人工湿地水质净化工程技术指南征求意见稿编制说明河北地方标准Word文件下载.docx

人工湿地水质净化工程技术指南征求意见稿编制说明河北地方标准Word文件下载.docx

《人工湿地水质净化工程技术指南征求意见稿编制说明河北地方标准Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人工湿地水质净化工程技术指南征求意见稿编制说明河北地方标准Word文件下载.docx（44页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

2标准编制研究

2.1已有标准现状

2.1.1现行人工湿地相关标准

我国已发布的人工湿地相关导则、规程和规范以及发布机构和发布时间如下表所示。

表1我国目前已发布施行的标准

发布年份

发布机构

适用水体

标准名

2009

住建部

生活污水、二级出水及其他类似性质出水

RISN-TG006-2009人工湿地污水处理技术导则

2010

环保部

HJ2005-2010人工湿地污水处理工程技术规范

2011

宁夏自治区质监局

DB64/T699-2011农村生活污水处理技术规范

2012

上海市建设交通委

DG/TJ082100-2012人工湿地污水处理技术规程

浙江省质监局

DB33/T868-2012农村生活污水处理技术规范

2014

江苏省住建厅

DGJ32/TJ168-2014有机填料型人工湿地污水处理技术规程

2015

青海省质监局和环保厅

DB63/T1350-2015河湟谷地人工湿地污水处理技术规范

2016

北京市质监局

DB11/T1376-2016农村生活污水人工湿地处理工程技术规范

2019

天津市住建部

DB/T29-259-2019天津市人工湿地污水处理技术规程

2017

广东省质监局

DB44/T1995-2017水解酸化-人工湿地无动力污水处理工程技术规范

云南省质监局

低浓度污水

DB53/T306-2010高原湖泊区域人工湿地技术规范

2018

山东省质监局

微污染水体

DB37/T3394-2018人工湿地水质净化工程技术指南

从表1可见，我国最早的人工湿地相关技术标准是于2009年由住建部标准定额研究所组织编制并发布的。

近年来发布的标准包括天津市人工湿地技术规程、山东省人工湿地技术指南和广东省人工湿地技术规范。

广东省人工湿地技术规范只含有水平流湿地的设计，并不包括垂直流湿地的设计，山东省人工湿地技术指南将潜流湿地不作区分，统一推荐设计参数。

青海省人工湿地技术标准内容主要是针对复合潜流湿地设计推荐的设计参数。

按地区看，华东地区的标准最多，包括山东人工湿地技术指南、江苏人工湿地技术规程、上海人工湿地技术规程等，华南地区有广东人工湿地技术规范，华北地区有北京人工湿地技术规范和天津人工湿地技术规程，西南地区有云南人工湿地技术规范，西北地区有青海人工湿地技术规范和宁夏自治区人工湿地技术规范。

2.1.2现行人工湿地相关标准人工湿地设计参数分析

表2、表3、表5、表6和表7列出了各个技术标准中垂直流人工湿地和水平流人工湿地的设计参数，可以看到水平流人工湿地和垂直流人工湿地设计指标有悬浮物SS浓度、CODCr负荷、BOD5负荷、水力负荷、水力停留时间、床体深度、核心处理层厚度和核心层粒径范围。

CODCr负荷、BOD5负荷指的是单位面积人工湿地可削减的有机污染物质量，常用于计算人工湿地床体面积。

水力负荷指单位时间单位面积人工湿地接纳的污水量。

水力停留时间指水在人工湿地处理区总容积内的平均停留时间。

表9统计了各个技术标准对植物种类选用、种植密度和种植时间的要求。

人工湿地工程设计主要是面积设计计算，但是要保证良好的处理能力，湿地系统的设计深度、填料性质和粒径、植物种类等因素也非常重要。

一、人工湿地负荷设计：

1.进水SS指标和有机污染负荷指标

悬浮物SS会在湿地基质的空隙中积累，为了保证湿地正常运行，必须控制进水SS浓度。

污染负荷指标通常有CODCr负荷（有机负荷）、BOD5负荷（有机负荷）和其他污染（氨氮、总氮和总磷）负荷。

如表2所示，北京规范、浙江规范和山东指南中没有对潜流人工湿地的进水SS浓度做出规定，云南规范的SS浓度最高限值为400mg/L，明显高于其他标准，这与表7中其较大的基质粒径范围对应。

