安哥拉國家行政辦公樓人工濕地設計

海濱

摘要：介紹了安哥拉國家行政辦公樓人工濕地的設計。重點闡述了工藝方案的選擇，包括對污水處理工程經濟分析。

關鍵詞：人工濕地；污水處理；工程經濟分析

中圖分類號：S342文獻標識碼： A

1 工程概況

安哥拉國家行政辦公樓項目占地面積約90000m2，建筑面積19000m2，?包括辦公大樓、大會議廳、動力中心，另有景觀水池、游泳池、籃球場、直升機停機坪等配套設施，綠化覆蓋率達65%（參見圖1）。安哥拉國家行政辦公樓人工濕地污水治理工程，本著 “自然、和諧；成熟、穩定；先進、循環”的原則，能夠實現污水資源化和低能源動力的先進循環模式，實現人與自然和諧相處以及污水資源化的發展目標。人工濕地污水處理工程設計內容包括，從污水進入污水處理站一直到處理后排出污水處理站的全部設施和設備，以及污水處理站內的綠化和場地整理。

圖1安哥拉國家行政辦公樓效果圖

2 設計參數

2.1 主要技術經濟指標（見表1）

表1主要技術經濟指標

序號 項目

1 工程規模 50m3/d

2 進水水質 綜合生活污水

3 出水水質 達到《北京市地方排放標準——水污染物排放標準》(DB11/307—2005)二級標準

4 工藝方法 丹麥人工濕地凈化技術

5 運行費用 0.108 元/t·d

2.2 工程設計進出水水質（見表2）

表2設計進水水質

水質參數 CODcr BOD5 SS TP NH3-N

進水 mg/L ≤350 ≤180 ≤180 ≤5 ≤25

出水 mg/L ≤60 ≤20 ≤50 ≤0.5 ≤10

3 場址選擇

選址原則依據突出自然生態特點，與園林、水體景觀緊密和諧，有利于污水的收集和排放。 本項目人工濕地污水處理工程場址選擇在場區北側，人工濕地有效面積 250 m2，其出水主要用于場區草坪灌溉，濕地與周邊景觀緊密融合，在處理污水的同時，建造了一片生態綠洲。

4 工藝方案選擇

4.1污水處理確定

污水處理工藝技術首先要適應這種特點：能夠與周邊環境的自然生態緊密結合，具有自然生態性；能夠滿足循環水質要求——防止水體富營養化、回用于灌溉、綠化；能夠適應較大水量水質變化的沖擊；工藝先進成熟、流程簡單，操作管理簡便。

4.2 工藝比選

污水處理的工藝技術主要包括：自然生態處理技術、物理處理技術、生物處理技。物理處理方法不能單獨使用，一般作為其他污水處理工藝的預處理工序；活性污泥法投資高、運行費用高、占地大、污泥處理較為復雜，無法適應景觀水體水質的更高的出水要求（如脫氮除磷的需要）；膜生物反應器技術（MBR） 是一種比較適合高端要求的水處理的技術，壽命短，運行費很高，管理難；接觸氧化法，能耗太大，管理難；厭氧生物處理技術不需要曝氣而通過厭氧微生物在厭氧環境中降解有機物，但不能夠作為單獨污水處理工藝，需要解決占地相對較大，廢氣收集處理的問題；而丹麥人工濕地技術是一種低能耗、管理運行簡便、有效去除氮、磷等污染物的生態水處理技術；在廣泛調研的基礎上，選擇了人工濕地污水處理工藝技術，本技術在丹麥以及引入中國后，在中國北方地區都有較為成功的處理河湖污水以及生活污水的實際經驗。污水處理工藝技術比較如表3。

表3污水處理工藝技術比較

處理方法 有機物的去除 對 N 的去除 對 PN 的去除 生態性 占地 投資 運行費 操作管理

人工濕地 好 好 好 好 大 小 很低 易

MBR 好 較好 一般 無 小 很大 很高 難

物理處理方法 差 很差 很差 無 小 較小 低 一般

活性污泥法 較好 一般 差 無 較小 大 高 難

生物接觸氧化法 好 較好 差 無 小 大 高 難

厭氧生物法 一般 較差 較差 無 小 較大 較低 一般

4.3 人工濕地污水處理技術

人工濕地污水處理技術在水污染防治、再生水資源利用、河湖水系治理和水體修復方面得到了廣泛應用，人工濕地系統所消耗的能源是微不足道的，去除污染物所要求得能量來自陽光。與之相反的，傳統的污水處理工藝運行時需要大量電能驅動風機，給將來的運行帶來相當大的經濟壓力。 人工濕地污水處理機理（見表4）。

表4人工濕地污水處理機理

作用機理 對污染物去除與影響

物理作用 沉降 可沉降固體在濕地中重力沉降去除

過濾 通過顆粒間相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固體被阻截而去除

生物作用 微生物代謝 利用懸浮的底泥的和寄生于植物上的細菌的代謝作用將凝聚性固體、可溶性固體進行分解成無機物；通過生物硝化-反硝化作用去除氮；微生物也將部分重金屬氧化并經阻截或結合而被去除

