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式中,
A —— 湿地面积,㎡;
Q —— 流量,m³/d;
Ci—— 进水浓度,mg/L;
Co —— 出水浓度,mg/L;
R —— 面积负荷,g/(㎡·d)。
(2) 水力停留时间 t
水力停留时间定义为:
式中,
t——水力停留时间,d;
n——介质的孔隙度,%;
L——湿地长度,m;
W——湿地宽度,m;
d——浸没水深,cm,不同水生植物的 d 值为:芦苇 d 值取 60 cm,香蒲 d 值取 30 cm;
Q——流量,m³/d。
(3) 水力坡度 S
水力坡度 S:
式中,
S——水力坡度;
Ac——与污水流速垂直方向的断面积,㎡;
W——人工湿地池体宽度,m;
Dw——水深,m;
Ks——潜流渗透系数。
(4) 池体宽度 W
池体宽度 W 计算公式为:
式中,
W ——人工湿地池体宽度,m;
As——人工湿地表面积,㎡;
L ——人工湿地池体长度,m;
Ac——与污水流速垂直方向的断面积,㎡;
Dw ——水深,m;
dh ——水头损失,m;
S ——水力坡度;
Q ——流量,m³/d;
Ks ——潜流渗透系数。
(5) 池体长度 L
池体长度 L 计算公式为:
式中,
L ——人工湿地池体长度,m;
W ——人工湿地池体宽度,m;
As——人工湿地表面积,㎡。
(6) 长宽比 L∶W
人工湿地长宽比 L∶W 宜为 1∶1~4∶1,建议 3∶1。
(7) 系统深度
潜流湿地的深度宜为 1.6~2.0 m。
湿地床高程和厚度由以下公式计算:
湿地处理区出水口处填料表面高程 Eme为:
式中,
Ebe—— 湿地出口底部高程;
Dm —— 处理区填料厚度,一般取 0.4~0.7 m;
Ds—— 表层填料厚度,一般取 0.1~0.15 m。
湿地进口填料表面高程 Emo为:
式中,
L —— 湿地长度,m;
S —— 处理区底部坡度,一般取 0.005~0.01。
湿地进口底部的高程 Ebo为:
整个湿地床的厚度 D 为
(8) 水头损失 dh
水头损失计算公式为:
式中,
W —— 人工湿地池体宽度,m;
L —— 人工湿地池体长度,m;
Ac —— 与污水流速垂直方向的断面积,㎡;
Dw—— 水深,m;
S —— 水力坡度;
Q —— 流量,m³/d;
Ks —— 潜流渗透系数。
(9) 填料层设计
孔隙过大不利于植物固定生长。若使用土壤为基质则孔隙过小,容易堵塞,导致坡面漫流。
砾石、粗砂是目前应用最为普遍的湿地填料。其他考虑到强化去除磷、氨氮等功能可以考虑矿渣等特殊填料。填料粒径范围宜取 1-10 mm。对于起均匀布水作用的填料,粒径可以取 10-35 mm。
1)基质选择
潜流人工湿地基质孔隙率宜控制在 35%~40%。达到 DB 13/2171-2015 规定的一级 B 排放标准时,人工湿地基质中钙、铁、铝、镁含量均不能低于 20%。
2)基质厚度
①水平潜流型人工湿地和垂直流型人工湿地的滤料层厚度应根据湿地的运行方式和滤料层滤料的渗透系数确定,滤料层厚度宜为 1.2~1.4 m。
②垂直流型人工湿地填料层各层的填充厚度宜按表 B.6-4 进行设计。
B.6.2.6 集配水系统设计
(1) 配水系统
人工湿地的配水系统由配水井、配水槽、配水管网、布水管等组成。配水槽采用钢筋混凝土构造,其上设置溢流管和排空管,以便水位过高时有组织地回流到集水池中;配水管、布水管一般采用 PVC-U 管。为保证每支配水管进水流量的均匀性,宜在植物池前设置一级或二级配水槽,再通过配水管网到达布水管,布水管间距不超过 2 m,每支布水管长不超过 6 m。