环保部规范和广东规范对水平流人工湿地的进水SS浓度要求值最低，为60mg/L。

表2各标准对潜流人工湿地进水SS浓度的限值

各标准对潜流人工湿地进水SS浓度的限值（单位：

mg/L）

规范

广东

导则

上海

宁夏

江苏

云南

天津

水平流

湿地

60

100

80

400

垂直流

无

如表3中两种潜流湿地的污染负荷指标中，大部分标准的污染负荷指标设计值仅推荐了CODCr负荷或BOD5负荷的其中之一，广东规范和云南规范对两种指标都有推荐值。

对于垂直流湿地，江苏规程的最高CODCr负荷可达90g/（m2·

d），而导则的最高CODCr负荷为20g/（m2·

d）。

对于水平流湿地，最高的CODCr负荷限值为广东规范的50g/（m2·

d），而导则的最高CODCr负荷为16g/（m2·

各标准建议两种湿地的BOD5负荷，大部分的设计值在12gBOD5/（m2·

d）以下。

Li统计分析中国人工湿地，报道了对1990-2015年运行超过三年的人工湿地工程的数据分析结果，发现垂直流湿地的负荷范围为10.6-55.3gBOD5/（m2·

d），而西方国家普遍为6-10gBOD5/（m2·

表3各标准对潜流人工湿地有机污染负荷建议值

各标准对潜流人工湿地有机污染负荷建议值（单位：

g/（m2·

d））

北京

规程

浙江

山东

指南

CODCr负荷

≤20

50-90

0.5-10

10-15

16-32

BOD5负荷

8-12

≤8

6-8

5-8

≤16

≤40

25-

45

20-50

5-15

宋丽丽等统计了全国各个地区的生活污水ρ（BOD5）/ρ（CODCr）比值，全国的ρ（BOD5）/ρ（CODCr）平均值为0.45，华北地区ρ（BOD5）/ρ（CODCr）平均值为0.46，华东地区ρ（BOD5）/ρ（CODCr）平均值为0.42，华南地区ρ（BOD5）/ρ（CODCr）平均值为0.49，西北地区ρ（BOD5）/ρ（CODCr）平均值为0.44。

使用各地区的ρ（BOD5）/ρ（CODCr）平均值用于CODCr负荷与BOD5负荷的换算，计算结果如表4所示。

表4各标准对潜流人工湿地有机污染负荷计算值

各标准对潜流人工湿地有机污染负荷计算值（单位：

全国

华北

华东

华南

西南

西北

CODCr

17.8-26.7

≤17.4

13-17.4

≤60

19-28.6

18.2-27.3

BOD5

≤9

≤25.2

21-37.8

0.2-4.2

10.9-17.4

25-45

≤7.2

≤16.8

11.5-18.9

表4中数据显示，华北地区的北京规范和西南地区的云南规范的污染负荷低于国家环保部规范中的最小污染负荷值，北京规范的取值与住建部导则较为接近，而上海规程和江苏规程的最大污染负荷值很大程度超过了国家环保部规范的最大值，导致这种差距的原因应当是由于人工湿地设计的床体深度、选择的基质材料以及气候的差异造成的，对于垂直流湿地，上海规程建议粒径范围是2-6mm，而北京规范推荐的粒径范围为0.2-5mm，北京规范和上海规范其他设计指标比较接近，推测应当是污水性质不同和气候影响使得规范中推荐的污染负荷设计值不同。

