湿地公园设计方案

1 .总论1. 1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30000m3 / d建设总用地面积：68万m2(其中集中净化区18. 5万m2)工程服务期限：20年1. 2编制依据(1)城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)；地表水环境质量标准(GB3838-2002)；中华人民共国水污染防治法(修正)1996. 5. 15；(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1 / 1000地形图；1. 3编制原则与编制范围1.3.1编制原则优化处理工艺方案对其投资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；(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。1.3.2编制范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1. 4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，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。1. 5主要技术经济指标表1. 1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3000 / m2d0. 2794运数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9090. 329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2. 1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 30000m3 / d,处理后作为南畲朗景观用水的补水。2. 2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的要求，执行地表水环境质量标准 （GB3838-2002）中的W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(mg / L)指标COD crBOD5nh3-nTNTP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W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3. 1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，河水水质执行地表水环境质量标准(GB3838 2002)中的W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，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。3. 2处理工艺简述3.2.1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%。3.2.2接触氧化池=1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。3.2.3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（W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。3.2.4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。如表3 3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0. 4元0. 5元，湿地运行费用一般为0. 150. 3 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 / 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)111类水质标准。处理规模为30000m3 / d。 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，2001 “洪湖 人工湿地系统二期工程” (4000m3 /夭)于2004年2月建成。洪湖三 期工程设计处理规模为400m3 / d，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l1000m3 / d，人工湖景观娱乐用水循环10000m3 / d，附近河水补水(劣V类)1000m3/d；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。3.2.5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。3.2.6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。3.3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。3.3.1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，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解，出水 再排放至南畲朗。方案一见如下工艺流程图。图3. 1方案一工艺流程图3.3.2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3.3.3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3.3.4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+湿地力 二二 厌氧+兼氧+接触 氧化+湿地力案三厌氧+兼氧+接触氧化+混凝沉淀+快渗粗格栅格栅净距20mm 过栅流速：0.9m / s同左同左细格栅格栅净距5mm 过栅流速：0.7m / s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0.279m2/md同左人工快渗水力负荷0.615m3 / m2 d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三种方案的主要设备及构筑物比较见表3. 5。表35三种方案主要设备及建构筑物比较方案一方案二力案三粗格栅粗格栅1套同左同左细格栅GSHZ 1 000同转机械格 栅格栅间5X1. 2X3. 5m同左同左提升泵池尺寸 8x6x5.0mWQK400-6 1 5型泵4台同左同左水解酸化池有效容积6300m3同左同左接触氧化池有效容积2250m3同左同左沉淀池尺寸24X3.5m人工湿地占地 107707m2同左人工快渗占地 107707m2污泥浓缩池尺寸 9X9X5.5m同左同左污泥脱水房54m2同左同左3）技术经济比较三种方案的技术经济比较见表3. 6。表36三种方案技术经济比较表方案一方案一万案三装机容量（Kw）250250292. 25运行容量（Kw）218218220. 75工程投资（无备用电源）9090. 3276508200单位处理成本（兀/ m3）0. 5190. 450. 624）方案优缺点比较三个方案的主要优缺点比较见表3. 7。表37三种方案优缺点比较方案优点缺点投资与运行成 本方案一厌氧+兼氧+接触氧化+沉淀+湿地采用沉淀池，去除了部分的 SS和可沉性COD,对总磷 处理有保证，防止雨季SS 对湿地堵塞。适应水量水质变化。投资省，运行费少。便于管理。环境影响小，景观良好。减轻后期湿地处理负荷。1. 流程较长。2. 需处理污泥。基建费用9090.32 万元，运行成本0. 519 元/m3方案一厌氧+兼氧+接触氧化+湿地适应水量水质变化。投资省，运行费少。流程简单，便于管理 环境影响小，景观良好。1.除磷能力随着时 间的延长，去除速率 会有所降低，进水磷 浓度高时不能保证 稳定的除磷效果。2.湿地易堵。基建费用7650 万元，运行成 本0. 45元/ m3万案三厌氧+兼氧+接触氧化+混凝沉淀+快渗前期运行效果较好应水量和水质变化。 投资省，运行费少。 流程简单，便于管理。1. 除磷能力随着时 间的延长，去除速率 会有所降低，进水磷浓度高时不能保证 稳定的除磷效果。2. 缺少植物作用， 其去除复杂污染物 和难降解污染物的基建费用8200 万元，运行成 本0. 