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零排放循环式水体净化“蜻蜓系统”

关键词:

   惠果环境为响应国家从2015年开始施行的《新环保法》,将沼气产生后的利用与一体化的水体、沼液等污染水体洁净系统,统一称为——循环式“蜻蜓系统”。

   我们知道沼液是经过厌氧发酵后的残留液体,仍属于高浓度的有机废水,主要包括发酵过程中产生的有机、无机盐类。同时,沼液含有丰富的氮(0.03%~0.08%)、磷(0.02%~0,。07%)、钾(0.05%~1.40%)等大量的营养元素和中、微量营养元素。近年来,厌氧消化技术已经成为减少畜牧业中农畜粪便的主要途径之一,但同时虽然厌氧消化可以去除高浓度有机废水的大量可溶性有机物(去除率85%~90%),但厌氧消化液(俗称:沼液)中任然含有相当数量的有机污染物。而惠果环境的零排放循环式“蜻蜓系统”则是完全服务于沼气利用、未处理达标及分解完全的高浓度有机废水。

   

   循环式“蜻蜓系统”完整体系

   

   一、沼液循环预处理

   在沼气池中,由于发酵后沼气细菌不能完全分解沼液中含有的氨、氮,如经单次处理即将沼液排放时,会造成沼液中大量的氨、氮损失。如果将未处理沼液直接排放入环境中,将会造成极大的危害。

   

   

   因此,惠果环境循环式“蜻蜓系统”中的第一步便是将沼液进过多次循环,彻底将沼液中剩余的残留有机物质分解至最低。同时沼液的多次循环也有利于提高沼气池产气量。

   

   二、“蜻蜓系统”

   沼液处理技术中的好样微生物处理法,虽具有处理能力强、适应性广等有点。但其工艺构筑物复杂、机械设备多、维护工作量大、投资大、能耗高、运行维护费用高,不适应于土地紧张的我国经济发展现状。

   而惠果环境的“蜻蜓系统”,一般俗称为人工湿地处理,但又不同于一般的人工湿地技术。
“蜻蜓系统”具有建造及运行成本低、出水水质好、操作简便等有点。不仅可以解决沼液排放后的处理问题,并且选择合适的植物品种还具有美化环境的景观价值。是具有净化水体、节能减排、保持水土、营造完善的小型生态系统的完整体系。

   

   

   与一般人工湿地不同的是,惠果环境“蜻蜓系统”建造,并不需使用大量的土地,完全解决了原人工湿地建设需要大量土地资源的困境。“蜻蜓系统”根据现场地势、面积、沼液排放量及湿地净化量进行设计。并且会在进水口及出水口设置水体检测设备,将水体的净化程度用数值的方式直观表现。

   “蜻蜓系统”以土壤、植物、微生物组成。以土壤介质的净化功能为核心,强调沼液在“蜻蜓系统”中的净化作用及相互关系,也特别注意对环境因子的优化与调控。

   其中包括:慢渗生态处理系统、快渗生态处理系统、地表漫流生态处理系统、污水湿地生态系统、地下渗滤生态处理系统。“蜻蜓系统”造价低,处理效果佳,其工程造价及运行费用仅为传统公司的10%~50%。

   

   “蜻蜓系统”一般设置结构

(1)湿地床

湿地床填料一般选择:

下层:用大鹅卵石(5cm左右)和小鹅卵石(2cm左右),或孔隙度大的火山岩。

中层:砾石

上层:细沙、土壤

隔水层:HDPE 0.5mm


除此之外,惠果环境运用自己独家研发的湿地介质加入在湿地床填料结构中,以此增加并提高“蜻蜓系统”对污染水体的净化能力。


下层粒径大,孔隙率高,有利于水的通过,防治漫流现象的出现。上层粒径小,很大部分原因是由于要种植植物,植物的根系要固定生长,粒径大植物不容易存活。

   

   湿地床切面示例

   

   (2)表层植物选择

   选用原则:具有良好的生态适应能力和生态营建功能;

   具有强生命力和生长势;

   具有较强的耐污染能力;

   年生长期长;

   不能对当地的生态环境构成威胁,具有生态安全性;

   有经济价值、文化价值、景观价值和综合利用价值。

   A.漂浮植物:水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

   B.根茎、球茎及种子植物:睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角等。

   C.挺水草本植物类型:芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、水葱、水莎草、纸莎草  等。

   

   
湿地搭配

   (2)“蜻蜓系统”基本参数

   A. 人工湿地表面积预计

  计算公式:

   As=[Q*(InCo-InCe)]/(Kt*d*n)

   As为湿地面积(m2)

   Q为流量(m3/d),假定流量为200m3/d。

   Co为进水BOD(mg/l),假定进水BOD为200mg/l。

   Ce为出水BOD(mg/l),假定出水BOD为20mg/l。

   Kt为与温度相关的速率常数,Kt=1.014*(1.06)(T-20),T假定为25,则Kt=1.357。
d为介质床深度,一般从60-200cm不等,大都取100-150cm。项目取150cm(即1.5m)。
N为介质孔隙度,一般从10%~40%不等。


人工湿地计算表

孔隙度

10%

20%

30%

40%

湿地面积(m2

2255m2

1133m2

754m2

567m2



      可见,填料湿地床的大小对人工湿地面积影响较大。一般项目预计孔隙度为30%,则人工湿地面积约为754m2 。

   如项目中土地实际使用面积不能达到该平方数,则可以采用平流式人工湿地与垂流式人工湿地相结合的方式,缩小土地使用面积。则人工湿地面积约为754m2 ,平流式人工湿地面积为550m2 ,垂流式人工湿地面积为205m2 。

   

   平流式人工湿地剖面图

   

   

   垂流式人工湿地剖面图

   

   B. 水力停留时间

   计算公式:

   t=v×ε/Q

   t:水力停留时间(d)

   v:池体容积(m3),容积为754m2*1.5m= 1131m3

   Ɛ:湿地孔隙度,湿地中填料的空些所占池子容积的比值,需实验测定。本项目按30%计算。

   Q:平均流量(m3/d),假定流量为200m3/d。

   则水力停留时间(d)=1.7d=40.8h

   可以看出,如进水水流为每天200,则所需停留在人工湿地中的水体时间为41个小时。惠果环境的“蜻蜓系统”在此基础上,采用自流式湿地系统,无需人为控制操作水体停留时间。当有新污水进入该系统中湿地式,清洁后的水体将依靠水体自流压力进入集水池。

   正常情况下,“蜻蜓系统”污染去除率为:COD>80%;BOD85%~95%,可达到10mg/l;SS<20mg/l;NH3-N>60%;P>90%,农药及细菌>90%。

   

   三、处理工艺

  因考虑到沼液污染物浓度相对较高,但现场已使用曝气池可作为稳定塘,同时布水区(落水墙)也可作为进入湿地前水体预处理。如SS浓度较高,为避免发生堵塞,可设置多孔管和三角堰,并定期取出填料清洗,可有效防止堵塞。

   流程如下:

   进水→曝气池→布水区→三角堰→平流式湿地→垂流式湿地→出水(集水池)

   

     “蜻蜓系统”为惠果环境独创,更多细节和资料,请来电咨询~~~

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