【導讀】山東省級***農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范區(qū)污水生態(tài)處理工程。項目可行性研究報告。**環(huán)境科學研究院。****環(huán)境工程設計研究中心。萊城區(qū)環(huán)境科學研究所。二O一O年十二月。第九章節(jié)約能源....

　　

【正文】 工程招投標開工建設，按原計劃完成了全部廠區(qū)工程建設內(nèi)容，完成了占地 公頃的輝山明渠河口濕地，包括 公頃的岸上人工濕地處理區(qū)和 3 公頃的河口濕地緩沖區(qū)，現(xiàn)已開始通水調(diào)試。該工程的建設使原本臭水橫流、垃圾遍野的輝山明渠渾河河口，變成了現(xiàn)在草青水碧，景色宜人的濕地景區(qū)。通水至今，接待了國家到地方各級領導和專家的視察和考察多次，得到了國家重大水專項評審團院士們的一致好評。 北方人工濕地污水生態(tài)處理技術已 逐步走向成熟，在完成各項重大工程項目的同時，不斷深化和擴大技術成果，并組織力量不斷向省內(nèi)和國內(nèi)其它地區(qū)開拓市場。目前已在黑龍江省、 40 山西省、遼寧省、 河南省、山東省、 **市周邊城市陸續(xù)開展人工濕地技術推廣應用工作。今年簽訂了黑龍江省大慶市大同區(qū)污水處理廠工程、太原市汾河景區(qū)北段人工濕地水質(zhì)凈化工程、山西省襄汾縣污水處理及回用工程（污水處理廠部分）、桓仁縣城市污水治理工程、康平臥龍湖周邊水環(huán)境綜合整治項目等一系列技術設計與工程咨詢合同，已呈現(xiàn)出該項技術廣闊的市場應用前景。 第 六 章 構筑物選型方案 本工 程主要的生產(chǎn)構筑物有： 細格柵及沉砂池、一體化預處理 泵房、 潛流濕地 、 功能表流濕地 、 景觀表流濕地 等。 工藝流程框圖 污水 格柵 柵渣外運 選擇池 超越排放口 泵 上清液 41 缺氧池 污泥回流 好氧池 供氧 風機 污泥池 二沉池 中間水池 潛流濕地 表流濕地 構筑物選型方案 污水 一體化預處理 提升泵房 污水 一體化預處理 提 升泵房由進水粗格柵 、細格柵、沉砂池、提升泵池、生化反應池、沉淀池 及 處理后 污水提升泵 池 組成。 進 水粗格柵是污水處理廠第一道預處理設施，可去除大尺寸的漂浮物和懸浮物，以保護污水提升泵的正常運轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。本次粗格柵設計，選擇了兩種形式：鋼絲繩格柵污除污機和回轉(zhuǎn)式格柵除污機。鋼絲繩格柵除污機國內(nèi)外使用都較多，國內(nèi)運轉(zhuǎn)效果較好，性能穩(wěn)定，特別適用于深水使用?；剞D(zhuǎn)式格柵除污機近年在國內(nèi)使用排放 42 較多，運轉(zhuǎn)效果較好，該設備由動力裝置、機架、清洗機構及電控箱組成，動力裝置采用懸掛式渦輪減速機，結構緊湊，調(diào)整維修方便?？紤]到格柵間地下部分深度不大，設計采用回轉(zhuǎn)式格柵除污機。 污水提升泵選型過 去常用干式污水泵，近年來潛污泵技術發(fā)展很快，型譜加寬，選擇余地加大，應用日益增多。國內(nèi)近年來不少污水處理廠都選用了潛污泵，建成后運行情況良好。歸納起來，潛污泵和普通干式污水泵相比有以下優(yōu)點：潛污泵不需單獨設水泵間，直接安裝在集水池里，可省去水泵間，節(jié)省泵房土建費用；目前潛污泵的效率已比較高，潛污泵大多采用自動藕合安裝系統(tǒng)，安裝、起吊方便。本設計推薦采用潛污泵。 細格柵 細格柵用于進一步去除污水中較小顆粒的懸浮、漂浮物。設計將選型集中在弧形格柵機和循環(huán)式齒耙清污機的比較上。