为了系统运行的稳定性,防止堵塞,调节配水量,每支配水管前装设阀门,布水管的直径为32~45 mm,在管道底部每隔 0.4~0.7 m 设置 5~7 mm 的小洞。
进出水系统的配置:湿地床进水系统的设计应尽量保证配水的均匀性,一般采用多孔管或三角堰等。多孔管可设于床面上或埋于床面以下,埋于床面下的缺点是配水调节较为困难。多孔管设于床面上方时,应比床面高出 0.5 m 左右,以防床面淤泥和杂草积累而影响配水。
同时应定期清理沉淀物和杂草等,保证系统配水的均匀性。系统的进水流量可通过控制阀门和闸板调节,过多的流量或紧急变化时应有溢流、分流措施。
(2) 进水方式
人工湿地的进水方式目前主要采用推流式、阶梯式、回流式和综合式 4 种(图 B.6-3)。
阶梯式进水可以避免处理前部堵塞,使植物长势均匀,有利于后部的硝化脱氮作用;回流式可以应用于农村生活污水人工湿地处理一级达标处理技术中,回流比为 1∶3,从而稀释进水,增加水中的溶解氧,减少出水时可能出现的臭味;采用综合式进水方式时,应设置出水回流,同时将进水分布至填料床的中部,以减轻填料床前端的负荷。
(3) 出水收集
出水收集系统由集水池和集水管组成。集水管一般采用 PVC-U 管。
湿地出水系统的设计可采用沟排、管排、并排等方式,合理的设计应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及场地的原有条件。为有效地控制湿地水位,一般在填料层底部设穿孔集水管,并设置旋转弯头和控制阀门,进、出水管的设置须考虑防冻措施,并在系统的必要部位设置控制阀和放空阀。
(4) 水位控制
水位控制和流量调整是影响其处理性能的最重要因素。为使污水在床体内以推流式流动,需控制湿地水位,使湿地进出水端不出现表面流,应在出水管上设闸阀以调节流量。进出水构筑物的设计应便于建造和维护,出水设计应保证池中水位可调,且应在出水处设置放空管。
表面流人工湿地包含开放性水域、漂浮植物和挺水植物。根据当地的规制、土壤条件、护堤、堤坝和衬垫来控制流量和下渗。废水流经湿地时,经过沉降、过滤、氧化、还原、吸附、沉淀过程被处理。
水平潜流型人工湿地在系统接纳最大设计流量时,湿地进水端不得出现壅水现象和表面流现象。
水平潜流人工湿地通常包括进水管道、粘土或人工合成衬里、过滤介质、挺水植被、护堤和水位控制出口管道。废水保持在填料床表面的下方,在植物的根茎周围流动。在处理过程中废水不暴露在空气中,这使得人类和野生动物接触致病微生物的风险降低。
在系统接纳最小的设计流量时,出水端不得出现填料床面的淹没,以防止出现表面流;为了利于植物的生长,床中水面浸没植物根系的深度应尽量均匀,并尽量使水面坡度与底坡基本一致。
表面流人工湿地水深一般为 20~80 cm,水平潜流人工湿地水位则一般保持在基质表面下方5~20 cm,并根据待处理的污水水量等情况进行调节。
B.6.2.7 植物设计
(1) 湿地植物选择
人工湿地植物的选择应符合下列要求:
1)人工湿地宜选用多年生、供氧能力强、耐污能力强、根系发达、去污效果好、具有抗冻及抗病虫害能力、有一定经济价值、容易收割管理的本土植物;
2)湿地植物应能忍受较大变化范围内的水位、含盐量、温度和 pH 值;
3)成活率高,种苗易得,繁殖能力强;
4)有一定的美化景观效果;
5)应尽可能增加植物的多样性、提高对污水的处理性能、延长使用寿命,植物种类一般为 3~7 种,其中至少 3 种为优势物种;
