1.1工藝流程

工藝選擇直接關(guān)系到處理水的水質(zhì)指標(biāo)能否穩(wěn)定可靠地滿足處理要求。運(yùn)行管理是否方便。建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用是否節(jié)約，占地面積和能源消耗指標(biāo)的高低，因此工藝方案的選擇非常重要。項(xiàng)目濕地的供水水質(zhì)具有

(1)廢水進(jìn)入人工濕地前，經(jīng)芬頓技術(shù)處理，有機(jī)污染物大部分分分解，其馀部分難以分解的高分子有機(jī)物

(2)廢水含有一定的鹽度(主要為鐵鹽.硫酸鹽和氯鹽)，約為1%~2%(3)水質(zhì)變動(dòng)大，供水水質(zhì)的氨氮指標(biāo)有很大變動(dòng)，最高氨氮可達(dá)120mg/L的水中元素磷.正酸.縮合磷酸.焦磷酸.偏磷酸和有機(jī)組合磷酸等形式，項(xiàng)目的磷酸因此，技術(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量、水的設(shè)計(jì)要求、當(dāng)?shù)販囟�、工程地質(zhì)等因素綜合考慮。具體工程的選擇原則是:

(1)工藝選擇保證合理性。先進(jìn)性和成熟性有機(jī)結(jié)合，確保處理后污水再生水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，無二次污染

(2)在水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量采用節(jié)能、高效的處理設(shè)備，降低建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用

(3)工程操作、運(yùn)行和維護(hù)管理簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行性能可靠，本設(shè)計(jì)方案選擇的工藝是提高泵池+垂直流人工濕地+景觀水池。項(xiàng)目廢水通過一系列環(huán)保處理技術(shù)處理到濕地供水標(biāo)準(zhǔn)后排入清液緩存池均質(zhì)，緩存池設(shè)有氨氮在線分析儀和COD在線監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)中的COD指標(biāo)和氨氮指標(biāo)。進(jìn)水水質(zhì)滿足濕地進(jìn)水要求時(shí)，PLC進(jìn)行模式1進(jìn)水方案(正常運(yùn)行)，清液緩存池內(nèi)泵將廢水動(dòng)力提高到高效垂直流人工濕地，同時(shí)通過砂石填充劑的過濾、特殊填充劑的吸附作用、濕地植物的吸收和微生物的分解作用后，去除水中的污染物，出水從底部的集水管道輸送到景觀池中，在與景觀池連接的管道末端設(shè)置可調(diào)節(jié)式管道，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行景觀池出水通過管道輸送到指定排放點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量排放。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)超出濕地進(jìn)水要求時(shí)，則PLC進(jìn)行“模式二”的進(jìn)水方案(事故運(yùn)營)。當(dāng)末端氨氮在線檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)水質(zhì)超過設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)開啟應(yīng)急吸附閥，同時(shí)關(guān)閉總排水閥，污水通過應(yīng)急循環(huán)水泵，將污水抽至I級(jí)應(yīng)急吸附池與II級(jí)應(yīng)急吸附池中進(jìn)行處理，凈化后的水進(jìn)入排放池中，經(jīng)操作員檢測(cè)合格后排放；當(dāng)末端COD在線檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)水質(zhì)超過設(shè)定值時(shí)，或氨氮與COD同時(shí)超標(biāo)時(shí)，只開啟內(nèi)循環(huán)閥，同時(shí)關(guān)閉總排水閥，應(yīng)急循環(huán)水泵將超標(biāo)水質(zhì)抽至高效垂直流人工濕地布水主管中，由配水支管與配水電動(dòng)閥進(jìn)行脈沖配水，實(shí)現(xiàn)污水循環(huán)不外排，直至末端在線檢測(cè)設(shè)備合格后恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。出水達(dá)到目標(biāo)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后排放。

1.2主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

污水通過管道流入提升泵池，進(jìn)入垂直流人工濕地系統(tǒng)，均勻布水，植物吸收分解。濕地凈化后，水最終流入景觀池，實(shí)現(xiàn)處理過程的完成。

1.2.1泵池和泵房

1.2.1泵池

設(shè)計(jì)流量:Q=900m3/d，數(shù)量:1臺(tái)，有效水深:h=4.0m，有效容積:V=150m3，結(jié)構(gòu):鋼混凝土。

1.2.1.2進(jìn)水泵房

設(shè)計(jì)流量：900m3/d，數(shù)量：1座，尺寸：平面尺寸為7×5m。其中，提升泵的Q=20m3/h，H=8m，N=4kW，共3臺(tái)(兩用一備)。

