计算机模拟人工湿地处理城市污水工艺的设计

计算机模拟人工湿地处理城市污水工艺的设计内容提要1目前城市污水处理的状况2设计原则3设计水量水质和标准4处理工艺选择5工艺流程原理说明6结语目前城市污水处理的状况当前污水处理面临的形势当前主要的处理工艺目前污水处理面临的形势目前，全国废、污水排放量达620×108m3/a，使河流水环境遭受严重破坏。全国七大江河流域的50%河段已被污染，江苏、广东、上海等一大批省市已经面临日益严重的“水质污染型”缺水，如太湖流域3000多万人守着2300km2的太湖却出现了“水多用难”的尴尬局面。随着我国经济的飞速发展，原始资源型缺水问题日益突出。目前我国有400多个城市缺水，这成为制约我国经济发展的一大问题。如果可以回收20%的污水，则可解决我国缺水量的一半以上。

目前主要的处理工艺

我国的城市水处理始于20世纪80年代，与国外同期城市污水处理比较，存在着“三高二低”的现象。三高即：耗能高，设备维修率高和运行费用高。二低即：效率低和自动化低。这种传统的二级处理的活性污泥法工艺流程复杂，基建费用高，能耗大，运行费用亦相当可观。因此近年来我国的污水处理不断开发研究和引进新技术，新工艺如：氧化沟法，BR法，AB法，A/O法等。总体主要是采用了生物水处理方法。设计原则①参照国家的有关规范，进行优化设计。②水质达到相关标准，并充分考虑安全性。③处理工艺可靠，能长期稳定运行，日常维修费用少。④操作管理方便，处理成本低，经济可行。⑤体现环境与节能。设计水量水质和标准污水处理量Q：1000m3/d项目进水（mg/l）出水（mg/l）去除率（%）CODcr40010075BOD52003085SS3503091.4处理工艺选择主要的生物水处理工艺各种工艺的优缺点人工湿地工艺的使用性主要的生物水处理工艺生活污水的主要污染物为有机物，悬浮物等。目前国内外主要采用的生物水处理根据主体处理不同分为下面几种： （1）生物膜法 （2）常规生物处理法 （3）自然生态处理法

各种工艺的优缺点

——生物膜法生物膜法是新发展的污水处理工艺其特点是采用中空纤维膜进行固液的分离，此工艺简洁，过滤出水经消毒可以直接回用。其主要缺点是膜易堵塞，要经常清洗，出水量随使用年限的增加下降，到一定程度时要全部更换，一次更换费用大。各种工艺的优缺点

——常规生物水处理常规生物水处理是在生物处理后进一步进行深度处理。主要有：A/O法，CASS法，SBR工艺。这些工艺流程较长，投资高,耗能大,运行管理要求高,对控制大城市的水环境污染起到了关键作用[2]。各种工艺的优缺点

——自然生态处理法自然生态处理法主要有人工湿地法。人工湿地系统是一个完整的生态系统。它形成了内部的良好循环并具有较好的经济效益和生态效益,是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术,具有投资低,出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉等优点,即：高效，经济，美观，生态[3]。人工湿地工艺的使用性对于原水质，主要是处理有机物和悬浮物，采用能长期可靠运行并节能环保的处理工艺，综合比较目前的各种污水处理方法，采用人工湿地处理法是适宜的。工艺流程说明人工湿地处理污水系统包括前处理和人工湿地两个部分。前处理部分包括：格栅、沉砂池、沉淀池、兼性塘等。人工湿地则由许多长满植物的碎石床并联和串联组成．根据水流形态人工湿地叉分表面流式和潜流式。根据原水水质的污染物去除要求．使设计工艺达到最佳效果。人工湿地系统工艺流程1.沉淀原理2.兼性塘净化污水原理3.人工湿地净化原理4.主要工艺设计参数5.人工湿地沉淀原理通过格栅截阻块浮渣以及沉砂池除去砂粒后，污水进入初沉池，固体物质发生自由沉淀和絮凝沉淀作用。这种简单工艺可有效地去除SS和BOD。这非常有利于后续处理单元的负荷、稳定水质、去除寄生虫卵和减少人工湿地淤塞。在不设置厌氧塘的人工湿趣系统中沉淀池几乎是不可缺少的工艺。兼性塘净化污水原理