6)人工湿地水生植物以挺水植物为主。
人工湿地植物种类可以根据湿地类型,功能需求,结合景观效果进行选择。潜流人工湿地可选择芦苇、蒲草、莲、水芹、水葱、茭白、香蒲、千屈菜、菖蒲、风车草、灯芯草等挺水植物。
表流人工湿地可选择菖蒲、灯芯草等挺水植物;凤眼莲、浮萍、睡莲等浮水植物;茨藻、金鱼藻、黑藻等沉水植物。
(2) 湿地植物种植
人工湿地植物的栽种移植包括根幼苗移植、种子繁殖、收割植物的移植以及盆栽移植等,不宜选用苗龄过小的植株。植物宜在每年春季种植。植物种植初期的适宜密度可根据植物种类与工程要求进行调整,挺水植物种植密度宜为 9~25 株/㎡。
垂直潜流人工湿地的植物宜种植在渗透系数比较高的基质上。植物种植的质地应为松软黏土-壤土,土壤厚度宜为 20~40 cm,渗透系数宜为 0.006~0.084 cm/d。应优先选用当地的表层土种植,如当地原土不适宜人工湿地植物生长时,则需进行置换。植物种植时,应搭建操作架或铺设踏板,严禁直接踩踏人工湿地。
植物种植时,应保持基质湿润,基质表面不得有流动水体;植物生长初期,应保持池内一定水深,逐渐增大污水负荷使其驯化。
B.6.2.8 防渗设计
人工湿地的防渗设计应符合下列要求:
地下水位较低,人工湿地建设时,采用素土夯实等基本防渗措施,防止地下水污染。
地下水位较高,人工湿地建设时,应在底部和侧面进行防渗处理,底部不得低于最高地下水位。
当原有土层渗透系数大于 10-8 m/s 时,应构建防渗层,敷设或者加入一些防渗材料以降低原有土层的渗透性,防渗层可采用黏土层、聚乙烯薄膜及其他建筑工程防水材料。
选择防渗层的材料应符合下列要求:
塑料薄膜:薄膜厚度宜大于 1.0 mm,两边衬垫土工布,以降低植物根系和紫外线对薄膜的影响,宜优选 PE 薄膜,敷设时应按有关规定进行;
水泥或合成材料隔板:应按建筑施工要求进行建造;
黏土:如原有土壤含砂量较高、黏土含量较低、透水性好,应敷设 2 层黏土防渗层,每层厚度宜为 30 cm;如原有土壤含砂量较低、黏土含量较高、透水性较差,可敷设一层黏土防渗层,厚度宜大于 30 cm。亦可将黏土与膨润土相混合制成混合材料,敷设 60 cm 厚的防渗层,以改善原有土层的防渗能力。
对于渗透系数小于 10-7m/s 且厚度大于 60 cm 的土壤,可直接作为人工湿地的防渗层,不需采用其他措施进行防渗处理。工程建设中,应对湿地底部和边坡 60 cm 厚度的土壤进行渗透性测定。
B.6.2.9 附属设施与管理机制设计
(1) 保温防冻设计
人工湿地保温防冻应满足以下要求:
池内水温应保证不低于 4℃;
定期做人工湿地的冻土深度测试,掌握人工湿地系统的运行情况;
强化预处理,减轻人工湿地系统的污染负荷;
冬季管理宜采用植被覆盖、塑料大棚温室、增加滤层厚度、建造双层保温墙等保温措施以保证人工湿地冬季正常运行。
(2) 人工湿地的启动与运行
在启动阶段,芦苇等植物栽种后即需充水。初期可将水位控制在地面下 25 mm 左右处。按设计流量运行 3 个月后,将水位降低至距床底 0.2 m 处,以促进芦苇等植物根系向深部发展。待根系深入到床底后,再将水位调节至地表下 0.2 m 处开始正常运行。进入稳定成熟阶段后,系统处于动态平衡,植物的生长仅随季节发生周期性变化,而年际间则处于相对稳定的状态,此时系统的处理效果充分发挥,运行稳定。人工湿地系统从启动到成熟一般需 1~2 年时间。对设计合理的人工湿地系统,在进水水质及水量变化不大时,一旦进入成熟期,系统可自流运行,无须任何动力设备,也无须更多的维护。湿地中的植物一般可于冬季干枯期定期收割。
