生态湿地公园设计方案

1、 I 1总论 . 1 11项目概况 . 1 12编制依据 . 1 13编制原则与编制范围 . 1 131编制原则 . 1 132编制范围 . 2 14项目建设的必要性 . 3 15主要技术经济指标 . 4 2处理规模与目标. 5 21处理规模 . 5 22进出水设计指标 . 5 3方案选择论证. 7 31工艺方案选择原则 . 7 32处理工艺简述 . 7 321水解酸化池 . 7 322接触氧化池 . 8 323辐流沉淀池 . 9 324高效垂直流人工湿地组合工艺 . 9 325污泥浓缩与机械脱水 . 15 326快渗基本原理简述 . 16 33工艺方案比选 . 16 331方案一论述 . 1

2、7 332方案二论述 . 17 333方案三论述 . 18 334污水处理方案比较 . 19 34污泥处理方案 . 21 341污泥处理方案比较 . 21 342污泥处置方式 . 22 35选定方案设计 . 22 351工艺流程 . 23 352工艺设计参数 . 23 353主要构筑物 . 26 354各处理工艺单元的去除率 . 27 4总平面与景观设计. 28 41总平面布置 . 28 42景观设计 . 28 421设计依据 . 28 422设计原则 . 28 423设计目标 . 30 424设计理念 . 30 425景观设计构思 . 30 426种植设计 . 31 427道路设计 . 32

3、 428服务设施设计 . 33 II 429电气设计 . 33 4210相关建议 . 33 5环境保护. 34 51本工程对环境的贡献 . 34 52本工程对环境可能的影响 . 34 53水环境 . 35 54噪声 . 35 55大气环境影响 . 35 56环境监测 . 36 57环保机构及定员 . 36 58安全卫生 . 36 581设计依据 . 36 582主要安全技术措施 . 37 583安全生产 . 37 59节能 . 37 8技术经济. 42 81劳动定员 . 42 82运行成本分析 . 42 83资金筹措 . 43 84效益分析 . 43 841环境效益与社会效益 . 43 842

4、间接经济效益 . 43 9结论和建议. 44 91结论 . 44 92建议 . 45 1 1总论 11项目概况 项目名称生态园湿地公园 建设性质新建 建设内容湿地公园 建设规模受污染河水处理量30000m3d 建设总用地面积68万m2(其中集中净化区185万m2) 工程服务期限20年 12编制依据 (1)城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl89182002) (2)地表水环境质量标准(GB3838-2002) (3)中华人民共国水污染防治法(修正)1996515 (4)城市污水处理及污染防治技术政策(建城2000124号) (5)城市污水处理工程项目建设标准(建标200177号) (6)选址区

5、域11000地形图 13编制原则与编制范围 131编制原则 优化处理工艺方案对其投资和运行管理有着很重要的影响必须从整体优化的角度考虑结合当地的客观条件、河水性质及处理水的用途及相应水质要求进行多方案比选提出最佳的处理方案遵守如下原则 (1)贯彻执行国家关于环境保护的政策符合国家有关法规、规范及 2 标准 (2)工程设计注重本工程实际运行的灵活性和抗冲击性提高其对水质水量变化的适应性 (3)作为环保工程设计中应尽量减少对环境产生的负面影响如噪音、臭气、固体废弃物等 (4)确保工程的可靠性和有效性提高自动化水平降低运行费用选择性能优良的处理设备 (5)选择先进、成熟、节能的处理工艺 (6)节约用

6、地尽量不占用城市建设用地充分考虑绿化 (7)尽量采用节能材料 (8)建筑风格简洁明快美观大方与厂区周围环境一致和统一。 132编制范围 本方案编制范围为东莞生态园下沙湿地公园本湿地公园主要引东引河的部分河水对其进行处理后作为南畲朗景观排洪渠生态补水为南畲朗下游段提供洁清水源和促进水体流动作用具体设计内容如下 (1)湿地前处理系统包括水解酸化池、接触氧化池和混凝沉淀池设计 (2)湿地处理系统包括湿地进配水系统和底部汇水系统设计 (3)污泥处理系统设计 (4)景观系统 (5)配套的道路、供水、供电和管理用房等设施的设计 3 14项目建设的必要性 (1)下沙湿地公园的建设是生态园自身发展的需要 东莞

