湿地公园设计方案.docx

1、湿地公园设计方案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

2、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；

3、(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

4、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，保证水系水位，并加强水体流动，

5、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东莞生态

6、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/d300002总占地面积m2185000景观式设计湿地面积m21077073水力负荷3000m2d02794运行天数

7、d3655劳动定员人25经培训6总装机容量KW2507运行功率KW2188工程总投资万元9090329运行费用万元年343.4710吨水运行费用元m30.3142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

8、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CODBOD溶解氧氨氮总磷石油类东引河水质111.633.30.1416.82.670.17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

9、的要求，执行地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的类水质标准。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CODcrBOD5NH3NTNTP设计进水水质1203417183控制出水水质3061.51.50.3预计出水水质22.24.81.371.380.27地表水环境质量标准(GB38382002)中的类水质3061.51.50.3去除效率81.5%84.5%91.9%92%91%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

10、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，

11、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、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

12、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，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

13、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；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

14、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

15、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

16、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

17、存在，有复杂的循环路径。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

18、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。

19、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

20、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高效复合垂直流人工湿地出水水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

21、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20000m3

22、d，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

23、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

24、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

25、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。325污泥浓缩与机械脱水污泥一般由比较松散的小块物质组成，含水率较高，污泥容积可达其所含固体容积的数十倍，污泥中含有大量有机物和有害物，而且可能含有危险的病原菌、寄生虫卵。污泥的性质很不稳定，极易腐化，造成污染，故需及时处理，使含有病原菌、散发出恶臭的腐化物质数量减少并使其分解。污泥处理的主要目的：减量化、稳定化、无害化、资源

26、化。本湿地处理工程中，污泥的主要来源为水解酸化池。厌氧一兼氧一接触氧化工艺可使废水、污泥一并得到处理，属稳定污泥，可以取消消化池，剩余污泥排出系统的污泥量比初沉池、消化池联合系统低30，污泥沉降性能良好，sv50。浓缩812h，污泥的含水率可从99降至97，若污泥层厚度为58cm，经机械脱水，含水率可降至30左右，形成泥饼后外运作农肥。326快渗基本原理简述人工快渗也是一种土地处理技术，其作用机理类似于间歇运行的“生物砂滤池。当废水投入渗滤田后快速下渗，部分被蒸发，大部分渗入地下。快渗的周期性布水，形成灌溉停灌交替反复，使土地处于交替湿干的状态，也形成厌氧、好氧的交替运行的反复状态。籍此，土地

27、中不同种群的微生物对废水中的组分进行阻截、吸附及生物降解。从而可防止土壤的孔隙堵塞。通过厌氧、好氧的过程，使水中BOD、COD、氮、磷得到去除，但是水力负荷不能过大，否则及其容易堵塞。33工艺方案比选根据本工程进水水质及出水水质要求，结合常规处理工艺特点，对不同的污水处理工艺加以组合，形成污水处理组合工艺。选择如下组合工艺进行技术经济比较，即：1)方案一：水解酸化+接触氧化+沉淀+湿地；2)方案二：水解酸化+接触氧化+湿地；3)方案三：水解酸化+接触氧化+沉淀+人工快渗。331方案一论述生物接触氧化法具有占地小，运行成本低，处理效率高，能有效地去除低BOD浓度污水中的氨氮、细菌、臭气等的特点，

28、近年来在污水二级处理中被较多采用。生物接触氧化池由构筑物、填料、曝气设备、配水系统、出水槽构成。在构筑物内装上填料，用曝气器向填料内充氧，污水在填料中循环流动。填料中的水流迅速混合，使空气泡在上升过程中接触到更多的水流，因而增加了氧的转移，河水经水解酸化和生物接触氧化处理后，去除了大部分污染物，由于含有生物膜碎片，需进行沉淀处理；在辐流式沉淀池中，悬浮物等细小颗粒物将会被除去，辐流沉淀池具有维护方便、对冲击负荷和温度变化适应能力强、施工简单和处理效果稳定等优点；经过沉淀池后，水再进入人工湿地系统，经人工湿地系统的物理、化学和生物净化等复杂的生态净化过程，此时污水中的各种污染物都得到相当程度的降

29、解，出水再排放至南畲朗。方案一见如下工艺流程图。图31方案一工艺流程图332方案二论述本方案与第一方案区别是不考虑沉淀，其余与方案一相同。图3-2方案二工艺流程图333方案三论述土地快渗系统是通过渗透和过滤作用高效地去除污水中COD、BOD、N、P等的各种组分，通过对布水落干周期性的运行操作，实现好氧一缺氧一厌氧的调控，以满足去除有机物、硝化一反硝化过程中对氧的不同需求。据资料报道，快渗对氮的去除率一般可达70以上，快渗在运行初期由于填料吸附对磷也有一定的去除率，一般可达7093，随着时间推移，填料吸附会达到饱和，从而导致磷的去除率降低。由于缺少植物的协同去污作用，致使其单位面积的去污能力比湿

30、地低，快渗其它的作用原理与湿地基本相同。本方案的预处理与方案一相同。图3-3方案二工艺流程图334污水处理方案比较1)设计参数三种方案主要工艺设计参数比较见下表34。表34三种方案主要工艺设计参数比较方案一厌氧+兼氧+接触氧化+混凝沉淀+湿地方案二厌氧+兼氧+接触氧化+湿地方案三厌氧+兼氧+接触氧化+混凝沉淀+快渗粗格栅格栅净距20mm过栅流速：0.9ms同左同左细格栅格栅净距5mm过栅流速：0.7ms同左同左水解酸化池有效停留时间5h同左同左提升泵池停留时间10min同左同左接触氧化池有效停留时间1h同左同左幅流沉淀池有效停留时间2h-同左人工湿地水力负荷0.279m2md同左-人工快渗-水力负荷0.615m3m2d污泥浓缩池有效停留时间32h同左同左污泥脱水间81m2同左同左2、)主要处理构筑物比较