人工湿地污水处理工程技术规范.docx

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人工湿地污水处理工程技术规范

人工湿地污水处理工程技术规范

人工湿地污水处理工程技术规范

2011年07月18日

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　　人工湿地、污水BOT、垃圾BOT项目

　　我公司专业从事人工湿地设计与施工；污水处理、垃圾填埋及焚烧发电项目的BOT、BTHJ中华人民共和国环境保护行业标准

　　HJ×××－××××

　　人工湿地污水处理工程技术规范

　　Technicalspecificationofconstructedwetlands

　　forwastewatertreatmentengineering

　　（征求意见稿）

　　20××－××－××发布20××－××－××实施环境保护部发布前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染环境防治法》，规范我国人工湿地污水处理工程的建设、运行、维护和管理，制订本标准。

　　本标准规定了人工湿地污水处理工程的设计、施工、验收和运行管理的技术要求。

　　本标准为首次发布。

　　本标准由环境保护部科技标准司组织制订。

　　本标准起草单位：

沈阳环境科学研究院。

　　本标准由环境保护部20□□年□□月□□日批准。

　　本标准自20□□年□□月□□日起实施。

　　本标准由环境保护部解释人工湿地污水处理工程技术规范本标准规定了采用人工湿地工艺的污水处理工程设计、施工、验收、运行维护与管理的技术要求。

　　本标准适用于采用人工湿地工艺的新建、扩建、改建的城镇生活污水及接近城镇生活污水水质其他类型的污水处理工程，可作为环境影响评价、可行性研究、设计施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。

本标准内容引用了下列文件中的条款。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

　　GB4284农田污泥中污染物控制标准

　　GB5084农田灌溉水质标准

　　GB8978污水综合排放标准

　　GB18918城镇污水处理厂污染物排放标准

　　GB50003砌体结构设计规范

　　GB50011建筑抗震设计规范

　　GB50014室外排水设计规范

　　GB50015建筑给水排水设计规范

　　GB50016建筑设计防火规范

　　GB50019采暖通风与空气调节设计规范

　　GB50034工业企业照明设计规范

　　GB50052供配电系统设计规范

　　GB5005310kV及以下变电所设计规范

　　GB50054低压配电设计规范

　　GB50069给水排水工程构筑物结构设计规范

　　GB50070混凝土结构设计规范

　　GB50140建筑灭火器配置设计规范

　　GB50194建筑工程施工现场供用电安全规范

　　GB50335污水再生利用工程设计规范

　　GBJ14生物处理构筑物进水中有害物质允许浓度

　　GB/T13663给水用聚乙烯（PE管材）

　　GJ3082污水排入城市下水道水质标准

　　GJJ31城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准

　　CJJ60城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程

　　CECS199聚乙烯丙纶卷材复合防水工程技术规程

　　DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

　　DL/T621交流电气装置接地

　　HJ/T15环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计

　　HJ/T96pH水质自动分析仪技术要求

　　HJ/T101氨氮水质自动分析仪技术要求

　　HJ/T103总磷水质自动分析仪技术要求

　　HJ/T353水污染源在线监测系统安装技术规范

　　HJ/T354水污染源在线监测系统验收技术规范

　　HJ/T355水污染源在线监测系统运行与考核技术规范

　　HJ/T377环境保护产品技术要求化学需氧量（CODcr）水质在线自动监测仪

　　JG/T193钠基膨润土防水毯

　　SL18-2004渠道防渗工程技术规范3.1人工湿地constructedwetland

　　指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，填充一定深度的土壤或基质层，种植芦苇一类的维管束植物或根系发达的水生植物，污水通过布水管渠进入湿地，与布满生物膜的介质表面和溶解氧进行充分的植物根区接触而获得净化。

