造最簡單，只有一個池子，按時序周期運行，一天分為幾個周期，每個周期中的不同時段依次進水、反應(yīng)、沉淀、排水，周而復(fù)始。由于進水不連續(xù)，且來水是連續(xù)不斷的，所以通設(shè)2個或2個以上的池子，以保證能處理連續(xù)進入的污水。 常用設(shè)計參數(shù)?！〕Ｒ?guī)SBR工藝參數(shù)常用數(shù)值范圍[18]參數(shù)名稱參數(shù)符號單位常用參數(shù)范圍備注θＣＦ15dθＣＦ≤15d周期數(shù)N1/d4～36～4周長數(shù)TＣh6～84～6周期進水時間Tｊh/周期4～23～1周期反應(yīng)時間TＦh/周期～4～2周期沉淀時間TＳh/周期11周期排水時間Tｃh/周期1～2～池水深H m4～6安全高度Hｆm～表中θＣＦ——反應(yīng)泥齡（ｄ） 設(shè)計計算程序開始外部條件和設(shè)定條件l 計算泥量用設(shè)計流量Qd(m3/d)l 高日高時流量 Qh(m3/h)l 進水BOD S0（mg/L）l 出水BOD Sc（mg/L）l 進水SS X0（mg/L）l 最冷月平均水溫 TL（℃）l 最熱月平均水溫 TH（℃）l 所在地海拔高程 （m）l 曝氣設(shè)備氧利用率 EA（%）選定參數(shù)l 周期數(shù) N　 按表3選定l 周長數(shù) TＣ　 按表3選定l 一個周期進水時間 Tｊ　按表3選定l 一個周期反應(yīng)時間 TＦ　按表3選定l 一個周期沉淀時間 TＳ　按表3選定l 一個周期潷水時間 Tｃ　按表3選定l 池數(shù) M　 按表3選定l 設(shè)計高水位 H　 按表3選定l 安全高度 Hｆ　按表3選定l 污泥指數(shù) SVI　 可按經(jīng)驗值計算l 確定好氧泥齡　　　　　θＣＯl 計算缺氧泥齡　　　　　θＣＤl 確定反應(yīng)泥齡　　　　　θＣＦl 計算總泥齡　　　　　　θＣ　l 計算污泥產(chǎn)率系數(shù)　　?。佟 計算反應(yīng)污泥量　　　?。兀苐 計算反應(yīng)池污泥總量　?。兀詌 計算池容　　　　　　　Ｖ　l 計算其他參數(shù)TＯ、TD、ＡＨ、ＸＨ、Ｖｉ、Ｆｉ、△Ｖｉ、ＨＬ計算需氧量、供氣量l 選定含碳有機物單位耗氧量Ｏｃ　l 計算ＢＯＤ去除量　　　?。樱鬺 計算需消化氨氮量　　　 Ｎbｔ　l 計算反消化硝酸鹽量　　 Ｎｏｔ　l 計算實際需氧量　　　　　Ｏ２　l 計算需氧量修正系數(shù)　　?。耍啊 計算標(biāo)準(zhǔn)需氧量　　　　　Ｏｓ　l 計算供氣量　　　　　　?。牵蟆 計算單池小時供氣量 （Ｇｓ）/ｈ結(jié)束 設(shè)計計算程序圖 設(shè)計計算 外部條件和設(shè)定條件設(shè)計處理水量：Q=1812 m3/d，q= m3/h，，最冷月平均水溫10℃，最熱月平均水溫25℃，學(xué)校海拔200m，SVI 150mL/g。 SBR反應(yīng)器進出口水質(zhì)指標(biāo)進水水質(zhì)要求出水水質(zhì)CODCr212mg/L60 mg/LBOD5121mg/L20 mg/LTN25mg/L18 mg/LNH4+N15 mg/LTP4mg/L3 mg/LSS150mg/L20 mg/LTP只需去除1 mg/L即可達標(biāo)，故不考慮除磷。設(shè)計的本部分只要求消化，不要求脫氮，可以不設(shè)厭氧時段，但考慮到完全混合流態(tài)容易發(fā)生污泥膨脹，有必要在曝氣時段前設(shè)一小段厭氧時段，起選擇器作用，可視為缺氧時段。 選定參數(shù)（1）周期參數(shù) 綜合各方面情況，選定周期參數(shù)為：周期數(shù) N=6（1/d）周期長 TＣ=4h反應(yīng)時段 TＦ=2h/周期沉淀時段 TＳ=1h/周期潷水時段 Tｃ=1h/周期實際沉淀時間TＳ= TＳ+Tｃ1/6=（2）池數(shù)為實現(xiàn)連續(xù)排水和便于配水，以2池為宜，故選定：M=2池（3）設(shè)計高水位H=5m（4）安全高度Hf= 設(shè)計水量計算污泥量的設(shè)計水量按高日流量計： Qd=1812=3135 m3/d (411)高時流量： Qh==146 m3/h (412) 確定泥齡水溫10℃時消化的推薦泥齡為9d。為改善污泥沉降性能增加厭氧時段按1d泥齡計，故?。害龋茫?10d 計算污泥產(chǎn)率系數(shù) (413) 計算污泥量（1）反應(yīng)污泥量 (414)（2）總污泥量 (415) 計算池容 (416) 排水深度 (417) 污泥濃度 (418) (419)可行。 單池參數(shù)單池池容： (420)單池池面積： (121)單池貯水容積： (422) 核算污泥負荷 (423) 水力停留時間 (424) 計算需氧量、供氧量（1）實際需氧量O2先求出各參數(shù)：1）降解單位含碳有機物需氧量OC設(shè)計OC值應(yīng)滿足各種工況，主要是低溫和高溫兩種工況。在低溫情況下，設(shè)計水溫10℃，泥齡為10時，OC=。在高溫情況下，設(shè)計水溫25℃，但泥齡不應(yīng)是10d，因為水溫升高后，消化所需泥齡可大大縮短，當(dāng)水溫為25℃時，只要2d泥齡即可，考慮安全因素，按6d泥齡計算是足夠保險的，按此得OC=，比低溫條件高，故設(shè)計取：OC=2）需降解BOD量 StBOD波動系數(shù)fC= St=fCQ（S0Se）/1000=1812(12120)/1000= (425)3）需消化的氨氮量Nbt (426)Nk——進水凱氏氮（TN）濃度（mg/L）。Nbe——要求出水氨氮濃度（mg/L）。5——安全量（mg/L）。4）反消化的消態(tài)氮量Not缺氧時段發(fā)揮脫氮功能，但時間很短，脫氮效率不高，氧量不大，可忽略不計。將上述各參數(shù)帶入下式可算出O2： (427)單位需氧量為： (428)（2）修正系數(shù)K0帶入公式計算： (429) (430) (431) (432) Ot——曝氣池逸出氣體中含氧（%）。 Pb——曝氣裝置處絕對壓力（105Pa）。 CSW——清水在T℃和實際計算壓力Pa時的飽和溶解氧（mg/L）。 CSt——清水在T℃時的飽和溶解氧（mg/L）。 CS——標(biāo)準(zhǔn)條件下清水中飽和溶解氧， CS=。 C0——