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      零排放循環式水體凈化“蜻蜓系統”

      關鍵詞:

         惠果環境為響應國家從2015年開始施行的《新環保法》,將沼氣產生后的利用與一體化的水體、沼液等污染水體潔凈系統,統一稱為——循環式“蜻蜓系統”。

         我們知道沼液是經過厭氧發酵后的殘留液體,仍屬于高濃度的有機廢水,主要包括發酵過程中產生的有機、無機鹽類。同時,沼液含有豐富的氮(0.03%~0.08%)、磷(0.02%~0,。07%)、鉀(0.05%~1.40%)等大量的營養元素和中、微量營養元素。近年來,厭氧消化技術已經成為減少畜牧業中農畜糞便的主要途徑之一,但同時雖然厭氧消化可以去除高濃度有機廢水的大量可溶性有機物(去除率85%~90%),但厭氧消化液(俗稱:沼液)中任然含有相當數量的有機污染物。而惠果環境的零排放循環式“蜻蜓系統”則是完全服務于沼氣利用、未處理達標及分解完全的高濃度有機廢水。

         

         循環式“蜻蜓系統”完整體系

         

         一、沼液循環預處理

         在沼氣池中,由于發酵后沼氣細菌不能完全分解沼液中含有的氨、氮,如經單次處理即將沼液排放時,會造成沼液中大量的氨、氮損失。如果將未處理沼液直接排放入環境中,將會造成極大的危害。

         

         

         因此,惠果環境循環式“蜻蜓系統”中的第一步便是將沼液進過多次循環,徹底將沼液中剩余的殘留有機物質分解至最低。同時沼液的多次循環也有利于提高沼氣池產氣量。

         

         二、“蜻蜓系統”

         沼液處理技術中的好樣微生物處理法,雖具有處理能力強、適應性廣等有點。但其工藝構筑物復雜、機械設備多、維護工作量大、投資大、能耗高、運行維護費用高,不適應于土地緊張的我國經濟發展現狀。

         而惠果環境的“蜻蜓系統”,一般俗稱為人工濕地處理,但又不同于一般的人工濕地技術。
      “蜻蜓系統”具有建造及運行成本低、出水水質好、操作簡便等有點。不僅可以解決沼液排放后的處理問題,并且選擇合適的植物品種還具有美化環境的景觀價值。是具有凈化水體、節能減排、保持水土、營造完善的小型生態系統的完整體系。

         

         

         與一般人工濕地不同的是,惠果環境“蜻蜓系統”建造,并不需使用大量的土地,完全解決了原人工濕地建設需要大量土地資源的困境。“蜻蜓系統”根據現場地勢、面積、沼液排放量及濕地凈化量進行設計。并且會在進水口及出水口設置水體檢測設備,將水體的凈化程度用數值的方式直觀表現。

         “蜻蜓系統”以土壤、植物、微生物組成。以土壤介質的凈化功能為核心,強調沼液在“蜻蜓系統”中的凈化作用及相互關系,也特別注意對環境因子的優化與調控。

         其中包括:慢滲生態處理系統、快滲生態處理系統、地表漫流生態處理系統、污水濕地生態系統、地下滲濾生態處理系統。“蜻蜓系統”造價低,處理效果佳,其工程造價及運行費用僅為傳統公司的10%~50%。

         

         “蜻蜓系統”一般設置結構

      (1)濕地床

      濕地床填料一般選擇:

      下層:用大鵝卵石(5cm左右)和小鵝卵石(2cm左右),或孔隙度大的火山巖。

      中層:礫石

      上層:細沙、土壤

      隔水層:HDPE 0.5mm


      除此之外,惠果環境運用自己獨家研發的濕地介質加入在濕地床填料結構中,以此增加并提高“蜻蜓系統”對污染水體的凈化能力。


      下層粒徑大,孔隙率高,有利于水的通過,防治漫流現象的出現。上層粒徑小,很大部分原因是由于要種植植物,植物的根系要固定生長,粒徑大植物不容易存活。

         

         濕地床切面示例

         

         (2)表層植物選擇

         選用原則:具有良好的生態適應能力和生態營建功能;

         具有強生命力和生長勢;

         具有較強的耐污染能力;

         年生長期長;

         不能對當地的生態環境構成威脅,具有生態安全性;

         有經濟價值、文化價值、景觀價值和綜合利用價值。

         A.漂浮植物:水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

         B.根莖、球莖及種子植物:睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角等。

         C.挺水草本植物類型:蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、水蔥、水莎草、紙莎草  等。

         

         
      濕地搭配

         (2)“蜻蜓系統”基本參數

         A. 人工濕地表面積預計

        計算公式:

         As=[Q*(InCo-InCe)]/(Kt*d*n)

         As為濕地面積(m2)

         Q為流量(m3/d),假定流量為200m3/d。

         Co為進水BOD(mg/l),假定進水BOD為200mg/l。

         Ce為出水BOD(mg/l),假定出水BOD為20mg/l。

         Kt為與溫度相關的速率常數,Kt=1.014*(1.06)(T-20),T假定為25,則Kt=1.357。
      d為介質床深度,一般從60-200cm不等,大都取100-150cm。項目取150cm(即1.5m)。
      N為介質孔隙度,一般從10%~40%不等。


      人工濕地計算表

      孔隙度

      10%

      20%

      30%

      40%

      濕地面積(m2

      2255m2

      1133m2

      754m2

      567m2



            可見,填料濕地床的大小對人工濕地面積影響較大。一般項目預計孔隙度為30%,則人工濕地面積約為754m2 。

         如項目中土地實際使用面積不能達到該平方數,則可以采用平流式人工濕地與垂流式人工濕地相結合的方式,縮小土地使用面積。則人工濕地面積約為754m2 ,平流式人工濕地面積為550m2 ,垂流式人工濕地面積為205m2 。

         

         平流式人工濕地剖面圖

         

         

         垂流式人工濕地剖面圖

         

         B. 水力停留時間

         計算公式:

         t=v×ε/Q

         t:水力停留時間(d)

         v:池體容積(m3),容積為754m2*1.5m= 1131m3

         ?:濕地孔隙度,濕地中填料的空些所占池子容積的比值,需實驗測定。本項目按30%計算。

         Q:平均流量(m3/d),假定流量為200m3/d。

         則水力停留時間(d)=1.7d=40.8h

         可以看出,如進水水流為每天200,則所需停留在人工濕地中的水體時間為41個小時。惠果環境的“蜻蜓系統”在此基礎上,采用自流式濕地系統,無需人為控制操作水體停留時間。當有新污水進入該系統中濕地式,清潔后的水體將依靠水體自流壓力進入集水池。

         正常情況下,“蜻蜓系統”污染去除率為:COD>80%;BOD85%~95%,可達到10mg/l;SS<20mg/l;NH3-N>60%;P>90%,農藥及細菌>90%。

         

         三、處理工藝

        因考慮到沼液污染物濃度相對較高,但現場已使用曝氣池可作為穩定塘,同時布水區(落水墻)也可作為進入濕地前水體預處理。如SS濃度較高,為避免發生堵塞,可設置多孔管和三角堰,并定期取出填料清洗,可有效防止堵塞。

         流程如下:

         進水→曝氣池→布水區→三角堰→平流式濕地→垂流式濕地→出水(集水池)

         

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