按照布水方式不同或水流方式的差异，分为表面流人工湿地和潜流人工湿地。

潜流人工湿地又可分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地，以及由二者构成的复合流人工湿地。

　　3.2表面流人工湿地surfaceflowconstructedwetland

　　指污水在人工湿地的土壤等基质表层流动，依靠植物根茎与表层土壤的拦截作用以及根茎上生成的生物膜的降解作用，使污水得以净化的人工湿地形式。

　　3.3水平潜流人工湿地horizontalsubsurfaceflowconstructedwetland

　　指污水从人工湿地的一端进入，在人工湿地床表面下以近水平流方式流动，最后流向出口，使污水得以净化的人工湿地形式。

　　3.4垂直潜流人工湿地verticalsubsurfaceflowconstructedwetland

　　指污水从人工湿地表面垂向流过基质床的底部或从底部垂直向上流向表面，使污水得以净化的人工湿地形式。

　　3.5人工湿地单元modularconstructedwetland

　　指由配水系统、集水系统、基质、防渗层及湿地植物组成的基本处理单元，通常人工湿地由一个或多个单元组成。

　　3.6孔隙率porosity

　　指人工湿地充填基质堆积体积中，基质之间的孔隙体积所占的比例。

　　3.7水力停留时间hydraulicretentiontime

　　指污水在人工湿地内的平均驻留时间，即人工湿地有效容积与平均水量比值：

　　式中：

　　——水力停留时间，d；

　　——湿地容积，m3；

　　——湿地孔隙率，无量纲量；

　　——平均水量，m3/d。

　　3.8表面有机负荷organicsurfaceloading

　　指每公顷人工湿地面积单位时间内负担的五日生化需氧量公斤数。

其计量单位通常以kgBOD5/（ha·d）表示。

　　3.9表面水力负荷hydraulicsurfaceloading

　　指每平方米人工湿地表面积单位时间内通过的污水体积。

其计量单位通常以m3/（m2·h）表示。

　　3.10水力坡度hydraulicslope

　　指污水在人工湿地内沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。

　　3.11基质bedfiller

　　指在人工湿地床体内用以提供人工湿地植物与微生物生长并对污染物起过滤、吸收作用的填充材料，有碎石、卵石、土壤、砂子等。

　　3.12预处理pretreatment

　　指为满足人工湿地进水水质要求，以及保证人工湿地出水水质达到相应标准，在污水进入人工湿地之前，对原污水进行的污水处理过程。

　　3.13渗透系数permeabilitycoefficient

　　指污水在人工湿地基质及防渗层单位时间内流动通过的距离。

其计量单位通常以cm/s表示。

　　3.14水位waterlevel

　　指在人工湿地中水面的位置。

4.1一般规定

　　4.1.1宜选择五日生化需氧量作为人工湿地的设计参数，可选择pH值、悬浮固体、化学需氧量、氨氮、总磷、水温等作为人工湿地的水质评价指标。

　　4.1.2处理与城镇生活污水水质相近的工业废水时，可根据具体情况增减相应的水质指标。

　　4.1.3应在预处理设施及人工湿地进水和出水点进行水质、水量监测，以去除率衡量人工湿地的去除效果。

　　4.2水量

　　污水量的核算应符合GB50014、GB50015中的有关规定。

　　4.3接纳污水水质

　　4.3.1人工湿地污水处理工程的接纳污水水质应符合GJ3082及GB8978中三级标准中的有关规定。

　　4.3.2人工湿地污水处理工程的接纳污水中含有有毒、有害物质的浓度，应符合GB8978中表1和GBJ14中的有关规定。

　　4.3.3对种植农作物的人工湿地，其接纳污水水质应符合GB5084中的有关规定。

　　4.3.4人工湿地污水处理工程可以根据预处理设施的处理程度不同，适当放宽污水进水水质。

　　4.4出水水质

　　4.4.1人工湿地污水处理工程的出水水质，根据受纳水体的要求，应符合GB8978中的有关规定。

　　4.4.2人工湿地污水处理工程作为城镇污水处理厂的建设时，根据受纳水体的要求，应符合GB18918中的有关规定。

　　4.4.3人工湿地污水处理工程的出水作为再生水利用时，应符合GB50335中的有关规定。

5.1一般规定

　　5.1.1人工湿地污水处理工程建设规模的确定应综合考虑服务区域范围内的污水产生量、分布情况、发展规划以及变化趋势等因素。

　　5.1.2人工湿地污水处理工程的建设实施应以近期规模为主，远期可扩建规模为原则，考虑人工湿地形式建设的灵活性，可以预留建设用地。

　　5.1.3人工湿地污水处理工程的建设应考虑对周围环境以及水体的影响，不得降低周围生态环境质量。

　　5.1.4人工湿地污水处理工程的工艺流程选择应考虑处理水量、原水水质、建设投资、运行成本、排放标准及稳定性等因素。

人工湿地污水处理工程的主体工程与设备主要包括预处理设施、人工湿地、污泥处理设施及消毒处理设施。

　　5.2场址选择

　　5.2.1人工湿地污水处理工程的场址选择应符合当地城镇总体发展规划和环保规划的要求，符合当地水污染防治、水资源保护和自然生态保护的要求，应综合考虑交通、土地权属、土地利用现状等因素。