62元/ m3能力比湿地弱，极易 堵。3.环境效益和景观 效果不及湿地。过以上比较可以看出，以上方案出水水质近期均能满足出水排放水体的水质要求。方案一，增加了沉淀，对于后期湿地处理负荷有所 减轻，而且保证了水质，日常运行管理简单，环境影响小，景观良好， 湿地除磷效果具有稳定性，能保证出水总磷的效果;方案二流程简单， 管理方便，日常运行费用较低，环境影响小，景观良好，但湿地的除 磷存在不稳定性，不能保证出水总磷的效果，且湿地易堵；方案三只 能保证近期的运行效果，远期水质不能保证，且极易堵塞。基于上述 比较和分析，考虑处理工程的成熟性、丰富的管理经验和成功的运行 经验，结合出水水质和除污综合能力等因素，本设计推荐采用方案一。3.4污泥处理方案3.4.1污泥处理方案比较污水处理厂的污水生物处理过程中要产生一定量的污泥，该部分 污泥中含有一定量的有机物，如果处置不当再进入水体，还将消耗水 体中的溶解氧，造成二次污染。因此，污泥处理是本工程的重要内容 之一。城市污水厂的污泥处理一般有两种形式，一是先消化再浓缩脱 水，二是直接浓缩脱水。污泥消化又有好氧消化和厌氧消化二种方式， 好氧消化因要消耗大量能源，较少采用。较小规模的污水厂，因污泥 量少，建设污泥消化设施需增加大量投资，产生的沼气难以利用，一 般均采用直接浓缩脱水。表38不同污泥浓缩和脱水方法及效果表脱水方法脱水装置脱水后含水率优点缺点浓缩法重力浓缩9597设施少，管理 简单污泥脱水效果差气浮浓缩9496含水率低于 重力浓缩配套设施多，管理麻烦。运行费用高。离心浓缩9497自然干化法自然干化场7080管理简单投资省脱水效率低劳动强度较大，需要人工清理占地大卫生环境差机械脱水真空吸滤法真空转鼓机6080脱水效果好脱水效率高占地小恶臭环境影响小管理麻烦，运行费 用较高压滤法板框压滤机4580滚带压滤法带式压滤机7886离心法离心机8085本工程规模较大，产生污泥量较多，且污泥性能较稳定，拟采用 直接重力浓缩然后再机械脱水方法处理，经带式压滤机处理后的干泥 送至厂外处置。3.4.2污泥处置方式脱水后的污泥送至厂外处置，处置的途径可由以下几个方面选择：1）送至城市垃圾填埋场和城市垃圾一起进行填埋。这种处置方法较 常用，但需和市容等部门协商；2）建设污水厂专用的污泥堆放场地。选择距离适中、周围居民较少 的闲置凹地作为污泥堆放场地，但容易造成二次污染；3）用作城市绿化用肥或农田用肥，需经有关部门进行污泥成份分析， 确认对植物无害后方可进行；本工程产生的污泥经机械脱水后外送处理。3.5选定方案设计3.5.1工艺流程本河水收集工程采用水力自控翻板闸门截留东引河水，并采用管 道引至本湿地处理工程的进水格栅问。闸门规格高2米，宽5米，采 用六台，重24T，截流管径DN700，采用钢管。污水经格栅拦污后自 流至水解酸化池，将大分子有机物分解成便于氧化处理的小分子有机 物，使过程处于产酸阶段，去除部分有机物，并同时进行反硝化反应； 出水后经提升进入接触氧化池。在接触氧化池内通过填料上的微生物 进一步去除有机物，同时在鼓风机供氧的作用下，填料上的好氧菌在 分解有机物的同时，能高效去除氨氮。接触氧化池出水自流入幅流沉 淀池，去除难以沉淀的胶体颗料，防止湿地填塞，确保处理系统的长 期稳定的良好出水效果。悬浮物等细小颗粒物将会被除去，经过沉淀 池后，出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，此时河水中的各种污染物都得到相当 程度的降解，最后由排水沟排入南畲朗排渠。工艺流程见下图图34工艺流程图3.5.2工艺设计参1）水力自控翻板闸型号规格：HXW=2X5m数 量：6门2）格栅间进口处粗格栅1套，格栅间隙20ram，尺寸2mXl.5m；细格栅：GSHZ1000机械格栅，设备宽度1000mm，b=5mm，排 渣高度800mm，功率=1.5kw，土建尺寸5mX1.2mX2.5m，采用钢 筋混凝十结构；3）水解酸化池总占地1400m2，分4座，350m3 /座，尺寸25X14X5.0m,有效水深4.5m，采用钢筋混凝土结构；有效停留时间：5.0h；有效总容积：6300m3；4）提升泵池泵池停留l0min，占地48m2，土建尺寸8mX6mX5m，有效水深4.5m；潜水提升泵4台，3用l备；提升泵型号 WOK400-6-15，流量Q=400m3/h，扬程H=6m，功率15kw；5）接触氧化池总占地500m2，分2座，250m2/座，尺寸25 X 10 X 5.0m，有效 水深4.5m，采用钢筋混凝土结构；有效总容积2250m3；有效接触容积1300m3；有效停留时间1h,气水比6： 1；选用罗茨鼓风机4台，型号JAS190,电机功率55kw；鼓风量 43.2m3 / min, 3 用 1 备，转速 1350r / min；BOD 容积负荷为：200gBOD5 / m3 d。