(3) 清淤与通气设计
1)潜流人工湿地底部应设置清淤装置。
2)垂直潜流人工湿地内可设置通气管,同人工湿地底部的排水管相连接,并且与排水管道管径相同。
B.7 土地处理
B.7.1 一般要求
B.7.1.1 土地处理系统适用于有可供利用的、渗透性能良好的砂质土壤和河滩等场地条件的农村地区,其土地渗透性好,地下水位深(>1.5 m)。主要用于分散的居民点、休假村、疗养院等小规模污水处理,并同绿化相结合。土地处理技术主要包括慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流等处理技术。
B.7.1.2 慢速渗滤系统年水力负荷 0.5~5 m/a,土地渗透系数为 0.036~0.36 m/d,地面坡度小于 30%,土层深度大于 0.6 m,地下水位埋深大于 0.6 m;快速渗滤系统年水力负荷 5~120 m/a,土地渗透系数 0.45~0.6 m/d,地面坡度小于 15%,以防止污水下渗不足,土层厚大于 1.5 m,地下水位埋深大于 1.0 m;地表漫流系统年水力负荷 3~20 m/a,适用于土质渗透性差的黏土或亚黏土的地区,地面最佳坡度为 2%~8%。
B.7.1.3 土地处理设计时,应根据应用场地的土质条件进行土壤颗粒组成、土壤有机质含量调整等。
B.7.1.4 在集中供水水源防护带,含水层露头地区,裂隙性岩层和溶岩地区,不得使用土地处理系统。
B.7.2 主要设计内容
B.7.2.1 设计流程
设计内容主要包括场地选择、水力负荷设计、土壤填料结构和布局、布水系统和排水系统设计。具体设计程序见图 B.7-1。
B.7.2.2 场地选择
土地渗滤系统对场地的土壤条件也是具有一定要求的,具体如下:
土壤类型:最好是壤土、砂壤土等;
土层厚度:在 0.6 m 以上;
地面坡度:<15%;
土壤渗透率:0.15~5.0 cm/h;
地下水埋深:>1 m。
若土壤类型不符合要求,需对土壤进行改良以满足渗滤要求。
在回填土前应按设计在池底先铺 15 cm 的砂石层,以粗砂为主(可混入少量绿豆大的碎石),以防止土壤颗粒进入排水管道。
待回填土装完后,对整个池子要灌清水(淹水层厚度 15 cm 左右),让土层在重力作用下自然落实,此种操作进行 2~3 次,以防止土层未经压实而在土层中形成局部的短路影响其处理效果。
同时,这种方法也可检验分层回填土、压实等工序的施工质量,淹水压实要求池内土层回落厚度与设计高程相比较,其正负误差不能大于 3~5 cm。
B.7.2.3 水力负荷设计
(1)水力负荷
水力负荷的大小决定工程的占地面积和处理效果。水力负荷过小,占地面积大;水力负荷过大,污水在系统内停留时间短,影响污染物去除效率。
土地渗滤系统应以处理污水为主要目的,最大允许污水水力负荷率可用下式计算:
式中,
Lw—— 最大允许污水水力负荷率,cm/a;
ET—— 土壤水分蒸发损失率,cm/a;
Pw —— 最大允许渗透速率,cm/a,一般取土壤限制性渗透速率的 4%~10%;
Pr—— 降水量,cm/a。
实践表明,在保证没有土壤堵塞问题发生的前提下,基于 BOD5、磷和 SS 的负荷率都不会成为
水力负荷的限制因素,氮的去除率和负荷率通常是土地渗滤系统的限制设计参数,并决定系统所
需的土地面积。基于氮负荷的最大允许水力负荷率可用下式较精确地计算:
式中,
Lw(N)—— 基于氮负荷的最大允许污水水力负荷率,cm/a;