7、生态园现状是东莞的涝区遇特大暴雨防洪压力大且园区内水系污染严重水系的现状与生态园的开发建设存在的巨大的矛盾可以说“水是制约生态园快速发展的主要因素。“水”必须要治将生态园丰富的水系利用好形成具有特色的水系改善园区的生态环境使“水“成为促进生态园快速发展的因素。燕岭湿地15万吨尾水深度处理后排入南畲朗排洪区西北端补水口流至东部流程约8公里长沿程难免会有一定的面源污染同时枯水期排洪渠需补水量大为了保证南畲朗排渠南段水体的水质及排洪渠的水位要求需从东引河引水但东引河水水质较差无法满足排洪渠水体功能。下沙湿地公园的垂直流湿地主要作用是处理引入的东引河水经集中强化处理后出水作为南畲朗渠景观用水补充保证水

8、系水位并加强水体流动改善水体水质形成良好的水生态系统。下沙湿地公园的表面流景观湿地是生态园东部区域生态景观的亮点同时具有进一步净化水质作用。因而下沙湿地工程建设势在必行。 (2)下沙湿地公园是周边镇区发展的需要 东莞生态园位于东莞市北部东江中下游南岸东邻东莞石排、企石镇西邻茶山、寮步镇南邻横沥、东坑镇北临东江、与石龙岛隔江相望。周边镇区的雨污水部分排入生态园。生态园的水系不是孤立的而是与周边镇区存在着密切的联系。通过建设下沙湿地公园可以改善周边镇区生态环境进而统筹和集约六镇镇区各种发展资 4 源实现土地的高效和高质的利用促进周边镇区发展。 (3)人工湿地污水资源化利用是东莞市进一步发展的需要

9、东莞生态园下沙湿地公园应该成为落实科学发展观、落实党的十六大提出的生态文明遵循“节能减排”“循环经济”和可持续发展的原则指导下的新型的、深度城市化发展模式的示范计划(项目)。实现东莞市污水“减量化、再利用、资源化”是建设东莞市“第三代新城”的需要对东莞市各镇区的进一步开发建设具有示范和指导意义。通过湿地公园建设可以改善生态园及周边镇区生态环境进而提升全市的生态环境质量为东莞市的生态文明建设做出贡献。 15主要技术经济指标 表11主要技术指标表 序号 指标名称 单位 指标 备注 1 处理规模 m3/d 30000 2 总占地面积 m2 185000 景观式设计 湿地面积 m2 107707 3

10、水力负荷 3000m2d 0279 4 运行天数 d 365 5 劳动定员 人 25 经培训 6 总装机容量 KW 250 7 运行功率 KW 218 8 工程总投资 万元 909032 9 运行费用 万元年 343.47 10 吨水运行费用 元m3 0.314 5 2处理规模与目标 21处理规模 本湿地公园的建设主要目的是集湿地污水资源化利用与生态景观建设为一体的示范性公园。由于东引河的进水水质较差需进行强化前处理。下沙湿地公园规划用地68公顷由污水一级处理系统(占地3.5公顷)、垂直流人工湿地(占地15.0公顷)、表面流人工湿地(占地50.3公顷)组成。 结合投资、规划用地面积的大小、出水

11、指标的要求及示范作用等多因素考虑确定本工程污水资源化处理规模为30000m3d处理后作为南畲朗景观用水的补水。 22进出水设计指标 由于东引河流域的工业污水和生活污水都纳入了东引河造成了东引河的严重污染。水质检测结果见表2-1。 表21东莞东引河河水水质指标 项目 COD BOD 溶解氧 氨氮 总磷 石油类 东引河水质 111.6 33.3 0.14 16.8 2.67 0.17 从上表可以看出东引河水质已经严重受污染氨氮和总磷很高水质指标数值只比城市生活污水略好一些。 本湿地污水净化后纳入南畲朗排渠南畲朗排渠作为生态园内景观水体根据受纳水体功能、工程的示范性要求同时考虑到目前该排洪区水质也受

12、到生活和工业污水的污染水质发黑发臭污染相当严重为避免南畲朗排渠水质进一步恶化对本湿地公园处理后出水水质目标提出较为严格的要求执行地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的类水质标准。 6 具体进出水水质指标见表22。 表2-2进出水水质设计指标表(mgL) 指标 CODcr BOD5 NH3N TN TP 设计进水水质 120 34 17 18 3 控制出水水质 30 6 1.5 1.5 0.3 预计出水水质 22.2 4.8 1.37 1.38 0.27 地表水环境质量标准(GB38382002)中的类水质 30 6 1.5 1.5 0.3 去除效率 81.5% 84.5% 91.9%