2.潜流人工湿地的水力学指标

本文中提及的人工湿地标准的适用对象，都是生活污水、二级出水、或类似性质污水。

从表5中看出垂直流人工湿地的水力负荷设计值普遍高于水平流人工湿地，垂直流人工湿地的水力负荷通常在1000L/（m2·

d））以下，水平流人工湿地通常在500L/（m2·

d））以下。

各个标准之间差异明显。

水力停留时间指污水在人工湿地内的平均驻留时间，主要和污水流量、湿地床体体积及基质空隙率有关。

各个标准中两种潜流人工湿地的水力停留时间差别不大。

表5各标准对潜流人工湿地水力负荷建议值

各标准对潜流人工湿地水力负荷建议值（单位：

L/（m2·

＜1000

（北方200-500

南方400-800）

≤80

（生物处理）

≤120

（深度处理）

≤200

≤400

≤300

800-

1000

40-

240

200-

100-

500

＜500

≤40（a）

100-300（b）

≤250

400-

600

250

注：

a指面积不受限情况下水力负荷值；

b指面积受限情况下水力负荷值

如表6所示，各标准中垂直流湿地的水力负荷有明显不同。

西南地区的云南规范和西北地区的宁夏规范中水力负荷范围与环保部规范相近和保持一致，推荐的设计值应与设计人口规模及经济发展状况相符合。

水平流湿地的水力负荷除山东指南外，大部分标准的建议设计值都环保部规范的建议范围内。

山东指南的适用对象为微污染水体，水力负荷最大值超过环保部规范的建议值。

与环保部规范相比，华北地区的北京规范和天津规程、华东地区的上海规程及浙江规范和华南地区的广东规范的水力负荷最大值小于其对北方地区和南方地区建议的最小值，这可能归因于北京市、天津市、上海市、浙江省和广东省已执行或即将执行的更高的农村生活污水排放标准,而江苏规程使用的是有机填料并且核心处理层厚度更大，水力负荷范围则超过环保部规范建议的最大值。

二、人工湿地深度设计：

比较不同标准的人工湿地床体深度和核心处理层厚度，如表6所示。

大多数标准中垂直流流人工湿地床体深度至少为800mm，最大值为2000mm，核心处理层厚度至少为400mm。

宁夏规范的床体深度范围最大，为1600-2000mm。

垂直流湿地床体深度一般须根据冬季环境温度、植物种类和根系生长深度确定，以保证湿地床中必要的好氧条件和一定的保温效果。

深度越大，水平流湿地和垂直流湿地容水量越大，间歇运行的垂直流湿地好氧条件越好，但提高了单位面积的成本，并且更换基质难度大、成本高，维护困难。

水平流湿地深度至少为600mm，最大值为2000mm。

大部分标准缺少对核心处理层厚度的建议。

表6各标准对潜流人工湿地深度建议值

垂直流湿地

床体深度

（单位：

mm）

≥800

2000

1200-

1600

≤2000

1200

1500-

1600-

核心处理层厚度

≥500

600-

900

1700

1400

水平流湿地

1500

700-

1250-

1350

＞1000

1000-

500-

900-

三、填料性质和粒径要求：

核心处理层的基质粒径也是影响处理效率的关键设计指标。

人工湿地基质的粒径是人工湿地设计的重要参数，一方面，粒径的大小影响湿地比表面积，粒径越小，基质床体比表面积越大，对污染物的吸附效果越好，且越有利于微生物的附着生长。

如表8所示，Pelissari等在孟加拉国达卡市进行了垂直流人工湿地中试试验，基质粒径为3-8mm，CODCr去除率只有63.8%，效果不太好，Paing等在法国调研169个垂直流人工湿地，其中18个使用小粒径砾石的紧凑型垂直流人工湿地表现相对较好，COD去除率达到了80%以上。

