人工湿地生活污水一体化处理装置

LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置

设计方案

目录

第一章：设计总则 ......................................................................................................................... 1

★项目概述： .......................................................................................................................... 1 ★设计内容： .......................................................................................................................... 1 ★设计依据： .......................................................................................................................... 1 ★设计原则： .......................................................................................................................... 2 第二章：方案论证 ......................................................................................................................... 3

★水量、水质论证： .............................................................................................................. 3 ★工艺论证： .......................................................................................................................... 5 ★推荐工艺设计： .................................................................................................................. 6 ★处理单元设计参数： .......................................................................................................... 8 ★设备安装调试及维护： ...................................................................................................... 9 第三章：项目投资 ....................................................................................................................... 10

★项目投资估算： ................................................................................................................ 10 第四章：相关资料 ....................................................................................................................... 11

★多水样处理效率折线图： ................................................................................................ 11 ★相关工程图例： ................................................................................................................ 12

第一章：设计总则

★项目概述：

随着我国对外开放的不断深入,我国旅游业及房地产业蓬发展,高级宾馆及别墅小区拔地而起,而高级宾馆及别墅小区往往又远离城市污水处理厂,给集中处理生活污水带来不便。为了保护环境，造福子孙后代，我公司研制推出了LBL-QS系列污水处理设备。该设备采用世界上先进的人工湿地处理工艺，集去除BOD、COD、NH-N于一身，通过自然生态系统中的物理、化学和生物3者协同作用已达到对污水的净化，是目前最高效的水处理设备。经过实地应用表明，LBL潜流人工湿地生活污水处理装置是一种具有投资省、运行简便、处理效果稳定出水水质好等优点的新型生态污水处理技术。 ★设计内容：

LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置，被广泛地用于高级宾馆、别墅小区及居民住宅小区的生活污水处理，针对业主提供的相关进水水质、水量检测报告，合理选型、规范施工，设计出水达到《城市杂用水水质》GB/T18920-2002绿化用水标准。

设计内容包括：

◇ LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置工艺流程、设备选型； ◇ LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置净化机理阐述； ◇ LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置基本设计参数； ◇ LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置安装、调试及维护； ◇ LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置投资估算。 ★设计依据：

◇ 《中华人民共和国环境保护法》； ◇ 《中华人民共和国水污染防治法》；

◇ 《城镇污水处理厂污染物排放标准法》（GB18918-2002）； ◇ 《城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）； ◇ 《人工湿地污水处理技术规范》（HJ2005-2010）； ◇ 《粪便无害化卫生标准》（GB7959-87）； ◇ 《城镇环境卫生设施设置标准》（CJJ27-2005）； ◇ 《室外排水设计规范》（GB50014-2006）； ◇ 《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》

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◇ 《污水再生利用项目设计规范》（GB50335-2002） ◇ 业主提供的相关资料。 ★设计原则：

◇ 严格遵守国家环保法律、法规，认真执行有关规范。结合设计当地的实际情况，以及业主的实际要求，采用技术可靠的处理工艺，确保废水经治理后达到国家《城市杂用水水质》GB/T18920-2002绿化用水标准。

◇ 选择处理效果好、动力消耗低、运行稳定、投资费用省、管理方便的处理工艺。 ◇ 选用高效率、低能耗、低噪声的优质设备。

◇ 尽量提高系统的自动化水平，降低操作人员的操作强度。 ◇ 合理规划平面布局，节省占地面积。

◇ 合理调整纵向布局，尽量利用重力流，节省运行能耗。

◇ 妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染。

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第二章：方案论证

★水量、水质论证：

1.水量：

生活污水设计流量是按每人每日平均排出的污水量、使用管道的设计人数和总变化系数计算的。其计算公式如下:

Qd=qd×N×K

Qd——生活污水设计流量，L/d； qd——生活污水定额； N——设计人数； K总——总变化系数。

参考《室外给水设计规范》（GB50013-2006）用水定额，别墅小区人均日综合生活用水量标准为100-170L/cap.d，单户别墅日用水量约在500L-1m3。本方案设计水量按500L、1m3综合考虑。

2.进水水质：

本项目主要污染源为别墅小区居民生活污水，主要污染物为COD、BOD5、氨氮、SS、动植物油脂等，没有其他特征污染因子。参考同类污水抽样检测的平均值作为本污水处理系统的进水水质。

表1：进水水质

序号 1 2 3 4 5 项目 BOD5 CODCr NH3-N SS PH 浓度 200-300mg/L 300-500mg/L 30-40mg/L 150-250mg/L 6-9

3.排放标准：

考虑到项目建设地点的自然条件，以及本着低碳性、环保性、生态性的综合考虑，本方案设计出水水质达到《城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）绿化用水标准，即经过处理后的污水进行回收利用，达到污水零排放。

