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湿地污水处理系统讲解
西安科技大学
环境工程生产实习报告
班级:
环境工程1001班
姓名:
尹婷婷
学号:
1009050109
2013年07月12日
1前言
实习内容简介:
本次生产实习为时4周,4月1日—4月12日在成都进行参观学习了成都活水公园污水处理示范工程、浣花溪湿地工程和凤凰二沟人工湿地污水治理工程,7月8日—7月19日撰写实习报告。
成都概况:
成都位于中国四川省中部,是四川省省会,中国副省级城市之一,成都位于四川盆地西部的岷江中游地段,境内海拔387-5364米,东界龙泉山脉,西靠邛崃山。
西部为纵贯南北的龙门山脉。
平原面积占36.4%,丘陵面积占30.4%,山区面积占33.2%。
平原地区西北高、东南低,平均坡降0.3%。
属亚热带湿润季风气候,四季分明,夏无酷暑,冬无严寒,年平均气温16.7℃。
年平均日照时数1071小时,年平均降雨量945.6毫米。
成都市区位于成都平原东部,平均海拔约500米。
成都平原是我国西南地区最大的平原。
气候成都属亚热带季风气候,具有春早、夏热、秋凉、冬暖的气候特点,年平均气温16摄氏度,年降雨量1000毫米左右。
成都气候的一个显著特点是多云雾,日照时间短。
成都气候的另一个显著特点是空气潮湿,因此,夏天虽然气温不高(最高温度一般不超过35摄氏度),却显得闷热;冬天气温平均在5摄氏度以上,但由于阴天多,空气潮,却显得很阴冷。
成都的雨水集中在7、8两个月,冬春两季干旱少雨,极少冰雪。
成都的地理位置和气候条件都决定了成都湿地处理污水的可行和成功。
湿地处理系统简介:
湿地处理工程,系指利用天然湿地条件,辅以必要的工程措施,使污水在土壤、植物、微生物、复合生态系统中,经物理、化学和生物的综合作用得以净化的处理工程。
根据对水质、底质和植被的不同要求,污水湿地处理工程,可分为人工湿地及天然湿地两种类型。
污水湿地处理工程的最大特点是高效、低价、省能耗。
与常规污水二级处理工程相比,基建投资仅相当于二级处理工程的1/2—1/3,运行费用仅为l/3—1/5,节省能源60%以上,污水处理效果达到或优于二级处理水平,尤其参N、P的去除效果更佳。
污水处理工程主要由预处理工程,输配水工程,田间工程与集排水工程组成。
根据处理工程所在区域的社会经济环境状况,预处理工程可采用常规的一级处理工程或利用坑塘洼淀改建为简易的一级处理工程.输配水工程主要有明渠和管道输配水两种类型,集排水工程有排水暗管、明渠或暗管与明渠相结合等三种形式。
暗管和明渠的埋深,依土壤渗透性能及工艺要求而异。
污水在流经人工湿地生态系统时,通过物理、化学及生化反应的三重作用得以净化。
(1)物理作用:
污水进入湿地,经过基质层及密集的植物茎叶和根系,使污水中的悬浮物颗粒得到过滤,并沉积在基质层中,这一过程也称作物理沉积。
(2)化学作用:
污水流经人工湿地时,经化学反应(化学沉淀、离子交换、氧化还原等)将水中污染物质得到削减、去除。
化学反应取决于所选择的基质类型,例如:
含CaCO3较多的石灰石有助于磷的去除;含有机物丰富的土壤有助于吸附各种污染物。
(3)生化作用:
生化反应是去除有机污染物的主要作用过程。
空气中的O2经过大型植物的叶、茎的传输到达根部,扩散到周围缺氧的底质中,形成了氧化的微环境,刺激好氧微生物,加快对有机物质的分解;有助于硝化细菌的生长,可降低废水中的BOD,并将NH3-N转化为NO2-、NO3-。
在缺氧的环境中,经过扩散和渗滤作用,受到反硝化茵的转化之后,以N2和N2O的形式从系统中消失。
2生产实习的目的、任务和意义
2.1实习的目的与任务
生产实习是在专业基础课及专业课学习的基础上,进一步了解所学专业基础知识和技能。
在老师的带领和指导下,了解和学习湿地处理污水的机理、过程以及湿地的发展前景。