1.2.2垂直流人工濕地

垂直流人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化技術(shù)是一種生態(tài)工程處理技術(shù)，是人工濕地的一種類型，其基本原理是在一定的填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個(gè)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)待處理的污水以垂直潛流的方式通過濕地處理系統(tǒng)時(shí)，污水中的污染物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收或分解，最終使水質(zhì)得到凈化[4-7]。設(shè)計(jì)參數(shù)方面，垂直流人工濕地面積為4064m2，濕地高度設(shè)計(jì)為1.6m，濕地內(nèi)填料層高度設(shè)計(jì)為1.5m。

1.2.3景觀水池

設(shè)計(jì)流量：900m3/d，數(shù)量：1座，有效水深：1.0m，池體尺寸：r=4.5m，結(jié)構(gòu)：鋼混，其他：種植部分挺水植物.沉水植物，以增強(qiáng)景觀效果。

2垂直流人工濕地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1填料及微生物菌種

本工程所選用填料主要為不同的砂礫級(jí)配，填料厚度1.5m，從上至下依次為50cm厚粒徑0~5mm砂石填料層(包括10cm的特殊填料)，30cm厚特殊填料層，40cm厚粒徑10~30mm砂石填料層，30cm厚粒徑20~40mm碎石填料層。特殊填充材料由活性炭和沸石按比例混合，在濕地長期運(yùn)行，活性炭和沸石的比例設(shè)定為25%:75%。為了加強(qiáng)特殊填充劑對(duì)COD.NH4+-N的去除作用，將特殊填充劑分為兩部分，其中0.3m鋪設(shè)在原位置，包裹植物根系，0.1m鋪設(shè)在上層布水管溝中。人工濕地對(duì)TP的清除效果一般，為了提高人工濕地對(duì)TP的清除效果，可以在碎石層混合鋪設(shè)0.1m石灰石。同時(shí)，在垂直流濕地系統(tǒng)中添加高效微生物菌種，利用復(fù)合微生物進(jìn)行污染環(huán)境管理是近年來發(fā)展起來的新型污染管理技術(shù)[8-10]。處理技術(shù)簡(jiǎn)單，對(duì)污染位置的干擾.破壞小.污染物分解速度快.分解徹底.不易引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是有前途的水污染管理技術(shù)。本項(xiàng)目中使用的高效微生物菌種主要包括銅綠假單胞菌、施氏假單胞菌、海洋假單胞菌、糞堿菌、脫氮副球菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟孢桿菌等。其中既有分解性細(xì)菌，又有合成性細(xì)菌，既有厭氧菌.兼性菌，又有好氧菌，是一個(gè)多種菌共存的生物集合。高效微生物菌種主要用于人工濕地的投入，菌種的投入可以加快菌群的形成速度和污水處理效率，同時(shí)菌種的投入可以優(yōu)化微生物的群落，加強(qiáng)處理效果。

2.2防滲設(shè)計(jì)

人工濕地在設(shè)置作業(yè)時(shí)也需要嚴(yán)格的防滲處理，達(dá)到雙重保險(xiǎn)的目的。根據(jù)《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2005-2010)，人工濕地底部和側(cè)面應(yīng)進(jìn)行防滲處理，防滲層的滲透系數(shù)在10~8m/s以上。本項(xiàng)目垂直流人工濕地的防滲層也按照此規(guī)范進(jìn)行，具體做法是在修建濕地池體后，鋪設(shè)垃圾填埋場(chǎng)專用光面HDPE防滲膜(厚度1.0mm)。

2.3配水管和運(yùn)行

為保證濕地系統(tǒng)布水均勻，人工濕地分為21個(gè)配水單元，每個(gè)配水單元約200m2。本次900m3/d規(guī)模的尾水治理工程的工藝管道由兩部分組成，上層布水管道與下層集水管道。通過泵將清液貯藏池的原水動(dòng)力提高到垂直流人工濕地，進(jìn)入布水區(qū)域后，東西分為兩條，最終用蝶閥控制各配水單元的穿孔管進(jìn)行布水。

2.3.1上層布水管設(shè)計(jì)

尾水由項(xiàng)目進(jìn)水動(dòng)力系統(tǒng)通過DN80PE主管輸送到高效垂直流人工濕地后，東西分為DN80PE布水管，布水管(DN65、PE材質(zhì))與主管垂直連接，主管兩側(cè)的干管分別設(shè)置控制閥門，干管兩側(cè)對(duì)稱連接DN40PE穿孔管，向各濕地單元均勻布水。穿孔管間距2.0m，管孔φ5mm，孔間距200mm，采用熱熔連接。不同的管徑使用轉(zhuǎn)接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換連接。

2.3.2垂直流人工濕地下層集水管設(shè)計(jì)