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表2：出水水质

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项目 BOD5 NH3-N 溶解性固体 溶解氧 PH 浊度 色度 阴离子合成洗涤剂 臭 总大肠菌群 浓度 20mg/L 20mg/L 1000mg/L 1mg/L 6-9 10度 30度 1mg/L 无不快感 3个/L

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★工艺论证：

1.工艺选择：

目前市场上成熟的小规模一体化处理设备有三种：生物接触氧化一体化装置、MBR生物膜反应装置、人工湿地一体化处理装置。下表对三种工艺的处理能力、运行管理等方面进行对比：

表3：工艺对比

工艺类型 处理能力 抗冲击负荷能力高，出水稳定；容积负荷高，占地面积小；污泥产量较低， 运行管理 运行稳定性差，易发生污泥膨胀和污泥流失，污泥培养受水质水量影响较大。 运行稳定，部分脱落生物膜造成出水中的悬浮固体浓度稍高。生物膜反清洗较困难，后期运营成本较高。 运行主体是芦苇等湿地植物，经过培养后运行稳定。具有较好的社会效益、环境效益。 稳定运行后，无能源消耗 低 运行主体是生物膜的渗透反渗透，能耗较低。 高 配套电气设备较多，能耗大。 较低 能耗 投资 生物接触氧化一体化装置 抗冲击负荷能力强，出水MBR生物膜反应装置 水质优质稳定，有效去除SS和病原体；占地面积小；剩余污泥产量低 抗冲击负荷能力强，出水水质优质稳定，通过自然人工湿地一体化处理装置 生态中的自然净化去除无水肿的污染因子及病原体；占地面积较大；无剩余污泥

通过以上对比分析，潜流人工湿地一体化处理装置相比较传统的生物接触氧化一体化装置、MBR生物膜反应装置，具有以下优势：

◇ 建设费用低。

◇ 只需要保证湿地植物的正常生长，易于维护。 ◇ 无能耗，无化学药剂添加，环境效益和经济效益较高。

◇ 污染因子通过自然系统的自净作用得到去除，对COD、BOD等污染物，特别是细菌、病原体消除率高。

◇ 湿地系统本身具有观赏价值，环境效益较高。

综上所诉，本项目处理工艺宜采用“人工湿地一体化处理装置”。

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★推荐工艺设计：

我公司设计研发的LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置秉承了传统人工湿地工

艺的优点。在此基础上，根据多年来实地工程经验及业主的实际情况加以改进，建设、运行维护费用更低，布局更合理，具有更高的经济效益和环境效益。 1.工艺流程图：

进水

化粪隔油池 QS人工湿地 出水 2.安装示意图：

3.工作原理：

LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置由两部分组成：

◇ 化粪隔油一体池：通过设计的停留时间，比重较大的固体物沉淀下来进行发酵分解，变成小分子易被植物吸收的养料，进入后续处理系统。在粪液发酵分解的的过程中，病原体逐渐死亡，粪液得到进一步无害化。比重较低的动植物油脂，通过隔油措施停留在化粪池内进行发酵分解，逐渐变成小分子易溶于水的碳水化合物进行后续湿地系统进行生态降解吸收。

◇ QS人工湿地：去除有机物污染物及氨氮主要依赖于设备中的QS人工湿地生物处理工艺。其去除污染物的范围较为广泛，包括有机物、氮（N）、磷（P）、悬浮物（SS）、

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微量元素、病原体等。其净化机理主要是综合了物理、化学和生物的三种作用，供给湿地除污需要的市自然界的氧气；同时由于发达的植物根系及填料表面生长的生物膜的净化作用、填料床体的截留及植物对营养物质的吸收作用，而实现对水体的净化。

QS人工湿地对有机物有较强的处理能力，不容性有机物通过湿地的沉淀、过滤可以很快从废水中截流下来，被微生物加以利用；可溶性有机物则可通过微生物的吸附及微生物的代谢过程被去除。废水中大部分有机物的最终归宿是被异养微生物转化为微生物细胞及二氧化碳和水。废水中氮主要通过植物吸收和微生物的硝化、反硝化作用被去除，其中植物吸收只去除了污水中小部分的氮，而污水中氮的去除主要是通过微生物的硝化、反硝化作用来完成的。

QS人工湿地比传统活性污泥处理系统具有更强的氮处理能力。QS人工湿地对磷的去除是植物吸收、微生物去除及物理化学作用3方面共同作用的结果。废水中无机磷在植物吸收及同化作用下可变成植物的有机成分，通过植物的收割而去除。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。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。其中，填料的物理、化学作用对于磷的去除贡献最大。

4. LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置特点：

◇LBL-QS人工湿地生活污水处理装置没有能源消耗，处理系统中的湿地植物兼处理与观赏为一体，具有显着的经济效益、环境效益和社会效益。

◇LBL-QS人工湿地生活污水处理装置将传统的化粪池、隔油池有效的结合在一起，投资省，处理效果更明显。

◇LBL-QS人工湿地生活污水处理装置为钢结构组成，采用国内首创的防腐涂料进行防腐。具有耐酸碱 盐汽油煤油耐老化耐冲磨，能带锈防锈。设备一般涂刷该涂料之后，防腐寿命可达20年以上。