生物接触池内设复合高效微生物填料9000m2；池底设微孔曝气管道系统。6）幅流沉淀池辐流式沉淀池分2座，每座直径D=24m，有效水深3.0m, 土建尺寸为巾24mX3.5m；有效容积：表面负荷1.4m3 / （m2 h）；7）人工湿地湿地占地面积10.7707万m2，分成4组，共分45块，每块大约17003500 平方米；布水负荷0.28m3 / m2 d；采用间歇运行方式，利用电动阀门控制，4组轮流运行，每组运行时间根据现场调试情况确定；植物种植：花叶芦荻、美人焦、风车草、富贵竹、水葱、再力花等湿地植物，可以种植鱼类食用的青草及管理员食用的蔬菜。8）污泥浓缩池占地81m2，1座，土建尺寸9mX9mX4.5m，泥斗倾角55度；有效水深4.0m，污泥固体负荷30kg / m2 d；停留时间32h，浓缩池上清液排至湿地处理;选用40Lwl2151.5型污泥泵2台，一用一备，H=15m，功率1.5Kw；污泥提升至带式压滤机房进行处理。9）消毒系统设计采用Trojan UV3000plus紫外消毒系统，安装在景观出水塘的出口处。10）带式压滤机房占地54m2，土建尺寸9mX6mX4m每天处理浓缩池含水率98%的污泥245m3 ；选用IKLDW 一 2500污泥脱水机，处理量408kg ds / hr，功率 4.79kw。11）设备与管理用房占地108m2，包鼓风机室、配电室、仓库、变压器室和控制室。12）综合用房建筑面积480m2，分两层，每层240 m2，尺寸30X8m，3.5.3主要构筑物表3-8主要构筑物及设备一览表序号构筑物名称型号尺寸数量单位备注l翻板闸门2X5m6门2粗格栅2 X 1.5m，格栅间隙20mm1台进水口3超声波流量计1台4机械细格栅GSHZ1000机械格栅间隙5mm, 1.5kw1台5格栅间5 X 1.2 X 2.5m，栅前水深 lm1座砼6水解酸化池25 X 14 X 5.0m，有效水深 4.5m4座砼7提升泵池8X6X5.0m，有效水深 4.5ml座砼8提升泵Q=400m3 / h, H=6m，15KW4台3用1备9接触氧化池25X10X5.0m 有效水深 4.5m2座半地上10罗茨鼓风机鼓风量43.2m3 / min，功率55kw4台3用1备11辐流沉淀池由6 24 X 3.5m，有效容积1356m32座砼12人工湿地107707m2景观13浓缩池9X9X4.5m，有效水深4m2座砼14污泥泵1.5，功率 1.5KW2台1用1备15污泥脱水房9X6X4m，占地 54m。1座16带式压滤机IK-LDW-2500 功率 4.79kw套17紫外消毒器Trojan1套消毒用18PLC自动系统1套19机房22.7X4.7m，占地 108m2l座20综合用房308m，分两层，总占地480m2l座21皮卡1辆225t东风卡车1辆3.5.4各处理工艺单元的去除率各处理工艺单元的去除率见下表3. 10。表310各处理工艺单元去除率指标CODcrBOD5NH3NTNTP水水质1203417183水解酸化池出水8425.516.1593.16分项去除率30%25%5%50%5%接触池出水46.2106.468.13分项去除率45%60%60%10%5%幅流沉淀池出水36.9685.496.90.9分项去除率20%20%15%15%70%人工湿地出水22.174.81.371.380.27分项去除率40%40%75%80%70%设计出水水质3061. 51. 50. 3地表水W类3061. 51. 50. 3总去除效率81.2%85.8%91. 9%92%91%4. 总平面与景观设计4. 1总平面布置厂区总体布局首先满足本工程的生产工艺流程要求，使其更加优 化、合理、高效、节能，同时结合湿地工艺的特点进行合理布局。前 处理系统和湿地园区分开布置，前处理系统布设于场区东北面，靠近 东引河引水处，湿地园内布设于场区西南面，其它详见景观设计。4. 2景观设计4.2.1设计依据(1) 东莞城市总体规划(2) 东莞生态园水系总体规划(3) 东莞市志(4) 公园设计规范CJJ4892；(5) 国家现行的有关法规和规范。