1、生活污水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类，其BOD5浓度约为：100250mgL之间，TN的浓度为1530mg/L。生活污水中含有多种微生物，新鲜生活污水中细菌总数在51055106个L之间，并含有多种病原体。生活污水中悬浮固体物质含量一般在200400mgL之间。由于生活污水中污染物以有机物为主，同时生活污水中还含有许多微生物，对有机污染物进行分解，因而生活污水是不稳定的、生物可降解的和易腐烂的，如果不经处理直接排放到环境中去会引起环境的污染。污染物平均浓度见下表。表-生活污水污染物平均浓度（单位：mg/L） 项 目类 别CODcrBOD5SSPH原污水
2、3003501002501.2.2处理工艺选择由于生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，所以 通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法。生活污水的处理方法从处理工艺上分有：厌氧生物处理和好氧生物处理。从处理方式上分：有集中处理和分散处理。集中处理的方法多采用好氧生物处理，运行可靠，处理效果好，但存在着基建投资大、动力消耗多、运行费用高、剩余污泥处理难等问题；分散处理方法大多数为厌氧生物处理，处理设施投资少、运行费用低，但相当一部分处理设施存在着处理效果不稳定、难以达到排放标准的问题。城市生活污水处理大多数采用集中活性污泥法处理，但这种方法不完全适宜农村。农村生活污水的处理应选用
3、投资少、运行管理方便费用低的小型分散式处理方法为主。经比较，选择人工湿地污水处理技术在农村最为合适。人工湿地污水处理技术“湿地”泛指暂时或长期覆盖水深不超过 2 米的低洼地、及低潮时水深不超过 6 米的沿海地区，包括各种咸水、淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。 人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作
4、用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地按水流方式可分为潜流湿地和漫流湿地。潜流湿地是在填料床表层面上栽种耐水、且根系发达的植物，污水经格栅池、沉淀池预处理后进入湿地床，以潜流方式流过滤料，污水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤，和被微生物与植物根营养吸收、分解使污水获得净化。漫流湿地（又称自由水面湿地）是污水进入湿地后，在湿地表面维持一定厚度水层，水流呈推流前进，形成一层地表水流，并从地表出流。污水中有机物经沉淀，根系拦截，吸附，吸收，分解而获净化的。按水流方向可将人工湿地又分为水平流湿地床和垂直流湿地床。垂直流湿地床的水流通过导流管或导流墙的引导，在湿地床内上下流动，多
5、个垂直流湿地床串联起来称之多级垂直流湿地。水平流湿地床的水流是按一定方向水平流动。在实际过程中有时将垂直流湿地床与水平流湿地床组合起来使用，这种湿地床称之组合式湿地床。垂直流湿地床较水平流湿地床负荷高。1.3.1特点 人工湿地有自由水面型（ FWS） 和潜流型（SFS）两类。由于潜流型人工湿地处理效果好、受气温影响相对较少、卫生条件好等原因而采用较多。潜流型人工湿地根据污水的流动方向又分成水平流和垂直流两种。前者对BOD5 、CODCr 、SS、重金属等污染物处理效果好,后者脱氮、除磷效果较好。人工湿地处理系统投资低,处理效果好,管理和维护简单,基本不用能源消耗,运行费用仅为常规处理的1/ 1
6、0 ,抗冲击性能强,适合广大农村地区、小城镇地区的污水处理。1.3.2 构造 下面重点介绍潜流型湿地。潜流式人工湿地构造由进水区、处理区、出水区三部分组成,并且底部应做好防渗层。垂直流人工湿地构造示意见图。图-垂直流人工湿地构造示意处理区为人工湿地工作区,为保证流程的长度和水流均匀,一般设计成上向流分格串联运行。每格中的基质采用砾石或卵石,颗粒由下而上递减,基质厚度取6080 cm。底层厚20 cm ,粒径4060mm ,为粗碎石层;中层厚30 cm ,粒径2040 mm ,为中碎石层;上层厚15 cm ,粒径1030 mm ,为细碎石层。进水区与集水区的布置应尽量保证布水和集水均匀,避免在池
7、内形成死水区和短流。人工湿地的防渗层很重要,应保证污水处理过程中污水不向外渗漏,防止污水对地下水的污染和影响周围环境卫生。一般湿地应选在厚土层地区,厚土层上再设防渗层,防渗层可用粘土、膨胀土、沥青和油毡铺设,现在也有做高密度聚乙烯树脂塑料膜铺垫。人工湿地的植物品种对人工湿地的处理效果影响很大,所以湿地设计时应注意床内植物的选择和栽培。植物选择通常选择根系发达,根茎粗壮的植物;光合作用好、输氧机能强的植物;当然也应考虑到植物的经济价值和观赏性。人工湿地污水处理工艺采用生物接触氧化与人工湿地组合工艺对农村生活污水进行处理, 其工艺流程见图。图-农村污水处理工艺流程 农村生活污水经过细格栅去除漂浮物