在濕地床體中間位置設(shè)置集水管，集水管采用管徑為DN150PE管，穿孔集水管采用管徑為DN100PE管，斜向下30°雙側(cè)間隔開孔，穿孔集水管間隔為16m。出水收集后，匯入景觀池，景觀池中的集水主管向上蔓延，向上蔓延的長度可以手動(dòng)調(diào)節(jié)，最終入排水渠內(nèi)測(cè)量排水。每個(gè)人工濕地下管道都設(shè)置通氣管，用于消除濕地內(nèi)部的負(fù)壓，提高配水下滲透速度。

2.3.3管道閥的選擇和配置

閥的選擇首先掌握介質(zhì)的性能、流量特性、溫度、壓力、流速、流量等性能，然后結(jié)合技術(shù)、操作、安全因素，選擇相應(yīng)類型、結(jié)構(gòu)形式、型號(hào)規(guī)格的閥。在本項(xiàng)目垂直流人工濕地配水系統(tǒng)中，需要對(duì)進(jìn)水進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)合閥門的特點(diǎn)和本項(xiàng)目的需要，選擇蝶閥作為進(jìn)水調(diào)節(jié)閥，通過蝶閥圓盤控制管道污水的開關(guān)。首先，在濕地供水主管上安裝壓力閥、手動(dòng)蝶閥、電動(dòng)蝶閥和電磁流量計(jì)，然后在濕地供水管和布水干燥管上安裝水表。手動(dòng)蝶閥和電動(dòng)蝶閥。緊急事故配管和最終排水配管(均為PE配管)各設(shè)置手動(dòng)蝶閥和電動(dòng)蝶閥。

2.4植物設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)植物與工廠環(huán)境協(xié)調(diào)，重點(diǎn)選擇去污能力高、耐鹽能力強(qiáng)的植物品種。種植方式為分區(qū)種植，具體的分區(qū)和造型根據(jù)周圍的景觀狀況進(jìn)行配置，保證與整體協(xié)調(diào)一致。

2.4.1設(shè)計(jì)原則

根據(jù)污水性質(zhì)和當(dāng)?shù)貧夂颉⒌乩韺?shí)際情況和相關(guān)文獻(xiàn)的論證結(jié)果，選擇合適的水生植物，建立良好的填充劑植物系統(tǒng)，保證良好的凈化效果。濕地水生植物的選擇原則如下：

(1)能適應(yīng)當(dāng)?shù)厣�長的植物或天然濕地原存的優(yōu)勢(shì)種。

(2)根據(jù)處理對(duì)象即污水的特性選擇適宜的植物；如多年生的蘆葦.風(fēng)車草.花葉蘆荻等去除BOD5.N.P的效率高。這些植物根系發(fā)達(dá)，根狀莖粗壯，形成不定芽，是微生物棲息生長的良好介質(zhì)，在根區(qū)能形成巨大的生物量，具有強(qiáng)大的凈化能力。一些維管組織的莖.根莖具有發(fā)達(dá)的海綿狀空腔組織，氧氣可以通過這些空腔利用葉子從大氣中將氧氣輸送到根部，其根部區(qū)域適當(dāng)具有良好的氧反應(yīng)區(qū)域，具有生物膜法的凈化功能。

(3)多種植物混合栽培或串聯(lián)栽培，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提高系統(tǒng)整體凈化能力。

(4)景觀效果好，可美化環(huán)境，為戶外休閑娛樂提供良好的環(huán)境。

2.4.2濕地植物選擇

通過試驗(yàn)和調(diào)查相關(guān)文獻(xiàn)，篩選適應(yīng)性高的人工濕地植物，獲得蘆葦.花葉蘆薈和香根草生長最好的蜘蛛蘭.風(fēng)車草.柳生長一般紅樹林類植物.鳶尾.紙莎草.千屈菜和青蔥生長不好，蘆葦.花葉蘆薈和香根草是高鹽廢水濕地項(xiàng)目的主要植物大面積栽培，蜘蛛蘭.風(fēng)車草.柳可作為次要植物，小面積栽培。紅樹林類植物.鳶尾.紙莎草.千屈菜和蔥生長不好，不考慮。

3結(jié)論

經(jīng)過工藝設(shè)計(jì)的分析，人工濕地系統(tǒng)處理工業(yè)廢水尾水具有一定的可行性，且可以實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)排放。進(jìn)水主要特征為低COD.低氨氮，高鹽度，水質(zhì)波動(dòng)較大，有機(jī)污染物以難降解的高分子化合物為主。進(jìn)水達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)人工濕地系統(tǒng)處理后，出水的主要指標(biāo)可達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)IV類標(biāo)準(zhǔn)。