(6) 有关部门提供的地形图及相关资料4.2.2设计原则(1) 功能与景观相结合的原则人工湿地系统作为人造的高效的污水处理系统，其功能性是景观 设计的首要前提，在满足其功能性要求的同时，改变传统梯田式布局， 采用流畅的线条组织各个人工湿地单元，在较大尺度空间中产生艺术 性的美感。同时局部设计景观细节提高地区景观品质。(2) 科学性原则对于人工湿地景观而言，在重视景现形式的同时，首先要注重它 作为个生态系统的功能。湿地是个运动着而非静止的生态系统，这个 系统包括了水文、生物地球化学、生态系统动态及物种适应等系列复 杂的物理、化学、生物过程。因此要建立一个具有自我组织、自我维 持以及自我设计能力的人工湿地生态系统就必须要尊重湿地的生态 过程。在对人工湿地进行景观设计的过程中，依据城市污水特点，科 学的进行植物种类选择及配置。(3) 生态性原则景观设计中遵循环境及经济的生态性原则。一方面尽可能保留原 场地中面积较大的湿地及水体，保持生态系统的完整性及多样性；另 一方面对系统内部的产物回收利用并进行景观的再创造，以较低的能 量输入维持系统最佳平衡状态。片区造景中以植被、水面为主，形成 区域范围内良好景观。(4) 特色性原则园区景观的设计应在空间布局、植物选择、农作方式等方面适应 这一场所特性，突显岭南特色。(5) 开放性原则作为城市绿地开放，为城乡居民提供休闲场所。(6) 综合性原则集污水处理、休闲广场、青少年科普、老年服务、文化设施和生 态休闲设施为一体，综合考虑及开发。(7) 主题性原则该人工湿地以城市污水处理为主，兼具景观展示公园游憩及科普 教育功能。注重园区功能多元化的实现，突破国内现有的污水处理人 工湿地纯功能性、弱景观设计、弱休闲旅游功能的现状。对湿地在优 先保证生态工程质量的情况下进行主题性景观设计，使游客获得增知 及休闲体验。4.2.通过明确的蓝线、绿线及网格状流线组织，完善的功能构成，方 便齐全的服务设施配备，寓教于乐的游艺设施项目设置，既满足湿地 环境配套建设，又能满足市民休闲娱乐需求，同时增加片区活动空间， 面向周边居民，促进地方休闲经济的发展。4.2.4设计理念(1) 自然美学景观塑造中，保持自然线形，强调植物造景，运用天然材料，创 造自然生趣，鼓励平易质朴、追求亲切宜人的尺度。(2) 尊重场地现状通过对地形图的解读及现状场地踏勘，寻找现状场地中可保留的 价值性景观及历史要素，在设计用进行保留，融入公园景观设计当中。(3) 科教旅游功能通过湿地净化水质展现水由污到清的转化过程，表达生态治污思 想。通过展板、标牌及现场介绍宣传来体现其教育及示范意义。4.2.5景观设计构思(1)景观构思下沙湿地以“水的重生”为主题，以科教展示为主要目的，回归 人工湿地功能性结构，模仿莞草编织物机理特征进行道路及水渠组 织。该片区偏重于科普参观功能的实现。在景观设计的形式上，采用 方格式布局中规中矩，与燕岭湿地形成对比，网格状的设计平面酷似 东莞特色乡土植物一莞草的编织机理。(2)具体设计部分单元中设计高出地面的方形“箱体，四壁为透明材质，使 参观者可以看到人工湿地的内部结构，同时配以讲解牌进行文字性说 明。除此之外还设计部分高出地面的箱体、锥体或柱体，四壁以钢网 围和，中部填放处理过的收割物，形成地标型景观物。基地中心设计 景观浮岛，周围围绕水系，通过双侧栈道可以进入，此处地势较高， 形成片区内较好的观景平台。基地两侧排水口处设计多个人工浮岛， 形成群岛景观，作为人工湿地至自然湿地的过渡性景观。4.2.6种植设计(1)种植设计的原则 “改地适树与“适地适树”相结合的原则在植物滤床，要“改 地适树”，改用人工基质，增加吸附性，以及更好地适应植物生长。原有的立地条件上的植物种植仍坚持“适地适树”的原则，选择适应 当地立地条件的植物种类，大量应用在当地生长较好的植物种类作为 骨干树种，如：黄槿、南洋楹、木麻黄、蒲葵、落羽杉、竹子等。 突出地域文化特色，建立具有当地特色的湿地植物景观场地保 留了珠江三角洲著名的“桑基鱼塘”机理，利用其机理，配以乡土植 物，打造“树基花田”。“莞草”，莎草科的短叶茳芏，又名咸水草， 耐碱性强，是很好的湿地植物，其茎可作为编制材料，早在1 300多 年前的唐代就在当地大面积种植，用来编制草席、草帽以及手工艺品， 就连“东莞”的地名也是来源于莞草。“莞草”承载着东莞深厚的历 史文化内涵，如今又在污水净化方面发挥着新的作用。 通过增加植物种类的丰富度，来增加生物多样性种植能招蜂引 蝶的花色艳丽的植物，能吸引鸟类的浆果类植物、便于鸟类栖息的高 大植物以及为鸟类藏身的灌木丛。如：朴树、海南蒲桃、红果仔、筋 竹、青皮竹等。