湿地进水预处理工艺方案.docx

人工湿地进水预处理工艺方案
一、工艺背景
人工湿地具有投资低、能耗低、出水水质好，有较强的脱氮除磷功能以及运行管理方便等特点。人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物3种作用。然而，保持湿地系统的持续运作能力非常重要，目前人工湿地在运行中容易出现的一个问题是基质阻塞。随着基质的逐渐阻塞，湿地的水力传导性也降低，从而影响水流路径（如促进表面流动），最终也影响到湿地的处理效果和运行寿命。
造成湿地堵塞的主要因素是基质材料、湿地植物、进水污染物负荷和有机物积累等，其中最主要的原因是进水污染物负荷过高，包括水体中悬浮物的影响和有机污染负荷的影响。因此，在整个湿地系统设计时必须考虑到进水预处理工艺，如果没有预处理工艺系统来降低无机颗粒物和有机污染负荷，则湿地会因堵塞降低处理效率，严重时在很短时间内会造成整个湿地的瘫痪。
二、工艺重要性
1、降低进水污染物负荷
预处理工艺不仅能够高效降低湿地进水中悬浮物含量，尤其是造成湿地堵塞的不可生物降解的悬浮物，而且能削减水体中有机污染负荷，降低湿地堵塞的可能性。在许多国家和地区，人工湿地技术常常被推荐用于污水三级处理，对于污染程度较重的水体，在进入湿地前至少要经过前期预处理。

2、提高湿地系统处理效率
预处理工艺可以使进水中含有更多的溶解氧（厌氧条件加速湿地堵塞）或进行一定程度的氧化反应，从整体上提高系统的处理效率，另一方面预处理的好氧氧化反应能使污水中的含氮有机物发生氨化和硝化反应，提高了系统的除氮效果。
3、弥补湿地冬季运行效率低
在低温季节湿地中微生物的活性受到影响，代谢速度缓慢，不仅影响出水水质，而且由于进水中有机物的降解速率减小，致使部分有机物在填料中逐渐累积，加速湿地堵塞的进程。预处理工艺能够通过较为稳定的处理效率，保证整个系统的出水水质不会出现较大的波动。
三、工艺可行性
1、预处理工艺效果分析
目前湿地进水常用的预处理措施中核心技术多为生物接触氧化组合工艺，大幅度降低来水中有机物含量，减少了人工湿地系统处理负荷，避免了湿地易堵塞的现象，延长了湿地运行时间，可以使污水达到相关排放标准。
2、降低污水中悬浮物含量
Bouwer等推荐进水中悬浮物的最大值宜控制在20mg/L以下，负荷相当于8g/(m2·d)。付贵萍等采用该取值范围内的进水悬浮物负荷，系统运行5年未出现堵塞现象。本项目中污染水体中悬浮物含量最大为43mg/L，远超过上述推荐的悬浮物负荷，所以必须采取预处理工艺降低悬浮物含量，使其达到合理取值范围内，这样来控制湿地系统的堵塞。
3、降低污水中有机物负荷
据相关工程研究显示，正常运行条件下湿地基质不发生堵塞的有机物负荷上限为25gCOD/(m2·d)。本项目中有机物负荷初步估算范围约为30.29～60.58gCOD/(m2·d)，超过适宜的控制范围，所以需采取预处理工艺来降低有机物负荷。
4、冬季湿地运行效率低
由于湿地系统中微生物和植物的生长代谢在低温条件时会受到不利影响，从而导致湿地出水水质不稳定，鉴于此需通过湿地前端的预处理工艺来弥补这方面的不足，从而保证系统即使在低温条件下运行同样能够使出水达到设计要求。据相关资料报道，在挪威（冬季最低气温经常在-10℃以下），有预处理工艺的人工湿地系统，冬季的运行效果和其他季节没有明显不同；同样在国内，有预处理工艺的大港油田污水人工湿地处理系统在寒冷季节湿地运行效果变化不显著。
由此可见，冬季低温对人工湿地处理效果造成的不利影响完全可以通过设计合理的预处理工艺来弥补。
四、工艺设计边界条件
COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）进水水质60.5830(假定)4321.63出水水质40102012
五、技术路线
调节池/水解酸化
格栅
人工湿地
接触氧化池
污水

六、工艺设计
1、调节池
1.1、功能说明
调节池设计的功能不仅具有水量和水质调节功能，更重要还具有水解酸化池的功能，该处水解酸化池功能有两个最为显著的特点：其一，水解池取代了传统的初沉池，水解池对有机物的去除率远远高于传统的初沉池，更为重要的是经过水解处理，污水中的有机物不但在数量上发生了很大变化，而且在理化性质上发生了更大变化，使污水更适宜后继的好氧处理，可以用较少的气量在较短的停留时间内完成净化；其二，这种工艺在处理污水的同时，完成了对污泥的处理，使污水、污泥处理一元化，可以从传统的工艺过程种取消消化池。作为一种替代的处理工艺，在总的停留时间和能耗等方面比传统的活性污泥要有很大的优势。
1.2、设计参数
（1）水解池容积
V=KZQHRT
式中：V—水解池容积，m3;
KZ—总变化系数，本次取值按1.0计算；
Q—设计处理水量，m3/h；
HRT—水力停留时间，h，取6h；
则V=1.0×41.6×6=249.6m3
水解池分为4格