另一方面，粒径的减小，降低了湿地床体的水力传导性，增加了湿地堵塞风险。

潜流人工湿地最常选用的基质粒径范围是4-16mm，对于水平流人工湿地，在进水配水区和出水集水区需要使用更大粒径的基质。

北京规范和宁夏规范要求填料粉末含量应符合设计要求值，但没有给出具体要求。

丹麦指南要求粘土和淤泥（颗粒小于0.125mm）的含量必须小于0.5％，可供参考。

住建部导则和广东规范要求填料粒径符合级配曲线范围，但广东规范没有给出级配曲线。

表7各标准对潜流人工湿地填料层粒径的建议值

核心层粒径范围

0.2-6

0.2-5

2-6

2-8

12-30

60-100（上）

10-20（中）

5-10（底）

8-16

2-20

4-8

4-30

（上层粗砂）

150-300（中）

300-600（底）

20-40

（中段）

5-10

（末段）

进水区、出水区

粒径范围

16-6

（进水区）

（出水区）

20-

25-15

60-100

表8.典型垂直流人工湿地的数据比较

来源

核心层

深度

浓度

去除效率

氨氮

潘涛

0.2-6mm粗砂

456mg/l

94%

73.3mg/l

93%

Brix

d60=1-4mm砾石

1000mm

507mg/l

98%

242mg/l

76%

254mg/l

92%

105mg/l

78%

Paing

0.5-4mm片岩

+4-10mm砾石

500mm

200mm

722mg/l

86%

268mg/l

2-8mm

砾石

400-500mm

841mg/l

80%

360mg/l

Saeed

3-8mm

700mm

315.2mg/l

63.80%

18.6mg/l

68.21%

四、人工湿地对植物的要求:

表9各个标准中对于植物种类、数量、种植时间的要求

名称

建议潜流湿地种植的植物种类

数量

种植时间

芦苇、蒲草、荸荠、莲、水芹、水葱、茭白、香蒲、千屈菜、菖蒲、水麦冬、风车草、灯芯草

按种类与工程要求调整，推荐为9株/㎡-25株/㎡

春季

芦苇、香蒲、美人蕉、菖蒲、水葱、风车草、灯芯草、再力花

按种类调整，芦苇为4株/㎡-6株/㎡

芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、千屈菜、茭白

春季（最佳）夏季、秋季

芦苇、香蒲、菖蒲、黄花鸢尾、千屈

菜、水葱、藨草

9株/㎡-25株/㎡

宜春季或初夏，

夏末或初秋也可种植

有植物种类与种植密度表，芦苇为16株/㎡-25株/㎡，（2-3株或芽/丛）

3、4月份或越冬期

芦苇、香蒲、富蒲、美人蕉、水葱、灯芯草、旱伞草、再力花、千屈菜、鸢尾、高草、麦冬等

各类植物按规程中间距要求种植，芦苇为25株/㎡

4月初至8月底，成活率高

芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、水竹、水葱、大米草、灯芯草、再力花、芦竹、鸢尾、千屈菜、纸莎草

一般每平方米8-10穴，每穴栽2-3株。

芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、黄花鸢尾等本地植物

芦苇、香蒲、水葱、美人蕉、风车草、香根草、再力花、泰国慈菇、水禾、水竹、花叶芦竹

有植物种类与种植密度推荐表，芦苇为16丛/㎡-25丛/㎡（2-3株或芽/丛）

芦苇、香蒲、菖蒲、旱伞竹、风车草、美人蕉、

马蹄莲

4丛/㎡，2株-3株/丛。

芦苇、香蒲、美人蕉、菖蒲、水葱、千屈菜、茭白

有植物配置表，芦苇为16株/㎡-20株/㎡

青海

芦苇、香蒲、菖蒲、水葱

依株行距计算得13株/㎡-33株/㎡

春季，亦可在适宜地区于夏末秋初建植

各标准对人工湿地的植物部分提出植物种类选用、种植密度、种植时间、种植方法、植物驯养和植物管理等方面的建议，住建部导则、上海规程、江苏规程对植物部分的描述相对更细致。

各标准对人工湿地选用植物的要求可以总结为耐污去污能力强、根系发达和生物量大、移植成活率高、耐寒、抗病害、兼顾观赏性和经济性的六个特性，部分标准提及其中三至四点。

如表9所示，芦苇、香蒲、菖蒲、水葱为各规范均推荐选用的人工湿地植物，环保部规范、上海规程、江苏规程、浙江规范、广东规范中提及的植物种类数量较多。

表9中，各标准对单位面积栽种的植物数量建议范围存在差异，地方标准中，云南规范的植物种植密度最小，住建部导则对芦苇的建议种植密度最小，其理由是挺水植物生长繁殖速度快，种植初期密度不宜过大[1]。

除未给出种植时间