弧形格 柵的耙齒緩慢地繞安裝在弧形格柵曲率中心處水平軸轉(zhuǎn)動，以去除柵條上被攔截的污物；循環(huán)式齒耙清污機無柵條，由諸多小齒耙相互連接組成一個碩大的旋轉(zhuǎn)面，撈渣徹底。本設計采用循環(huán)式齒耙清污機。 沉砂池 43 沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于 ，密度 的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。平流式沉砂池具構造簡單、處理效果較好的優(yōu)點；豎流式沉砂池污水由中心管進入池內(nèi)后自下向上流動，無機物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；曝氣沉砂池則是在池的一 側通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流，砂粒間產(chǎn)生磨擦作用，可使砂粒上懸浮性有機物得以有效分離，且不使細小懸浮物沉淀，便于砂粒和有機物的分別處理和處置；旋流式沉砂池則是利用水力旋流，使泥砂和有機物分開，以達到除砂目的。本設計采用旋流式沉砂池。 生物處理池是污水處理的主體構筑物，根據(jù)前面的方案比選，本工程采用了選擇池 A/O 生化池的形式。 城市污水經(jīng)二級處理后，水質(zhì)改善，但仍可能含有大腸桿菌和病毒，因此，排入受納水體前應考慮消毒。根據(jù)前面的 方案比選，本工程采用紫外線消毒。 根據(jù)上述分析，設計采用機械濃縮、機械脫水的方案。隨著國內(nèi)城市污水處理工程的發(fā)展，一些新設備、新技術不斷產(chǎn) 44 生。就城市污泥處理的濃縮、脫水設備方面可提供的濃縮脫水機有三種方式：帶式濃縮脫水一體化機；離心濃縮脫水機；螺壓濃縮脫水機。三種方式國內(nèi)均有采用，其中帶式一體化機在國內(nèi)使用較早，離心機在國外使用較多，而近十年使用較多，而螺壓濃縮、脫水機近幾年在國內(nèi)的應用才剛興起。 表 61 三種機械脫水設備性能分析 項目 帶式濃縮脫水一體 化機 臥式離心濃縮脫水機 螺壓 濃縮脫水機 設備尺寸 體積大，占地大 體積小，占地小 體積小，占地小 轉(zhuǎn) 速 運轉(zhuǎn)速度低，噪聲小 高轉(zhuǎn)速，振動大，噪音 大 轉(zhuǎn)速低，噪音小 運行環(huán)境 敞開式運行與設計，環(huán)境較其它兩種差 封閉運行，氣味小， 環(huán)境好。 封閉運行，氣味小， 環(huán)境好。 使用壽命 濾布使用壽命為36個有，需定期更換。 主要部件為不銹鋼及耐磨材料制成，耗鋼材較多，使用壽命較長。 全不銹鋼制成，易損件可連續(xù)運行72020hr，使用壽命長 電 耗 較低 較高 較低 藥 耗 ~~~設備價格 較低 較高 高 效 果 含固率為 20%~30% 含固率為 20%~30%左右 含固率為 20%~30% 考慮本工程具體情況，推薦采用國內(nèi)應用較多，運行成熟，管理經(jīng)驗豐富且價格便宜的帶式濃縮脫水一體機污泥處理工藝。 45 構筑濕地系統(tǒng)采用復合潛流構筑濕地。依據(jù)地形地勢將濕地單元設計成矩形 或其他不規(guī)則形狀 ， 各單元之間并聯(lián)運行 。 各單元尺寸與結構基本一致，四周 370mm 磚墻護圍，單元深度 ，底部設適宜坡度。濕地由濕地 防滲膜、濕地植物、集配水系統(tǒng)及倒膜管構成。 潛流池填料層 自下而上為：夯實粘土， HDPE防水土工膜，導淤層、凈水填料層及種植土。 