13、 92% 91% 7 3方案选择论证 31工艺方案选择原则 本项目水质净化的对象是被污染的河水水体中污染物主要为有机物、氨氮、总氮、总磷等污染物浓度低需要净化的水量大处理后出水水质要求高河水水质执行地表水环境质量标准(GB38382002)中的类水质。根据设计进水水质、处理出水水质目标要求、用地面积和工程规模等多因素进行综合考虑各种工艺都有其一定的适用条件应视工程的具体条件选择合适的水质净化工艺不仅可以降低工程投资且有利于水质净化的运行管理及减少水质净化的运行费用保证整个水体水质良好水质净化工艺选择必须做到 (1)水质净化设施出水水质应满足国家和地方现行的有关标准、法规规定 (2)应充分考虑本

14、工程进水水质指标和出水水质指标要求经比较优先采用低能耗、运行费用低、基建投资少、操作管理简便的成熟处理工艺 (3)积极慎重地采用经实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备在去除有机污染的同时除磷脱氮也有较好的效果 (4)采用生态型新工艺、新技术水质净化设施与生态工程措施相结合污染物去除与景观效果相结合的原则。 32处理工艺简述 321水解酸化池 水解酸化是一种生物一级强化处理的技术。厌氧发酵包括水解、 8 酸化、产乙酸、产甲烷四个阶段水解酸化工艺就是将厌氧发酵过程控制在水解、酸化过程水解反应过程中并未完成对有机物的降解只是在水解产酸菌的作用下污水中的非溶解性有机物被水解为溶解性有机物大

15、分子物质被讲解为小分子物质。因此经过水解酸化后污水的可生化性得到较大提高。 水解酸化工艺放弃了厌氧反应中反应时间较长、控制条件要求过高的产甲烷发酵阶段而在水解酸化阶段后采用适当的后续工艺如好氧生物处理在经济方面和出水水质上均可达到较好的效果。在水解酸化一级强化处理工艺中用水解代替初沉池污水从池底进入水解池内形成一悬浮厌氧活性污泥层当污水由下而上通过污泥层时进水中悬浮物质和胶体物质被厌氧生物絮凝体絮凝截留在厌氧污泥絮凝体中。经过水解工艺后污水BOD5的去除率均为25%35%COD去除率为30%40%SS的去除率为70%90%。 322接触氧化池 生物接触氧化法又称淹没式生物滤池在反应器内设置填料

16、污水经过充氧(或在氧化池底部鼓风曝气)后与填料相接触使污水得到净化。接触氧化池内装有填料大部分微生物以生物膜的形式固着生长与填料表面少部分则以活性污泥的形式悬浮生长于水中。因此生物接触氧化法兼有活性污泥与生物滤池特性是一种以生物膜法作用为主、兼有活性污泥法作用的生物处理工艺。在接触氧化段有机物由于好氧降解会继续减少磷和氨氮的浓度会因硝化和聚磷菌摄磷作用以较快的速率下降硝酸盐氮含量却因消化作用而上升。预曝 9 气池的设置高效去除有机污染物的同时有利于人工湿地合理修整运行参数植物生长旺盛期可减少曝气植物枯萎期增加曝气使人工湿地越冬亦有较好的处理效果。有利于人工湿地负荷的降低形成良性循环减少湿地用地

17、有利于湿地氧气的供给使湿地植物有一个良好的生长环境。 323辐流沉淀池 沉淀就是利用重力沉降将比水重的悬浮颗粒从水中去除的操作。沉淀是废水处理用途最广泛的单元操作之一。沉淀池按水流方向划分有平流式、辐流式、竖流式三种形式。平流式沉淀池适用于地下水位高及地质较差地区可适用于大、中、小型污水处理厂竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式沉淀池适用于地下水们较高地区一般用于大、中型污水处理厂。考虑到雨季东引河水含泥沙量多和处理出水标准要求高(类水标准)为防止湿地填塞确保处理系统的长期稳定的良好出水效果结合本工程的处理规模处理系采用辐流沉淀池。 324高效垂直流人工湿地组合工艺 (1)人工