重点收集成都活水公园污水处理示范工程、浣花溪湿地工程和凤凰二沟人工湿地污水治理工程的性能和各类构筑物的处理原理,并通过认真的现场听讲和观察记录,完成一份生产实习报告。
2.2生产实习的意义
生产实习是在基础课、专业基础课及专业课学习的基础上,进一步了解所学专业的基本知识和技能。
本次实习通过活水公园污水处理示范工程、凤凰二沟人工湿地污水处理工程和浣花溪人工湿地的参观,和老师的讲解,学习了人工湿地处理污水的工艺过程、净水机理、主要构筑物及其运行管理,为后续的水污染控制工程中土地处理的学习奠定基础。
3实习内容
3.1活水公园污水处理示范工程
3.1.1成都活水公园概况
活水公园是世界上第一座城市综合性环境教育公园,位于中国四川成都,占地24000多平方米。
取自府河水,依次流经厌氧池、流水雕塑、兼氧池、植物塘、植物床、养鱼塘等水净化系统,向人们演示了水与自然界由“浊”变“清”、由“死”变“活”的生命过程。
成都活水园,占地24000多平方米,坐落于成都市中心府南河畔,是一个具国际知名度的环境治理的成功案例。
园中庞大的水处理工程,大大改善了府南河的水质,也因此让市民亲眼目睹水由污变清的自然进程并为之骄傲。
每天有200立方水从河中抽出除去细菌、重金属后再回到河中。
3.1.2成都活水公园人工湿地系统
(1)活水公园人工湿地系统工艺流程图
成都市活水公园人工湿地系统位于府河畔,面积为0.24ha,水源为府河,依次流经厌氧池、流水雕塑、兼氧池、植物塘床系统、鱼塘花船等水净化系统,向人们演示了水与自然界由“浊”变“清”、由“死”变“活”的生命过程。
其工艺流程见图1。
图1活水公园污水处理流程图
活水公园处理污水的主体是人工湿地塘床系统,工艺流程如图2。
图2成都市活水公园人工湿地塘床系统流程图
(2)厌氧沉淀池
厌氧沉淀池是人工湿地生物净水系统的预处理装置,容积780m3。
该池采用物理沉淀厌氧接触与生物膜过滤相结合的方法去除大部分悬浮物和部分可溶性的有机物。
使大部分悬浮物或沉于池底或浮于水面由人工清除。
使部分高分子有机物分解成较简单的物质(如甲烷、二氧化碳、氨氮等)或排入大气或随水流进入下一工序成为动植物生长的养分。
池中雕塑是一滴山泉在显微镜下的形态,表现洁净水的原始自然状态。
图3厌氧沉淀池
(3)水流雕塑
由一串天然的整石雕塑组成,水流在其中回旋荡漾激起浪花,用以曝气充氧以增加水中溶解氧的含量。
图4水流雕塑
(4)兼氧池
兼氧池的容积约为48m3,是人工湿地的前端配水装置,池中有兼氧微生物和植物等对有机污染物和重金属有一定的降解作用。
图5兼氧池
(5)氧化塘
氧化塘又名稳定塘或生物塘,其对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似,是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。
其净化机理与活性污泥法相似;土壤渗滤和污水灌溉,统称为废水的土地处理,其净化机理与生物膜法相似。
稳定塘的净化原理是利用了细菌与藻类的互生关系。
藻类进行光合作用释放氧气;细菌利用藻类产生的氧气分解流入塘内的有机物。
分解产物中的CO2、N、P等无机物以及一部分小分子有机物成为藻类的营养源;增殖的细菌和藻类细胞为微型动物所捕食。
稳定塘内的反应过程:
藻类和光合细菌的光合放氧过程;
好氧反应:
氧化作用、氮氧化作用、硫氧化作用等;厌氧反应:
硝酸盐还原反应、硫酸盐还原反应、发酵反应等。
图6氧化塘
(6)人工湿地塘床系统
它是一个人工湿地生态系统,是活水公园水处理工程的核心部分,由6个植物塘、12个植物床组成,其中养殖的植物达数十种,包括:
漂浮植物(浮萍、紫萍、凤眼莲)、挺水植物(芦苇、水烛、茭白、伞草、菖蒲、马蹄莲、灯心草)、浮叶植物(莲、睡莲)、沉水植物(金鱼藻、黑藻)等,还有多种鱼类、昆虫和两栖动物。
水流入人造湿地区,这里的芦苇不是长在土里,而是长在石头上。