人工湿地系统所使用的稳定塘主要是厌氧塘和兼性塘，本工艺采用目前世界上应用最为广泛的一种塘，污水进入稳定塘后被稀释．使有毒、有害物质的浓度降低，这有利于生物净化作用的正常进行。人工湿地净化原理

人工湿地处理污水的原理较为复杂，目前还没有较为深入的研究。一般认为主要有以下几个作用：物理沉积，化学反应，生化反应。主要工艺设计参数格栅：采用机械清渣，中格栅：每日栅清量W=0.07（m3/d）L×B×H=1.92×0.53×0.36（m）L：栅槽总长度，B：栅槽宽度，H：栅前槽高栅条间隙为0.02m，间隙数为18。格栅放置仰角为60°沉砂池：采用平流沉砂池，主要截留无机颗粒，工作稳定，构造简单，排砂方便水利停留时间50S，B×H=0.15×0.82（m）B为池宽，H为池高沉淀池：双池，表面水利负荷q=3m3/(m2/h)沉淀时间为t=1.5h.兼性氧化塘：采用矩形塘(长宽比为2:l到4:1)．进水分布要均匀些，因此，在塘内要设计多个进水点。温度一般为20℃。因为20℃时EBODs最大[5]。人工湿地

——场地选择采用人工湿地处理污水应因地制宜，尽量选择有一定自然坡度的洼地或经济价值不高的荒地，同时还要考虑污水便于收集，一方面减少土方工程量，有利于排水降低投资和运用费用，另一方面防止对周围环境影响[6]。人工三湿地——工艺三选择地表三流工三艺：废水三在湿三地的三土壤三表层三流动三水位三较浅三，它三投资三少但三负荷三较小三，冬三季北三方地三区表三面会三结冰三；夏三季可三能会三繁殖三蚊子三还会三有臭三味。地下三潜流三工艺三：废水三在人三工湿三地的三地表三下流三动“三保温三效果三好”三“负三荷高三”处三理效三果受三气候三的影三响小三但其三投资三要比三地表三流工三艺大三一些三。综合三考虑三本工三艺采三用水三平流三潜流三式湿三地。基质三：以石三，砾三石，三砂和三土壤三为基三本原三料通三过不三同的三组合三方式三建立三合适三的湿三地。水生三植物三选择三：人工三湿地三植物三的选三择一三般要三求适三地适三种，三耐污三能力三强，三根系三发达三，茎三叶茂三密，三抗病三虫害三能力三强，三重视三物中三间的三搭配三，能三适应三当地三得气三候且三有一三定经三济观三赏价三值。综合三考虑三本工三艺以三芦苇三，香三蒲和三灯心三草为三水生三植物[7三][三8]。人工三湿地——工艺三选择采用三两级三人工三湿地三处理三，主三要参三数如三下：湿地三床坡三度S=三2%湿地三深度D=三0.三65三m介质三空隙三率ε=三0.三65湿地三床的三表面三积A=三70三72三㎡表面三负荷三率Ａ三ＬＲ=0三.1三4㎏三/(三㎡d三)水力三负荷q=三14三cm三/d水力三停留三时间HR三T=三3d结语人工三湿地三是一三种正三处于三研究三、应三用和三发展三的污三水处三理实三用技三术，.尽管三目前三在人三工湿三地研三究和三应用三中仍三然存三在一三些不三足之三处,如其三净化三机理三尚不三十分三清楚,水力三学复三杂、三缺乏三设计三的经三验参三数和三规范,此外三还需三要及三时清三淤、三收割三和更三新植三物以三及防三治病三虫害三等，三但其三优点三是非三常突三出的三。人工三湿地三的优三点污水三水源三可就三地收三集,就地三处理三和就三地利三用。取材三方便,便于三施工,处理三构筑三物、三处理三设备三少。选择三合适三的植三物品三种可三以美三化环三境,改善三地面三景观三。运行三管理三方便,与相三同规三模的三传统三工艺三比，三人员三可减三少80三%以上三。没有三剩余三污泥三产生三，节三省运三行费三用，三通常三只消三耗少三量电三能，三处理