植物作用 植物代謝 利用植物對有機物的吸收而去除，植物根系分泌物對大腸桿菌和病原體有滅活作用

植物吸收 相當數量的氮和磷能被植物吸收而去除

自然死亡 細菌和病毒處于不適宜環境中會引起自然衰敗及死亡

4.4 污水處理工藝選擇

綜合以上方案比較，結合該工程生態特點，采用人工濕地工藝進行處理，污水進入格柵、初沉池進行預處理；之后，經過提升泵（由于該區域自然落差） ，配送至潛流型水平流人工濕地，到達二級水質標準要求后作為草坪灌溉用水。污水處理工藝流程圖如圖2所示：

圖2人工濕地污水處理工藝流程圖

4.5 濕地床回填介質

本次選用的人工濕地污水處理技術，其介質由特殊選擇的有機物質、礦物質和天然材料混合組成，配比考慮了根脈系統中微生物的活性和水力負荷分布。特定高效的活性生物介質，其比表面積很大，活性介質是天然的，為特定微生物提供最佳的生長環境。同時，選擇性馴化特定微生物種群，對去除有機污染物、氮和磷具有很好的效果；并且，特定微生物在安哥拉氣溫較低的旱季仍然能夠起到極佳的生物降解效果。

4.6 濕地植物選擇與種植

4.6.1 人工濕地宜選用耐污能力強、根系發達、去污效果好、具有抗病蟲害能力、有一定經濟價值、容易管理的本土植物。

4.6.2 人工濕地可選擇一種或多種植物作為優勢種搭配栽種，增加植物的多樣性并具有景觀效

果。

4.6.3 潛流人工濕地可選擇蘆葦、蒲草、荸薺、蓮、水芹、水蔥、茭白、香蒲、千屈菜、菖蒲、

水麥冬、風車草、燈芯草等挺水植物。本設計選用蘆葦、蒲草、燈芯草。

4.6.4 植物種植密度按10株/m2。

4.6.5 應優先采用當地的表層種植土，種植土壤的質地宜為松軟粘土～壤土，土壤厚度宜為20cm～40cm，滲透系數宜為0.025cm/h～0.35cm/h。

4.7 污泥處置

在污水處理預處理階段，經過格柵去除的雜物有人工定期清除外運；經初沉池排出的污泥，采用污泥泵定期吸取，送入人工濕地植物床系統；即污泥全部內部消化，無外運，處理污泥的運行成本很低。

5 人工濕地主要構筑物

5.1 預處理主要構筑物

5.1.1 進水閥門井

本設計在污水管網進入格柵前設置進水檢查井一座。內徑 0.7m，井深 1.3 m，磚混結構。

5.1.2 格柵池

格柵井內徑為 0.8m×2.6m×2.8m，內置格柵，粗格柵間距 20mm，細格柵間距5mm。

5.1.3 沉淀池

沉淀池內徑為 5.4m×2.0 m×3.8 m ，鋼筋混凝土結構。

5.2 系統建筑物

5.2.1 人工濕地處理池

人工濕地處理池內徑為 31.25m×8.0 m×1.2 m，磚砌 370 墻，單元有效面積250m2。

5.2.2 人工濕地進水配水井和出水調節井

單元進水端設1個配水井；單元出水端設1個調節井。

5.3 電控柜

功能：各水泵供電、自動控制、自動報警。

控制：水泵實現自動控制和手動控制雙重控制，手動控制為檢修、調試時使用。水位的控制采用自動液位控制系統。

6污水處理工程經濟分析

處理污水為混合型污水，其運行成本主要是電費。以每天污水處理量為 50T/d 計算，噸水處理成本如下：

總耗電功率為：提升泵功率為 0.75kw，一臺水泵運行。每天運行12h ,每千瓦時費用為 0.60 元。

噸水處理電耗費＝12×0.75×0.60/50=0.108 元/日·T。

噸水處理運行成本＝0.108 元/T。

每年運行費＝365×50×0.108=1971 元。

7綜述

人工濕地污水處理技術是以人與自然和諧相處為理念，基于自然、生態、低耗、環境安全的水體修復方法。人工濕地技術力求做到對自然界不產生任何附加危害，盡可能達到生態循環，水資源循環利用。同時，使用人工濕地技術就意味著很低的能源消耗、很低的運行費用、操作運行簡單、以及避免使用化學藥劑，在防治污染的同時還恢復了水體生態系統的平衡，美化了水體自然環境，污水再利用，綠色、經濟、環保。

參考文獻：

1HJ 2005-2010 人工濕地污水處理工程技術規范

2白文榮，王新春，周有.丹麥人工濕地技術治污的實踐研究[J].北京水利2005,5