水从石头之间流过,污染物就被吸附住了。
岩石有吸附的作用,而且石头上也生长着微生物。
它们将污染物分解成为对植物有用的营养。
这里的植物依靠水中的污染物生长,植物枯萎时被清除掉,污染物也就清除掉了。
图7人工湿地塘床系统
活水公园人工湿地塘床系统植物的引种及生物群落的形成
成都市活水公园人工湿地塘床系统位于府河畔,面积为0.24ha,水源为府河。
其中的生物群落主要有两类:
一类是大型水生植物群落,另一类是围绕大型水生植物群落生成的其它水生生物群落。
初期的大型水生植物群落是人工建成的,其物种组成包括挺水植物、浮水植物、沉水植物、浮叶植物,分为优势种和点缀种,共计约30种,见表1。
表1引种植物的种类及名称(拉丁文字名略)
名 称
科 属
名 称
科 属
名称
科属
芦 苇
禾本科
草 芦
禾本科
朱顶红
石蒜科
菱 角
菱 科
菖 蒲
天南星科
莲 睡
莲科
灯心草
灯心草科
香 蒲
香蒲科
蝴蝶花
尾 科
茭 白
禾本科
芦 竹
禾本科
野 芋
天南星科
伞 草
莎草科
水 蔗
禾本科
睡 莲
睡莲科
甘 蔗
禾本科
石菖蒲
天南星科
水 仙
石蒜科
芭 茅
禾本科
慈 姑
泽泻科
马来眼子菜
眼子菜科
马蹄莲
天南星科
茳 芏
莎草科
金鱼藻
金鱼藻科
凤眼莲
雨久花科
姜 花
姜 科
菹 草
眼子菜科
浮 萍
浮萍科
美人蕉
美人蕉科
富贵竹
大型水生植物的群落变化
活水公园人工湿地塘系统几种人工种植的挺水植物优势种中,当年生长旺盛的有香蒲、茭白和伞草,其次是芦苇,菖蒲次之,草芦和芭茅长势最差。
次年及以后,草芦和芭茅逐渐被淘汰,其它均生长旺盛。
草芦床逐渐变为香蒲床,芭茅床改为菖蒲床,百草床中伞草逐渐成为优势种。
点缀种中,芦竹、甘蔗和马蹄莲长势较好,其余的较差,有的自然消亡或被人为淘汰(如慈菇、菱角、朱顶红、富贵竹等)。
试栽的几种竹子均不能正常生长。
植物塘内人工种植的植物中,除莲长势较弱外,其余长势均好。
活水公园人工湿地塘床系统水生生物群落及种群结构见表2。
表2活水公园人工湿地塘床系统生物群落及种群结构(拉丁文学名略)
单元
一级植物塘
一级植物床
二级植物塘
二级植物塘
三级植物塘
鱼塘
大型水生植物
凤眼莲、浮萍
芦苇、香蒲、伞草、芦竹、马蹄莲、野芋等
莲
伞草、茭白、菖蒲、香蒲、芦竹、马蹄莲、灯心草
睡莲、金鱼藻、眼子菜、菹草
金鱼藻、眼子菜、菹草
藻类
双菱藻、脆杆藻、柄裸藻、裸藻、颤藻、微囊藻、鱼腥藻、隐藻、绿球藻、实球藻、衣藻等
水绵、双星藻、绿梭藻、实球藻、黄丝藻、双菱藻、脆杆藻、双羽藻、隐藻、柄裸藻、裸藻、微囊藻、束丝藻、鱼腥藻、根管藻、四棘藻等
水绵、实球藻、小球藻、盘星藻、鼓藻、栅藻、团藻、衣藻、双菱藻、脆杆藻、舟形藻、斜杆藻、柄裸藻、裸藻、颤藻、微囊藻、鱼腥藻等
水绵、双星藻、绿梭藻、实球藻、衣藻、纤维藻、卯囊藻、黄丝藻、双菱藻、脆杆藻、双羽藻、柄裸藻、裸藻等
水绵、绿球藻、水球藻、盘星藻、鼓藻、栅藻、团藻、衣藻、双菱藻、脆杆藻、舟形藻、斜杆藻、柄裸藻、裸藻等
双菱藻、双羽藻、脆杆藻、舟形藻、斜杆藻、小球藻、栅藻、团藻、立方藻、颤藻目
水生无脊椎动物
蚤类、轮虫、钟虫、鞭毛虫、纤毛虫、孑孓等
剑水蚤、钟虫、鞭毛虫、毛虫、轮虫动物、软体动物、水生昆虫、昆虫幼体等
蚤类、剑水蚤、轮虫、钟虫、鞭毛虫、纤毛虫、孑孓等
剑水蚤、鞭毛虫、纤毛虫、轮虫动物、软体动物、水生昆虫、昆虫幼体等
蚤类、剑水蚤、虾类、轮虫、钟虫等
蚤类、剑水蚤、虾类、轮虫、钟虫、草履虫等
水生脊椎动物
鲤鱼、鲫鱼等
鲤鱼、鲫鱼、蛙类等
锦鲤、金鱼、鲤鱼、鲫鱼、草鱼
锦鲤、鲤鱼、鲫鱼、蛙类等
锦鲤、金鱼、
鲤鱼、鲫鱼等
锦鲤、金鱼、
鲤鱼、鲫鱼等
(7)水流雕塑
也是充氧过程,使水中氧气升高,避免水发臭。
图8水流雕塑
(8)鱼塘花船
污水经人工湿地塘、床系统净化处理
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