　　5.2.2人工湿地污水处理工程的场址选择应考虑自然背景条件，包括土地面积、地形地貌、土壤、气象、水文以及动植物生态因素等，应进行工程地质、水文地质等方面的勘察。

　　5.2.3人工湿地污水处理工程的场址宜选择自然坡度为0%～3%的洼地或塘，以及经济价值不高的荒地。

　　5.2.4人工湿地污水处理工程的场址应不受洪水、潮水或内涝的威胁。

　　5.2.5人工湿地污水处理工程的场址与居民住宅的距离应符合卫生防护距离的要求，并应通过环境影响评价和环境风险评价的认定。

　　5.2.6天然湿地不得直接用于污水处理。

　　5.3总平面布置

　　5.3.1人工湿地污水处理工程应充分利用自然环境的有利条件，按预处理和人工湿地的功能和流程要求，考虑人工湿地在工程所在区域中的景观作用及其出水再利用规划，并结合地形、风向、地质条件和卫生防护距离等因素，合理安排，布置应紧凑。

　　5.3.2厂区内生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并与处理构筑物保持一定距离。

　　5.3.3厂区内应设置通向构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求：

　　a）车道、通道的布置应符合GB50016的要求，并应符合当地有关部门的有关规定；

　　b）人工湿地内应设置检查通道，宽度宜为1.0m～2.0m，与其他通道连接时应考虑其结合方式。

　　5.3.4厂区的绿化应结合当地的自然条件选择适宜的植物，绿化覆盖率应符合当地城市规定的相关规定。

　　5.4高程布置

　　5.4.1高程布置应充分利用原有地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。

　　5.4.2水流宜采用重力流布置，减少污水提升动力消耗。

　　5.4.3应考虑人工湿地植物的高度与工程各单元的景观协调。

　　5.5景观效果设计

　　5.5.1人工湿地的景观建设应遵循和谐、自然、均衡的原则。

　　5.5.2在人工湿地的景观建设中，应综合考虑人工湿地轮廓与不同类型人工湿地搭配、水生植物配置、人工湿地水体景观设计、人工湿地沿岸辅助设施营建等。

　　5.6工艺流程设计

　　5.6.1设计原则

　　5.6.1.1人工湿地可作为独立的污水处理设施，也可与其他污水处理设施结合使用，但严禁采用没有预处理的人工湿地。

　　5.6.1.2采用人工湿地工艺时，应根据不同地区的气候条件、植被类型和地理条件经充分研究后加以确定，有条件的可通过实验取得相关数据后比较确定。

　　5.6.1.3人工湿地的工艺设计必须对污染源控制、污水处理以及污水资源化利用等环节进行综合考虑，统筹设计，并通过技术经济比较后确定适宜的方案。

　　5.6.2预处理

　　5.6.2.1预处理程度根据具体水质情况与污水处理技术政策，选择一级处理、强化一级处理和二级处理等适宜工艺，其设计必须符合GB50014中的有关规定。

　　5.6.2.2预处理宜采用悬浮物去除效果较好、投资和运行费用较低的工艺。

　　5.6.3人工湿地

　　人工湿地可由单一或多个类型的人工湿地组成，根据处理规模的需要，既可采取分级串联，也可采取同级并联或更复杂的组合方式。

　　5.6.4污泥与废弃物处理与处置

　　5.6.4.1沉砂池（渠）宜采用机械排砂或重力排砂，并应设置贮砂场或晒砂场。

　　5.6.4.2污泥宜采用污泥干化床自然风干，也可采用机械脱水。

　　5.6.4.3污泥作为农田肥料使用时，应符合GB4284中的有关规定。

　　5.6.4.4污泥作填埋处置时，其含水率必须小于80%。

　　5.6.5消毒

　　5.6.5.1在特殊情况，如传染病暴发或对病菌有较高出水要求时，应对出水进行消毒处理。

　　5.6.5.2消毒设计应符合GB50014中的有关规定。

　　5.7附属设施要求

　　5.7.1一般规定

　　5.7.1.1人工湿地污水处理工程的附属设施应包括输水设施、计量设施及生产、生活辅助设施。