CP —— 渗滤出的水中氮的浓度,mg/L;
CN —— 进水的氮浓度,mg/L;
U —— 植物吸收的氮量,kg/(㎡·a);
f —— 投配污水中氮素的损失系数,投配污水为一级处理出水时 f 约为 0.8,二级处理出水时为 0.1~0.2。
根据国内外典型试验研究,地下土壤渗滤系统水力负荷为 20~80 m/a。
(2)水力负荷周期
为了提高系统对污水的处理效率,长期保持预期的出水水质和最大渗透速率,采用投配淹水与停水落干交替运行的方式。每完成一个投配与落干循环的时间为水力负荷周期。
水力负荷周期的确定需选用适宜的湿干比,即滤床投配淹水的时间和停水落干的时间比,以恢复和维持滤床的水力传导能力、有机物的生物降解能力和脱氮能力,落干期间土壤重新复氧,氧化分解被阻滞的固体有机物。根据国内外不同湿干比和配水时间组合试验,确定连续配水时间8~12 h,湿干比 0.2~0.125,运行周期 2~4.5 d 为最适运行方案。
B.7.2.4 进水水质要求
土地渗滤系统对生活污水浓度的要求是不严格的,它可以处理各种浓度的生活污水。
从各国的实用工程水质资料表明,土地渗滤系统的进水水质控制的最佳状态是:BOD5<200mg/L,TOC/BOD5<0.8。
B.7.2.5 构造设计
(1)面积计算
土地渗滤床的面积可根据渗透速率、所需处理的污水量而定。其计算式为:
式中,
A 实际所需的滤床面积,㎡;
Q —— 预计日处理污水量,m³;
T —— 滤床每天运转时间,min;
K —— 渗滤速率,cm/min;
I —— 水力梯度;
C —— 配水时间,d;
100—— 换算常数,cm/m。
滤池可采用方形和矩形,提高土地面积的使用率,可在滤池上种植经济作物。
(2)配、集水系统设计
(1)配水系统
土地渗滤池的进水采用自动液位浮球控制进水。为了使污水能够均匀分布,地下渗滤池的进水系统管道宜布置在地表以下 0.2~0.4 m,每根配水管道不宜长于 6 m,配水管道间距应在 1.5~2.0 m。配水管道应用尼龙网包裹,周围采用厚度为 100~200 mm、直径为 20~30 mm 的砾石形成保护层覆盖,并在下方用不透水的土工布将配水管道与土壤分隔,形成以配水管道为中心向两侧均匀布水,由毛细作用向上层土壤布水。
(2)集水系统
经过渗滤处理的出水从池底排出,为使排水顺畅,池底可修成 3%的坡底。集水管分布于渗滤池底部,集水管道应用尼龙网包裹,周围采用厚度为 100~200 mm、直径为 20~30 mm 的砾石形成保护层覆盖,均匀收集滤层的处理水。
(3)填料层设计
对于土地渗滤系统,土壤条件不适合时,可以采取措施对土壤渗透系数进行调整。
(1)基质材料选择
1)筛分:各种粒径级别的土壤颗粒按照一定的重量百分比率进行机械组合。
2)向土壤中适当添加介质材料,主要有砂料、草炭等。土壤是生物活性的接种剂;砂是保证填料具有通透能力的基本骨架;草炭是启动和维持生物活性的能源和物源。
3)当对土地渗滤系统有相应的脱氮除磷要求时,可向土壤中添加对氮磷有吸附性能的功能性材料。
(2)填料层结构和厚度设置
土地渗滤系统的填料层主要由植物种植土层、人工土层、砂滤层组成,植物种植土层主要为地表植物提供沃土,为植物生长提供环境,植物根系吸收污水中的营养元素,同时为人工土层表层复氧。植物种植土层厚度常为 30 cm。人工土层是污水处理的核心区,根据处理要求选择单层填制或分层填制。人工土层厚度常为 1.2~1.4 m。砂滤层主要起过滤作用,厚度常为 20 cm。填料层根据处理污水特点、地下水水位、地理地形条件选择填料层的总厚度。