8、和悬浮物后, 进入集水调节池以达到均衡原水水质水量的目的, 然后用污水泵提升至生物接触氧化池。生物接触氧化池内设置填料, 底部采用空气管曝气。已经充氧的污水浸没全部填料, 并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜, 污水与生物膜相接触的过程中, 水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜,随水流到沉淀池后被去除, 污水得到净化。经生物接触氧化处理后, 污水中大部分有机物得到了去除。沉淀池出水进入人工湿地处理, 进一步去除N、P 营养盐。采用潜流型人工湿地, 平面尺寸为1.8 m6.0 m, 床深为80 cm, 中间利用隔墙形成交替流, 人工湿地上栽种芦苇、菰米等
9、具有高效脱氮除磷功能的水生型植物。处理后的出水直接外排。人工湿地处理工艺设计2.1.1细格栅村里的污水多数为明渠收集，容易混入垃圾，因此在进水渠中设置了格栅。栅条断面形状取圆形，细格栅计算结果如下：（1）格栅的间隙数量式中n格栅栅条间隙数（个）；Q设计进水流量（m3/s），Q0=80.1 m3/d，由于实际进水流量很小，对后续处理带来不便，且对集水调节池后面的泵站造成不必要的电力浪费，因此规定每天进水时间为4小时，即Q= m3/s；格栅倾角（o），=60o；b格栅栅条间隙（m），b=10mm=0.01m；h格栅栅前水深（m），h=；v格栅过栅流速（m/s），v=0.6m/s。（2）格栅槽总宽度
10、式中B格栅槽总宽度（m）；S每根格栅栅条的宽度（m），B=20mm（3）进水渠道渐宽部分的长度式中L1进水渠道渐宽部分的长度（m）；B1进水明渠宽度（m），B1=；1渐宽部分展开角度（o），一般采用10o30o ，取1=10o。（4）栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度L2= 0.5L1=（5）通过格栅的水头损失：式中h1过栅水头损失（m）；格栅条的阻力系数，查表得圆形栅条的=；k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3（6）栅后槽总高度H= h+ h1+ h2式中H栅后槽总高度（m）；h2栅前渠道超高（m），一般采用0.5m，取0.3m。H= h+ h1+ h2=+=（7）格栅总长度式
11、中L格栅总长度（m）；H1格栅明渠深度（m）；H1=h+ h2 =+=（8）每日栅渣量在格栅间隙为10mm的情况下，设栅渣量为0.1m3/103 m3污水，则栅渣量为0.2 m3/d，宜采用手动清渣。2.1.2集水调节池计算公式WT=tQTQ在T时段内废水的平均流量 m3/hT时段 h取T= W=3600=201.6m3调节池尺寸有效水深取2m 池面积为101m2池宽取5m 池长为21m集水调节池简图2.1.3生物接触氧化池生物接触氧化池进水BOD5浓度为200/L，污水在池内停留时间约为3h，池内溶解氧浓度3mg/L,曝气装置供气量按汽水比15：1。活性污泥浓度Xv一般采用20004000m
12、g/L，设计中取Xv=3500 mg/L，填料总高度一般取3m，采用硬填料时应分层装填，每层高1m;每隔生物接触氧化池面积不宜大于25，以保证布水、布气均匀。流污泥浓度式中Xr回流污泥浓度（mg/L）；SVI污泥指数，一般采用100；z系数，一般采用z=。污泥回流比 解得：r=64%式中r污泥回流比，r=64%；Xr平均回流污泥浓度（mg/L），Xr=f Xr =12000=9000 mg/L。TN去除率 解得混合液回流比R=100%。反应池总有效容积反应池主要尺寸有效水深h=3m,有效面积:S=V/hS=V/h=3=所以，反应池长4米，宽米。2.1.4沉淀池选择布水沉淀池，因为布水沉淀池一方
13、面起到初沉池的作用，使污水中粒径较小的无机和有机颗粒沉降下来；另一方面起到了调节水量和布水的作用。池内布水区采用矩形堰口，均匀布置，出水方向呈放射状，使污水能够更加均匀地流入湿地系统。沉淀池表面积Fq表面水力负荷，一般采用1.5 m3/ m2h，取q = m2h。沉淀池直径D 设计中直径取为D=，半径为 r=。二沉池有效水深h2t沉淀时间（h），一般采用，取为t=2h。径深比 满足其取值在612的要求。污泥部分所需容积沉淀池总高度h1沉淀池超高（m），一般采用0.5 m，取0.3m；h3缓冲层高度（m），一般采用0.3 m；h4沉淀池底部圆锥体高度（m），根据污泥部分的容积及二沉池污泥的特点，
14、采用机械刮吸泥机连续刮泥，池底坡度为i=，r1进水竖井半径（m），一般采用1.0m。h5沉淀池污泥区高度（m），V2沉淀池底部圆锥体容积（m3），2.1.5人工湿地有效面积F=Q/F=式中：F 湿地床有效面积（m2）；Q 污水排放量，m3/日；（或潜流湿地床面积负荷为0.6m3/m2日。水利滞留时间水利滞留时间是影响污染物去除效率和湿地水力学设计的重要参数，湿地设计大小的重要依据，在湿地面积确定后，床体深度和孔隙率将决定水力停留时间，其计算方式有：t1=L/（kJ）t2=Ahh/Q式中，t1 基于水力学的水力滞留时间;t2 基于BOD去除率的水力滞留时间（d）；L 子湿地中线弧长（m）；h为床体深度（m）;一般床体的深度为；k 渗流系数（m/d）；