增加植物种类的多样性和丰富度，营造植物群落结构， 创造出多样化的生境，招引各种昆虫、鸟类、鱼类和小兽类，构建生 态结构的完整性，并形成景观的多样性。(2) 植物景观分区作为科教展示功能为主的下沙湿地，湿地植物种类尽可能的丰 富。除了种植床中选用风车草、芦苇、莞草、花叶芦荻、再力花、香 根草、纸莎草、美人蕉、香蒲、千屈菜、灯心草、意苡、茭草、水葱、 蒲苇、梭鱼草、鸭舌草、雨久花、黄菖蒲、燕子花、溪荪、慈菇等挺 水植物之外，还选用了睡莲、荇菜、芡实、萍蓬草等浮水植物，大藻、 菱、浮萍等漂浮植物。4.2.7道路设计道路分级：四级道路一级园路：六米宽，混凝土及沥青路面为主，为贯穿园区的主要 车行路线；二级园路：3米宽、机刨砂岩、砖、水泥砖、次干道；三级园路：2米宽、砖砾石、彩色沥青、石子拼花、草坪砖、鹅 卵石、小道；四级园路：1米宽、田间步道、小道；广场铺石：青石铺地、广场砖或透水砖。道路结构：一级园路：下沙湿地形成方格式内行环线；二级园路：连接性道路，形成连接主干道的捷径道路；消防通道：一级园路两侧保证净宽可达4.5米，兼作消防及应急 通道。4.2.8服务设施设计游园中布置生态厕所，移动式小卖亭，广场区域设计休息椅，垃 圾桶及电话亭，道路单侧或双侧依据道路等级及照明需求设计相应照 明灯具，如路灯、园灯及地灯等等。园区入口及功能性建筑周边设计少量停车位满足游客及工程车 辆需要。4.2.9电气设计园灯线路控制设在道路单侧或靠近相关构筑物。草坪灯可以设地面灯。园灯高度在3米左右。高压10 KV线路由湿地公园外，埋深1. 6M引入。(1) 可在基地中设计阵列排布景观型风车，作为景观地标物。(2) 对于燕岭湿地草垛的位置及形式由景观设计师进行实地选定及设 计。(3) 对于设计中保留田地及鱼塘个体由景观设计师进行实地选定。5. 环境保护5. 1本工程对环境的贡献东莞生态园下沙湿地工程本身是一项重要的环境保护措施，如何 防止二次污染的环境保护工作尤其重要。本工程产生的主要污染物和 废弃物及其处理措施为：场内新增排放的生活污水(1m3 / d)通过化粪 池处理后进入人工湿地污水处理系统一并处理。整个工程只有鼓风机 产生噪声，通过消声与隔声处理，达到厂界噪声二级标准，不会对外 界产生影响。泥饼外送垃圾填埋场处理，不会产生二次污染；收割的 植物可晒干后送生活垃圾焚烧厂焚烧或直接送填埋场填埋，也可作堆 肥综合利用；栅渣送往生活垃圾填埋场处理，栅渣量很小，不会对环 境产生影响。本工程建成运行后将大量削减东引河水体的污染物质， 保护水环境。处理规模为30000m3 / d，每年可削减污染物量为： CODc，893.52 吨，BOD5298.93 吨，NH3. N1 67.53 吨，TP7.3 吨， 这对东引河水质改善起到一定的作用。5. 2本工程对环境可能的影响1) 施工期对环境的影响：施工期问，开挖量较大，对地表土扰动大， 会产生一些软散性的渣土，遇雨时会造成一定的水土流失，对水体 产生一定程度的污染，另外，现场施工人员每天将产生少量生活污 水，因排放量有限，对水体不会产生严重污染。施工材料的装卸和 运输，混凝土泥砂浆的配制等过程均会产生一定的粉末，施工场地 道路、砂石堆场遇风亦会扬尘，对周围大气环境产生一些影响。此 夕卜，施工机械和运输车辆对周围环境也会产生一定的噪声影响。2）运行期对大气和噪声环境的影响：需进行环境影响评价。3）固体废弃物的影响：工程建成后，每天会产生含水率约80%的干 污泥3.695吨，如果处置不当将会造成水体的二次污染。5. 3水环境1）建议下沙湿地工程管理部门与环保部门协作，进一部加强工业污 染源的监督管理，使排的污水能达到国家标准，以保证下沙湿地工 程的正常运行，达到设计水质。2）加强污水处理的运行管理，定期维护设备，设计中考虑双电源供 电，尽可能避免污水处理厂的事故排放。3）施工期尽量避免雨季开挖以及开挖的土方及时运出，以减少水土 流失造成的水环境污染。5. 4噪声1）加大厂区的绿化面积，减少厂区噪声对周围环境的影响。2）选用噪声较小的设备，如水泵选用潜水泵。3）露天电机加设防护罩以减少噪声。4）室内噪声控制按工业企业噪声控制设计规范的有关规定执行。5. 5大气环境影响本项目大气污染物主要是污水预处理过程中产生的少量恶臭气体。由于本项目采用生化反应前处理工艺，污水的暴露面积相对较小， 而且随着污水COD浓度减小，臭味也会减轻，污泥干化后外运，减 少了恶臭物质的扩散。另外，湿地植物及污泥贮池周围的绿化植被均 可吸附臭味物质，进一步减少臭味强度与扩散范围，对周围环境空气 质量影响很小，故本项目不考虑