(4)植物设计
土壤渗滤处理池上可种植适宜当地生产的耐水性作物、蔬菜或绿化植物。
(5)防渗设计
为保护地下水不受污染和影响,土地渗滤系统必须设置防渗层。当地下水水位低于土地渗滤系统的最低点时,土地渗滤系统的底部和池壁可考虑采用难以压缩的密实土,系统内由于渗透所导致的水位降落不得大于 2.5 mm/d。当地下水水位高于土地渗滤系统最低点或当地的密实土不能满足要求时,需另行采用衬底材料,包括沥青、混凝土、水泥或其他衬底。在实际工程中通常采用 120 mm 厚的 C25素混凝土来进行防渗。
B.7.2.6 附属设施与管理机制设计
(1) 冬季保温措施
冬季干旱寒冷,在设计时必须考虑保温措施,保证冬季处理运行效果。土地渗滤系统可设计双层布水管,底层布水管应设置在冻土层以下 0.2 m,应将布水管埋深在冬季土壤温度不低于 10℃的位置。冬季时开启。土地渗滤系统边墙可采取双墙保温结构,墙体中间可填充碎石、秸秆等。
(2) 其他
当土地渗滤系统出水不能达到执行标准时,需进行回流,回流比为 1∶1。
B.8 稳定塘
B.8.1 稳定塘适用于在干旱、半干旱地区,资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区。可考虑采用荒地、废地、劣质地,以及坑塘和洼地等建设稳定塘处理中低污染物浓度的生活污水。有湖、塘、洼地及闲置水面可供利用。选择类型以常规处理塘为宜,如好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘和生态塘等。曝气塘宜用于土地面积有限的场合。
1)好氧塘的深度较浅,一般在 0.5 m 左右,阳光能直接照射到塘底。塘内有许多藻类生长,释放出大量氧气,再加上大气的自然充氧作用,好氧塘的全部塘水都含有溶解氧。
2)兼性塘同时具有好氧区、缺氧区和厌氧区。它的深度比好氧塘大,通常在 1.2~1.5 m 之间。
3)厌氧塘的深度相比于兼性塘更大,一般在 2.0 m 以上。塘内一般不种植植物,也不存在供氧的藻类,全部塘水都处于厌氧状态,主要由厌氧微生物起净化作用。多用于高浓度污水的厌氧分解。
4)曝气塘的设计深度多在 2.0 m 以上,但与厌氧塘不同,曝气塘采用了机械装置曝气,使塘水有充足的氧气,主要由好氧微生物起净化作用。由于有高浓度的氧气,反应速率较快,污水所需要的停留时间较短,可用于净化较高污染物浓度的污水。
5)生态塘(深度处理塘)适用于进水污染物浓度低的深度处理,塘中可种植芦苇、茭白等水生植物,以提高污水处理能力。
B.8.2 稳定塘应采取必要的防渗处理,且与居民区之间设置卫生防护带。
B.8.3 厌氧塘表面负荷(BOD5)15~100 g/(㎡·d);兼性塘表面负荷(BOD5)3~10 g/(㎡·d);好氧塘表面负荷(BOD5)2~12 g/(㎡·d),总停留时间可采用 20~120 d;曝气塘表面负荷(BOD5)3~30 g/(㎡·d)。年平均温度高的地区采用高 BOD5 表面负荷,年平均温度低的地区采用低 BOD5 表面负荷。
B.8.4 稳定塘污泥的污泥蓄积量为 40~100 L/(a·人),应分格并联运行,轮换清除污泥。
B.8.5 稳定塘地址宜选饮用水水源下游;应妥善处理塘内污泥,污泥脱水宜采用污泥干化床自然风干;污泥作为农田肥料使用时,应符合 GB 4284 中的相关规定。
B.8.6 技术经济指标:
1)经济指标:与人工湿地类似,稳定塘的运行包括水生植物的种植、杂草的去除和沉积物的挖掘等,一般运行费用不高于 0.1 元/m³,但如果是曝气塘等需要动力设备的话,应计算动力设备的电费和折旧费。
2)处理效果:稳定塘处理效果如表 B.8-1。
3)造价指标:稳定塘修建的主要成本是塘体的挖掘和防渗处理。在好氧塘和生态塘中种植一些观赏性水生植物会增加一些费用。为了减少成本,可以在地势低洼的地方进行修建,也可对农村原有的蓄水塘进行改建而成,挖掘时也宜采用机械作业以减少成本。如果土壤的入渗率较低,也可以采用就地夯实的办法作防渗。稳定塘投资造价约 100~150 元/㎡。
B.9 污水一体化处理
B.9.1 一般要求
B.9.1.1 适合用于处理中小水量、水质波动小的生活污水。适用于住宅小区、村庄、村镇、办公楼、宾馆、饭店、疗养院、机关、部队、高速公路、铁路、工厂、矿山、旅游景区等生活污水和与之类似的屠宰、水产品加工、食品等中小型规模工业有机废水的处理和回用。处理工艺主要
是厌氧工艺、A/O 工艺、MBR 工艺、多级 A/O 工艺等。对于较高的水质要求时,可将小型污水处理
装置出水采用自然生物技术进行进一步处理。
B.9.1.2 小型污水处理装置又称净化槽或地埋式处理装置,分为厌氧、好氧处理装置。
B.9.1.3 厌氧生物处理装置(或称厌氧生物膜池、无动力地埋式污水处理设施等)处理效率较低,可用于农村生活污水的预处理。填料装填高度不宜小于池深的 2/3;水力停留时间宜取 2 d~5 d,排泥间隔时间约为 3 个月至 12 个月;应采取防渗、防臭和防爆措施。
B.9.1.4 好氧生物处理装置(或称有动力地埋式污水处理设施),宜使用接触氧化、SBR 等工艺,工艺参数选取应符合本规范相关条款的规定。
B.9.1.5 小型污水处理设备材质可选钢筋混凝土结构、玻璃钢以及钢结构等。选用钢结构反应器需做好防腐工作,其使用寿命应该保证在 15 年以上。
B.9.2 主要设计内容
B.9.2.1 预处理
若有化粪池、沼气池等已建成的相关设施可以作为预沉淀处理单元,已建池体的结构应满足防水防渗要求;在无化粪池和沼气池设施的情况下应设置在一体化设施内。对于地埋式设施的防水、防腐、防渗漏和满足结构安全等要求的规定。
B.9.2.2 材质
可采用玻璃钢、增强型复合材料等材质,一体化小型设施的池壁应达到表 B.9-2 的要求。一体化污水处理设备可选择碳钢、玻璃钢、不锈钢、增强型复合材料作为设备的外壳。
(1)碳钢材质的污水处理设备造价相对便宜,设备的硬度较大,不宜变形,然而碳钢设备的耐腐蚀性较差,在不做防腐处理的情况下 3~5 年就可能损坏。即便涂上防腐保护层也很难保证设备长久使用。设备重量一般较重,运输不便。
(2)玻璃钢污水处理设备采用树脂和玻璃纤维布加工制作而成,耐酸、耐碱、质轻而硬,不导电,可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺的特点。抗老化性等优良特性、使用寿命长达 30 年以上。是农村污水处理项目的主流选择,也被广泛用于农家乐、景区、服务区或一些零星生活污水处理。
(3)不锈钢污水处理设备的亮点是耐腐蚀耐生锈,且焊接型良好;不锈钢的缺点也很明显,价格比较昂贵。价格随着钢板的厚度增加而递增。过薄的钢板容易变形。材料的选择需要根据污水水质及排放量以及项目预算来确定。
B.9.2.3 基础设施建设投资
B.9.2.4 运行费用
小型一体化装置运行费用为 0.1~0.8 元/吨水。
B.9.2.5 运行维护要求