　　5.7.1.2生产、生活辅助设施的设计应符合GJJ31中的有关规定。

　　5.7.2输水设施

　　5.7.2.1人工湿地的输水系统应包括管线、泵站、水控制结构，砾石收集装置及闸、阀等。

输水系统既可以建在人工湿地外，也可以建于人工湿地内。

　　5.7.2.2向人工湿地输送污水宜采用两种方法：

一种是通过压力管线或重力管线输送；另一种是通过明渠输送。

泵站、管线和明渠建设可参照相关规范。

　　5.7.2.3输送污水可用暗管或管渠，在人口稠密地区宜采用管道输水。

　　5.7.2.4人工湿地出水量较大且跌落较高时，应设消能设施。

　　5.7.3计量

　　5.7.3.1人工湿地应在入水处和出水处安装计量装置，流量计量方式宜根据输水设施而定。

　　5.7.3.2污水、污泥的计量宜考虑水头损失小、精度高、操作简单、便于管理，不宜沉积杂物的装置，一般可采用电磁流量计、超声波流量计、巴氏计量槽等。

　　5.8污染物控制措施

　　5.8.1人工湿地污水处理工程运行过程中，预处理产生的恶臭、噪声、污泥及残渣等污染物的防治，应符合国家现行的环境保护法规和标准中的有关规定。

　　5.8.2制订人工湿地污水处理工程的污染物治理措施前应落实污染源的特性和产生量。

　　5.9突发事故应急措施

　　5.9.1进水水质超标时，应减少进水水量，将总污染负荷控制在设计范围内。

5.9.2预处理和人工湿地都应设置溢流系统。

水量超过处理能力时，预处理和人工湿地的溢流系统可以单独使用，也可以同时使用。

　　5.9.3突发暴雨时，暴雨的水量如在工程处理能力与溢流系统的水量控制范围内，则可以正常运行；暴雨的水量如在工程处理能力和溢流系统的水量控制范围之外，则工程正常处理和溢流系统的水量之外的过量雨水应通过分流措施排走。

　　5.9.4人工湿地污水处理工程宜备用发电机，在突然停电时使用。

如没有备用发电机，须手动关闭总进水阀门，开启分流阀门。

　　5.9.5人工湿地单元发生故障时，应关闭故障人工湿地单元，增加非故障人工湿地单元的进水量。

如遇到人工湿地单元不能运行时，应通过人工湿地的分流措施将污水排出。

6.1一般规定

　　6.1.1人工湿地应按五日生化需氧量表面有机负荷确定湿地面积，同时应满足水力负荷要求。

　　6.1.2设计中进水水量必须考虑各种极限情况，如暴雨、洪水、干旱等。

同时，人工湿地应具备适当的超负荷能力，污水进入量应可调节。

　　6.1.3垂直潜流人工湿地宜用于处理氨氮含量较高的污水。

　　6.2水力、有机负荷要求

　　6.2.1人工湿地应以污水入流量及出流量的平均流量作为设计水量：

　　，其中，。

　　式中，——平均流量，m3/d；

　　——污水入流量，m3/d；

　　——污水出水量，m3/d；

　　——人工湿地面积，m2；

　　——降雨量，m3/d；

　　——渗透量，m3/d；

　　——蒸发量，m3/d。

　　6.2.2各种人工湿地有机负荷设计参数可按表1选取，用于专门处理工业污水的人工湿地的设计参数应由实验确定。

　　表1人工湿地有机负荷设计参数湿地类型进水BOD5浓度

　　（mg/L）BOD5负荷（kgBOD5/ha·d）处理效率

　　（%）表面流人工湿地<5015～50<40水平潜流人工湿地<10080～12045～85垂直潜流人工湿地<10080～12040～806.2.3污水经预处理后进入人工湿地，进水水质宜满足BOD5/COD>0.3的要求。

　　6.2.4人工湿地的水力负荷范围可按表2，其具体参数根据预处理程度、水量选取。

　　表2人工湿地水力负荷设计参数湿地类型水力负荷（m3/ha·d）表面流人工湿地<1000水平潜流人工湿地150～5000垂直潜流人工湿地300～100006.3几何尺寸设计

　　6.3.1潜流人工湿地设计中如采用多个人工湿地单元时，独立单元面积不宜大于800m2。

　　6.3.2表面流人工湿地的单元长宽比宜控制在3:

1以上，潜流人工湿地的单元长宽比宜控制在3:

1以下。

对于长宽比小于1或不规则的潜流人工湿地，应考虑人工湿地均匀布水和集水的问题。

　　6.3.3潜流人工湿地单元的长度宜为20m～50m。

　　6.3.4潜流人工湿地的深度应大于植物根系所能达到的最深处，保证人工湿地单元中植物的生长及必要的好氧条件。

　　6.3.5通常以植物根系深度考虑人工湿地水深的初步设计值。

在设计暴雨径流湿地时，还应考虑雨季的超高水位，此时淹没的最大深度应保证大部分植物能够生存并发挥其功能。

表面流人工湿地的水深宜控制在0.3m～0.5m，潜流人工湿地水深宜控制在0.2m～0.8m。

　　6.3.6对于潜流人工湿地，水位控制有两个基本要求：

　　a）人工湿地接纳最大设计流量时，其进水端不能出现雍水现象，防止发生表面流。

　　b）人工湿地单元中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。

　　6.4水力参数要求

　　6.4.1表面流人工湿地的底坡取值不宜大于0.5%，潜流人工湿地的底坡宜为0.5%～1%，具体应根据所采用的基质来确定。

　　6.4.2表面流人工湿地的总水力停留时间宜为4d～8d，潜流人工湿地的水力停留时间宜为2d～4d。

　　6.5单元布局与分区

　　6.5.1人工湿地总面积和构造形式确定后，应考虑与场所的边界和轮廓相适应，尽量减少土方搬运量和人工湿地单元之间的运输量，合理布设人工湿地单元。

　　6.5.2确定人工湿地单元数目时，应考虑到运行的稳定性、易维护性和地形的特征。

　　6.6进水、出水设计

　　6.6.1人工湿地进水系统的设计应保证配水的均匀性。

表面流人工湿地的进水系统可采用一个末端开口的管道、渠道或带有闸门的管道。

潜流人工湿地的进水系统可采用铺设在地面和地下的多头导管、与水流方向垂直的敞开沟渠以及简单的单点溢流装置。

　　6.6.2人工湿地的进水流量可通过阀或闸板调节，过多的流量或紧急变化时应有溢流、分流措施。

　　6.6.3潜流人工湿地出水系统的设计可采用沟排、管排、井排等方式，设计时必须考虑受纳水体的特点、人工湿地的布置及场地的原有条件。

　　6.6.4对严寒地区，进、出水管的设置必须考虑防冻措施，并在潜流人工湿地单元的进出水管上设置阀门，底部设放空阀。

　　6.7植物选择与种植

　　6.7.1人工湿地植物的选择，应根据其耐污性、生长能力、根系的发达程度以及经济与美学价值等因素，同时宜采用当地品种，保证对当地气候的适应性。

　　6.7.2人工湿地的设计中，应尽可能增加植物的多样性、提高对污水的处理性能、延长使用寿命。

　　6.7.3人工湿地种植土壤的质地宜为粘土～壤土、土壤厚度为20cm～40cm，渗透系数为0.025cm/h～0.35cm/h。

可就近采用当地的表层种植土，如当地原土不适宜人工湿地植物生长时，则需进行置换。

　　6.7.4人工湿地可选择的挺水植物有芦苇、茭白、水葱、菖蒲、香蒲、灯心草等，浮水植物有凤眼莲、浮萍、睡莲等，沉水植物有伊乐藻、茨藻、金鱼藻、黑藻等。

人工湿地可选择一种或几种植物作为优势种搭配栽种，根据环境条件和植物群落的特征，按一定比例在空间分布和时间分布方面进行安排，达到生态系统高效运转，稳定可持续利用的要求。

　　6.7.5人工湿地植物的种栽/移植可包括根幼苗移植、种子繁殖、收割植物的移植以及盆栽移植等。

　　6.7.6人工湿地种植植物的最佳时间是春季或初夏，夏末或初秋种植也可。

若要在种植的第一年启动人工湿地，可在生长季节结束前或霜冻期来临前3个月～4个月进行种植。

　　6.7.7人工湿地植物的插植密度不得小于3株/m2，潜流人工湿地植物的种植密度宜为9株/m2～25株/m2。

　　6.8防堵塞设计

　　人工湿地防堵塞设计时，应综合考虑污水的悬浮物浓度、有机负荷、投配方式、基质粒径、植物、微生物、运行周期等因素。

可采用以下方法降低堵塞的几率：

　　a）可采用厌氧水解酸化作为预处理，提高污水的可生化性。

　　b）可对污水进行预曝气，提高人工湿地基质中的溶解氧，更好地发挥微生物的分解作用，防止土壤中胞外聚合物的蓄积。

　　c）选择合适的基质粒径及级配，基质粒径及级配的选择应在保证净化效果和防止堵塞两者之间选择一个平衡点。

　　d）设计潜流人工湿地时，必须考虑单元堵塞问题，应设置清淤装置。

7主要设备及材料要求

　　7.1湿地基质选择

　　7.1.1基质的选则应根据基质的机械强度、表面积、稳定性、孔隙度及表面粗糙度等因素确定，且应满足下列条件：

　　a）具有一定的机械强度。

　　b）空间体积及形态方面，基质提供的表面积尽可能大。

　　c）具有一定的生物、化学及热力学稳定性。

　　d）具有一定的孔隙度及表面粗糙度。

　　e）应对固定微生物无害、无抑制作用，不得显著影响固定微生物的生物活性。

　　f）从经济角度讲，基质应具有可再用性。