◇基质是人工湿地的重要组成部分，为植物和微生物提供生长介质、为污水渗流提供良好的水力条件的同时，也能够通过过滤、吸附和沉淀等作用直接去除污染物。其种类、组配方法、高度的选择是人工湿地污水处理技术的核心。LBL-QS人工湿地生活污水处理装置的基质配比，经过我公司多年来的实验，针对污水特征的不同（污水特征污染物为氮、污水特征污染物为磷、综合性污水）选用不同的机制组合，更经济，处理效果更理想。

◇LBL-QS人工湿地生活污水处理装置的人工湿地系统采用的是潜流湿地工艺，相比较传统的表流湿地系统，解决了蚊蝇多、气味大的缺点。由于水流方式为潜流，也解决了传统湿地在北方地区冬季水面结冰无法运行的弊端。

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★处理单元设计参数：

依据500L、1m3两种处理量，以及相关水质界定，根据《人工湿地污水处理技术规范》（HJ2005-2010）相关规定，具体设计参数如下：

1.化粪隔油一体池：

◇ LBL-QS人工湿地生活污水处理装置沉池为平流式沉淀池； ◇ 水力停留时间HRT：24小时； ◇ 有效容积：500L、1m3； ◇ 结构形式：聚氯乙烯；

◇ 附属设备：通风装置、隔油装置。 2.QS人工湿地：

◇ 选用潜流人工湿地，进水区、出水区采用60-100mm砾石，处理区从表层到床底为300mm、200mm、200mmLBL-QS复合基质；

◇ 为有效增加湿地植物的处理效果，湿地横截面为梯形，床底与化粪隔油池同宽，床面为化粪隔油池宽度1.5倍；

◇ 进水区设置分水槽，槽内安装提携式过滤赛网，避免进水大颗粒物体阻塞湿地处理装置；

◇ 出水区设置可调节高度出水装置，便于湿地系统的养成。 ◇水力停留时间HRT：4天； ◇ 有效容积：2m3、4m3； ◇ 结构形式：聚氯乙烯； ◇ 有效床深：0.7m；

◇ 有机负荷：15-20*10-4kg/m2.d； ◇ 床底坡度：2%；

◇ 湿地植物：芦苇、香蒲、灯心草（根据建设地点选择），栽植密度10000株/ha； ◇ 附属设备：分水装置、过滤装置、可调水位出水装置。

表4：LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置尺寸对照表

处理量 0.5m3 1m3

设备总长（m） 2.25 4.50 8

处理区湿地横截面积（m2） 1.25 1.25 设备高度（m） 1.20 1.20

★设备安装调试及维护：

1.安装：

◇ 本设备由一组聚氯乙烯结构池体构成。池体埋入地坪以下，池体基础的土建设计图由我公司提供，要求四周挖掘宽度须比设备平面尺寸大600mm以上。

◇ 根据安装图，用吊车将钢结构池体吊入，就位安装时须在我公司技术人员指导下进行，不能将箱体位置，方向放错，然后由我公司负责池子之间的管道连线。

◇ 安装完毕后须把设备存储满水，试验各管路接口不渗漏，方可用土填入设备四周与间隙中，并平整地面。

2.调试：

◇ 调试工作有我公司负责，在设备启动阶段，芦苇栽植后需立即补水，初期将水位控制在湿地床体表面以下25mm处，按设计流量运行3个月后，将水位降至距离床底25mm处，以促进湿地植物根系向深处生长。

◇进入稳定成熟阶段后，系统处于动态平衡，植物生长紧随季节发生周期性变化，而年际间则处于稳定状态运行。

3.设备维护保养：

◇ 在进水水质水量变化不大的情况下，该系统一旦进入稳定运行期，无需任何动力设备，系统可自流运行，也无需更多维护。

◇ 湿地植物一般在冬季干枯时定期收割。

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第三章：项目投资

★项目投资估算：

表5：设备报价表

序号 设备名称 品牌及规格型号 单位 数量 单价 （万元） 1.2 1 0.12 1.32 合价 （万元） 1 LBL-QS人工湿地生规格：处理能力活污水一体化处理500L/d 装置 型号：LBL-QS-500A 套 配套附属设施 LBL-QS人工湿地生规格：处理能力活污水一体化处理1m3/d 装置 型号：LBL-QS-1B 配套附属设施 2.1 套 1 0.16 2.26 2

备注：本报价包含税金、不含运输及安装费用。

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第四章：相关资料

★多水样处理效率折线图：

附图1：LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置对磷素的处理效率

附图2：LBL-QS人工湿地生活污水一体化处理装置对COD、氮素的处理效率

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★相关工程图例：

刚施工完毕的湿地系统

运行稳定的湿地系统

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湿地进水

湿地出水

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