18、湿地工艺原理 人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行污水处理。人工湿地污水处理技术是20世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术一般由人工基质和生长在其上的水生植物(如芦苇、香蒲等)组成是一个独特的土壤(基质)一植物一 10 微生物生态系统。当污水通过系统时其中污染物质和营养物质被系统吸收、转化或分解从而使水质得到净化。 人工湿地净化污水主要机理如表31所示。 表31人工湿地净化污水主要机理 物理作用 大颗粒物沉降 水生植物和生物滤膜对轻颗粒物的过滤 通过沉淀或过滤聚集颗粒物以达到去除目的 化学反应 沉降

19、 吸收到基质和腐殖质 挥发 生物反应 微生物降解、有机物质矿化 转化作用(硝化反硝化) 从水体直接生物吸收(藻类、细菌生物膜) 从根区间接生物吸收(水体生物膜、挺水植物) 微生物竞争导致部分病菌死亡 SS的去除 SS中有有机物和无机物颗粒的密度和大小变化很大不同密度、大小的颗粒物具有不同的去除机理和路径。大块物质可通过隔栅去除。部分小颗粒物质可在水解酸化池沉降去除。在人工湿地中SS的去除是相当迅速的物理过程。主要去除机理为沉淀、聚集、表面粘附和过滤等。 BOD、COD的去除 湿地中的不溶性的有机物主要是通过湿地的过滤作用而被截留在湿地中可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解过程

20、而被分解去除。生物降解过程主要是通过好氧和厌氧代谢得到降解从而降低污水的BOD、COD。 氮的去除 大多数污水中N是主要成分。N在环境中以多种形式存在有 11 复杂的循环路径。TN由不同比例颗粒的有机氮、溶解有机氮、氨氮、亚硝态氮和硝态氮。N2和N20在N循环中很重要。矿化、生物吸收、硝化和异化(硝态氮到氨氮DNRA)是使氮的一种形式转到另一种形式的过程这些过程是物质平衡过程N在同一个系统内循环从而致使N从系统中得到去除。大量的研究表明湿地中氮的去除路径主要为生物硝化一反硝化。N在湿地中的主要转化过程如表32所示 表32氮的主要转化过程 过程 物质 产物 矿化 有机质 氨氮 生物吸收 氨氮、硝

21、态氮 硝化 氨氮 硝态氮 反硝化 硝态氮 氮气 DNRA 硝态氮 氨氮 挥发 氨氮+高pH 氨气 同氮 氮气 有机氮 磷的去除 无机磷是湿地植物必需的养分。废水中无机磷在植物吸收及同化作用下可变成植物的ATP、DNA及RNA等有机成分通过植物收割而去除。物理化学作用包括填料对磷的吸附及填料与磷酸根离子的化学反应这种作用对无机磷的去除会因填料中Ca和Fe可与P043-反应而沉淀去除P043-因而除磷效果较好的填料非常重要含钙质或铁质的地下水渗入人工湿地也有利于磷的去除。微生物对磷的去除包括它们对磷的正常同化(将磷纳入其分子组成)和对磷的过量积累。由于植物中植物光合反应、暗反应交替进行根毛输氧多少

22、的交替出现以及系统内部不同区域对氧消耗量的差异导致了系统中厌氧、好氧的交替出现使磷的过量释放和过量积累得以完成这是常规二级处理 12 方式所难以满足的。在湿地系统中磷有着一系列的变化形式。如表33所示。 表33磷主要转化过程 过程 物质 产物 矿化 有机质 正磷酸 生物吸收 正磷酸 有机磷 吸附 正磷酸 磷-粘土金属水化合物 沉降 正磷酸 离散状态磷矿物质 脱附 磷-粘土金属水化合物 正磷酸 (2)高效垂直流人工湿地工艺特点 高效垂直流人工湿地是一种高效生态治污技术具有独特的结构和水流模式其占地面积相对较小并能长期稳定运行该法具有工艺先进、技术可靠、高效节能、简便易行、投资省、运行费用低和改善