為達到良好的水力條件，實現(xiàn)在功能表流及景觀表流區(qū)重力流，以節(jié)省運行費用，潛流人工濕地采用半地下式。 由配水干管將污水引入各濕地單元，支干管上分別設蝶閥，布水方式為穿孔管向凈水層布水，出水是通過在底部集水區(qū)鋪設的集水管匯入集水渠。配水渠與集水渠設蓋板，通道寬 。 濕地內(nèi)種植蘆葦 及茭白 ，種植密度 20株 / m2。 表流濕地 龍馬河河沿岸人工濕地工程建設措施主要依靠構建表面流人工濕地，提高該區(qū)域的自然生態(tài)功能。人工濕地的輸配水系統(tǒng)依靠天然的溝渠實施，無需構建專門的輸配水設施，僅在坡地較陡的區(qū)域加設導流墻以濕地處理時間。 在該工程規(guī)劃區(qū)域內(nèi)， 依托現(xiàn)有地形，在地勢較高處種植蘆竹、優(yōu)質(zhì)蘆葦?shù)冉?jīng)濟價值較高的挺水植物；在地勢略低的臺田間水面處，種植蘆葦、香蒲等挺水植物；在靠近河堤的地勢 46 低洼處塘內(nèi)的水深較淺處栽種蓮藕、菱角、芡實等本土浮葉植物，水深較深處配置金魚藻、苦草等沉水植物，并在塘內(nèi)放養(yǎng)魚、泥鰍、青蛙等動物。由此，通過挺水植物帶、浮葉植物帶和沉水植物帶的優(yōu)化配置，在該區(qū)域構建一個具 有生物多樣性、強水質(zhì)凈化能力和美麗景觀效果的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)。 植物工程 植物的選擇 在選擇人工濕地植物物種時，可根據(jù)耐污性﹑生長適應能力﹑根系的發(fā)達程度及經(jīng)濟價值和美觀要求確定，同時也要考慮因地制宜。歸納起來植物選擇原則有以下四點： ①因地制宜的原則：根據(jù)當?shù)貧夂颉⒑铀|(zhì)、水流及河道土壤等條件，選擇適合當?shù)厣车闹参?，并使去污能力高的植物占有一定的?shù)量； ②經(jīng)濟效益的原則：選擇綜合利用價值高的水生植物； ③生物多樣性的原則：充分利用本地植物資源，盡可能多的應用鄉(xiāng)土植物，以確保生物多樣 性的恢復，同時確保有充足的植物種源； ④景觀協(xié)調(diào)的原則：在恢復河道生態(tài)系統(tǒng)的同時，結合景觀設計，提升系統(tǒng)景觀效果。 根據(jù)前期進行的現(xiàn)場考察和調(diào)研，該流域的水生植物包括 47 沉水植物、浮葉植物、挺水植物和漂浮植物。沉水植物的全株沉沒于水面之下，根部生于底泥中，其通氣組織特別發(fā)達，氣腔大而且多，有利于氣體交換，而且葉片多細裂成絲狀，可以增加陽光的吸收面積。植株體多呈墨綠色或者黑色，有助于吸收射入水底的微弱光線。沉水植物的分布面積最大，主要種類有金魚藻、苦草、光葉眼子菜、輪葉黑藻等。 浮葉植物的部分葉片浮于水面，根生于 底泥中，中間部分浸于水中的葉片常裂成絲狀，大部分與沉水植物混生在儀器，主要種類有菱角、蓮、芡實等。 挺水植物的根部生長在底泥中，莖直立，葉片伸展在水面以上，現(xiàn)場主要的挺水植物種類為蘆葦、香蒲和蘆竹等。 漂浮植物的植物體全部浮于水面，不固著，多數(shù)植物體較小，可以隨水流移動。漂浮植物種類和生物量都比較少（主要有槐葉萍和滿江紅），基本形不成獨立的植物帶。 根據(jù)現(xiàn)場考察和調(diào)研結果，并基于因地制宜、本土和強凈化能力、生物多樣性、經(jīng)濟效益和景觀協(xié)調(diào)的原則，選擇蘆葦作為該人工濕地工程的挺水植物先鋒物種，選擇菱角、蓮和芡實 作為浮葉植物先鋒物種，選擇金魚藻、苦菜作為沉水植物先鋒物種。 