农村污水处理一体化设施一般包括多个工艺处理环节,如调节池,厌氧池,兼氧池,好氧池,沉淀池以及清水池等。处理终端根据现场环境需要,可设置动力设备,包括水泵,气泵等。提升泵可根据集水池内液位开关控制。当水位高时开启提升泵,当液位低时停止提升泵;气泵在每天的设定时间段运行,其余时间停止;污泥泵间隔一段时间运行一段时间。水量会由流量计进行计量然后把数据传给控制器,服务器会对现场设备进行数据采集监测在有问题后作出报警处理。
(1)远程数据传输
监控一体机包括远程数据通信模块,通信模块将采集或控制指令通过 GPRS 或者以太网的方式与平台进行双向通信。监控一体机将采集的数据传输到中心平台,同时,接收中心平台的指令进行现场处理。
(2)气泵水泵控制和运行状态监测(动力设备运行状态监测传感器)
监控一体机对站点水泵、气泵等动力设备进行启停控制,可以设置动力设备的运行策略,定义时段运行时间,或者暂时关闭某个设备。也可以安装运行状态监测传感器检测动力设备的运行真实情况。可以实时监测站点内现有水泵和风机的开启与关闭状态。
(3)浮球/液位计/水浸传感器
可以在设施的池子里,安装高低位浮球或者液位计或水浸传感器,监测液位情况,监控一体机采集这些数据,并根据指令作为依据,或者进行水位超高报警。
(4)水流量监测(水流量计)
在设施的出、入口部署工业级流量计,并将其与监控一体机相连接,能够监测流量和流速。流量计防护等级为 IP67 及以上。
(5)水质监测(在线水质监测仪)
根据需要,可在部分的出水口部署在线水质监测仪,并将其与监控一体机相连接,可实时监测出水口的氨氮、COD、总磷、pH 等水质数据。特别是在调试和紧急处理站点过程中,可根据需要临时加装 DO 或相关水质监测仪,整体控制站点的工艺运行情况,为站点达标调试参考,保证最大程度的污染物去除率。
(6)电耗信息
站点能耗是站点运行的主要指标之一,站点监测包括电表或用电功率信息,这样可以直观的了解站点运行状况之一,可以在中心平台形成电耗,流量,工况报表,对站点运维提供参考。
(7)运维考勤
监控一体机可以自动感应电子工牌,巡维人员携带 RF 电子工牌,当人员到达现场时,可以进行自动感应考勤,记录到达和离开时间。
(8)自动报警
当站点的环保设备停止工作或者出现异常状况,比如:气泵、水泵等设备不正常工作,水流量异常等情况,监控一体机出发报警,同时会给对应运维人员移动终端 APP 发送告警信息。运维人员可以通过移动客户端接收告警,并处理与提交解除告警。告警包括:
设备故障告警:一旦设备产生过载,可以生成报警,并停止设备运行,确保设备寿命。
水位超高报警:一旦水位超过警戒线,产生报警。
设备断电告警:一旦设备断电,监控一体机传输模块内置的超大电容将利用电容电量,上传
断电告警信息,让中心知道设备停止运行的原因。
设备断线告警:断线的原因可能多种多样,例如 SIM 流量用完等,一旦设备断线,直接生成告警,提示解决。
设备 24h 运行告警:提升泵 24h 运行,往往意味着终端可能出现问题,例如泵损坏,管道损坏等。
设备 24h 不运行告警:如果设备 24h 不运行,也可能意味着终端问题,比如没有水进入。
24h 流量超高告警:24h 内流量超过设计 t 位若干倍,产生告警。
水质监测超高或超低告警:水质监测在线数据一旦超过限制阀位,即产生告警。
电控箱非法打开报警:一旦电控箱在没有电子工牌的情况下打开,视为非法打开,产生告警。
其它告警:其它异常情况告警。
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