23、生态环境等诸多优点同时如果选择合适的植物品种还有美化周边环境的作用。 (3)高效垂直流人工湿地适用范围 人工湿地系统是一种污水深度处理技术特别适用于饮用水源保护和景观用水及中水回用工程处理后的水可以排入饮用水源保护区、景观用水的湖泊、水库与河流中为这些水体提供清洁的水源。 (4)高效垂直流人工湿地基建与运行费用 人工湿地系统根据进水水质和出水水质要求需要不同的基建费用一般来说吨水基建费用约为8002500元湿地运行费用比一般污水处理费用低04元05元湿地运行费用一般为01503元m3d景观水处理成本一般约为0.05元m3d。 (5)高效垂直流人工湿地出水水质 13 高效复合垂直流人工湿地出水水

24、质可以达到地面水环境质量标准中工IV类标准或排放标准中III级标准。湿地系统可根据进水水质和出水水质进行设计但出水水质要求越高湿地所需面积越大。 (6)人工湿地相关工程实例 城镇污水处理厂尾水人工湿地深度处理应用 传统的城市污水处理厂通常采用二级生物处理工艺对氮、磷污染物去除效果有限面对水体富营养化日趋严重的现状污水处理厂尾水若不经处理直接排入河道湖泊等将加剧水体氮、磷污染程度威胁饮用水安全。人工湿地技术对氮、磷污染物有很好的去除效果适用于对城市污水处理厂尾水的深度处理。现简单的介绍几个工程实例 深圳观澜河清湖段生态治理工程 观澜河为深圳市二级水源保护区和广东省东深供水工程饮用水源保护区水质目

25、标为地表水III类水体。龙华污水处理厂出水水质达到排放标准一级A标准后直接排入观澜河无法满足观澜河水质排放要求因此本工程结合观澜河补水需要对龙华污水处理厂尾水进行深度处理。深度处理建设规模为20000m3d主要出水水质指标达到地表水环境质量标准(GB38382002)IIIV类水质要求。 河源城南污水厂人工湿地深度处理工程 工程对河源市城南污水处理厂出水进行深度处理处理后出水回用或直接纳入饮用水源东江作为东江生态补充水。该工程人工湿地 14 系统进水为城南污水处理厂出水湿地系统进水水质指标为排放标准一级B标准深度处理后所有设计水质指标出水执行地表水环境质量标准(GB38382002)III类水

26、质标准。处理规模为30000m3d。 湿地公园应用实例 湿地公园可结合园内景观湖补水、水质保持面源污染防治及雨洪利用进行建设。在保护水环境的同时发挥湿地的景观效果、美化环境兼具社会效益和环境效益。在生态环境建设及水污染防治方面具有宣传、教育和示范作用。 深圳环科所将人工湿地技术灵活的赋予湿地公园中相关工程实例如下 深圳洪湖公园人工湿地水质净化工程 该系统从1999年8月开始运行运行五年来湿地系统无故障景观效果良好2002年被国家环保总局评为“国家重点环境保护实用技术示范工程。由于其良好的污水处理和景观效果200l“洪湖人工湿地系统二期工程”(4000m3天)于2004年2月建成。洪湖三期工程设

27、计处理规模为400m3d于2004年12月建成。 水源保护区人工湿地水质净化工程应用 饮用水源保护区对城市居民饮水安全及区域经济发展具有重要意义。目前由于水源区内部分排污管网不够完善入库河水污染严重地表径流产生面源污染对饮用水源水质造成污染危害。人工湿地技术特别适用于水源保护区水质保护深圳环科所在水源保护区水质 15 净化方面有许多成功应用工程实例如下 深圳市“石岩人工湿地系统工程” 整个工程分两期进行第一期处理水量为1.5万吨第二期为4万吨总处理水量为5.5万吨出水执行排放标准中一级标准中的A标准。 湖水补水、循环净化及生态修复工程应用 湖泊由于蒸发、湖底渗漏及绿化取水需要定期进行补水。为保持水体水质提高水体功能性防止富营养化需要建立湖水水质保持措施。深圳环科所采用人工湿地技术净化污染的湖水补充水通过湖水循环净化及生态修复技术保持湖水水质工程经验丰富处理效果好相关应用实例如下 天津万科东丽湖人工湿地补水、湖水循环处理系统 天津万科东丽湖人工湿地工程设计规模为l1000m3d人工湖景观娱乐用水循环10000m3d附近河水补水(劣V类)1000m3d该人工湿地设计出水水质达到地表水环境质量标准(GB38382002)中III类标准。