植物的配置 植物的群落配置是通過人為設計，把欲恢復重建的水生植 48 物群落，根據(jù)環(huán)境條件和群落特性按一定的比例在空間分布、時間分布方面進行安排，高效運行，達到恢復目標，即凈化水質(zhì)，形成穩(wěn)定可持續(xù)利用的生態(tài)系統(tǒng)。 一般而言，水生植物群落的配置應以當?shù)貧v史上存在過的某營養(yǎng)水平階段下的植物群落結構為模板，適當引入經(jīng)濟價值較高、有特殊用途、適應能力強及生態(tài)效益好的物種，配置多種、多層、高效、穩(wěn)定的植物群落。人工濕地系統(tǒng)中的群落配置主要包括水平控制配 置和豎直空間配置兩個內(nèi)容，水平空間配置指在受污水域上配置不同的植物群落，豎直空間配置主要考慮不同生活型植物群落與不同沉水植物群落對水深的要求。 對于該人工濕地水質(zhì)凈化工程的植物配置，在充分現(xiàn)場考察和調(diào)研的基礎上，依托現(xiàn)有地形，在地勢較高處種植蘆竹、優(yōu)質(zhì)蘆葦?shù)冉?jīng)濟價值較高的挺水植物；在地勢略低的臺田間水面處，種植蘆葦、香蒲等挺水植物；在靠近河堤的地勢低洼處塘內(nèi)的水深較淺處栽種蓮藕、菱角、芡實等本土浮葉植物，水深較深處配置金魚藻、苦草等沉水植物，并在塘內(nèi)放養(yǎng)魚、泥鰍、青蛙等動物。由此，通過挺水植物帶、浮葉植物帶 和沉水植物帶的優(yōu)化配置，構建一個具有生物多樣性、強水質(zhì)凈化能力和美麗景觀效果的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)。 植物的栽種 （ 1）挺水植物的栽種 49 蘆竹、蘆葦、香蒲等屬于挺水植物，該類植物不需演替過程，可直接種植。該類植物屬于宿根性多年生，能通過地下根狀莖進行繁殖?？梢栽谠绱杭竟?jié)，這些植物發(fā)芽時，帶根移植。在水比較深的地段，可以移栽比較高的植物，種苗栽植后，必須有三分之一以上挺出水面。 對于水田的蘆葦栽種，可采用插稈法，即在 7～ 8 月的雨季，蘆葦生長旺盛時選擇粗稈，用快刀貼地面割下削去嫩梢，在移植地將葦稈斜插 入泥中，若稈頂露出水面，不久在葉部即可長出腋芽。 （ 2）浮葉植物的栽種 菱角、蓮藕屬于浮葉植物，該類植物的繁殖器官如種子、塊根等比較粗壯，儲存了足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，在春季萌發(fā)時能夠供給幼苗生長直至達到水面。菱的種植以撒播種子最為便捷，初夏季節(jié)移植幼苗效果也較好，只是移植時幼苗一定要大于水深。 （ 3）沉水植物的栽種 該類植物的生長期大部分時間在地下，因而對水深和水下光照條件的要求較高。應該從水淺的岸邊開始，并在低水位季節(jié)進行。 50 第 七 章 推薦方案工程設計 工程規(guī)模及設計內(nèi)容 污水處理廠是城市污水綜合治 理的主體工程之一， ***農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范 區(qū) 污水生態(tài)處理 工程 ， 建設規(guī)模 m3/d。經(jīng)過 預處理 +潛流濕地 +表流濕地處理后， 均 達 到國家相關標準，進行污水回用或 排入贏汶河 。 本工程污水處理廠設計內(nèi)容主要包括 預處理泵房（ 粗格柵間、細格柵間、沉砂池、 A/O 反應池 ） 、 潛流人工濕地，功能表流人工濕地，景觀表流人工濕地 等。此外還設有變電所、綜合樓、機修倉庫、車庫等輔助建筑物及管理生活設施。 總體布局 一、平面設計 ***農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范 區(qū) 污水生態(tài)處理 廠占