人工湿地水质净化工程技术
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人工湿地水质净化工程技术指南(征求意见稿)编制说明《人工湿地水质净化工程技术指南》编制组二〇一九年十月项目名称:人工湿地水质净化工程技术指南项目统一编号:本规范起草单位:河北省环境工程评估中心、北京科技大学。
本规范主要起草人员:本规范主要审查人员:目录1项目背景 01.1项目来源 01.2工作过程 (1)1.2.1现状调研 (1)1.2.2资料收集与整理 (1)1.2.3标准制订 (1)2标准编制研究 (2)2.1已有标准现状 (2)2.1.1现行人工湿地相关标准 (2)2.1.2现行人工湿地相关标准人工湿地设计参数分析 (3)2.2现场调研情况 (10)2.2.1河北省霸州市石沟干渠生态砾石床湿地水体净化工程 (10)2.2.2河北省廊坊市安次区龙河水环境综合治理工程 (14)2.2.3河北省廊坊市香河县生态砾石床 (17)2.2.4河北省沧州南大港污水处理厂 (20)3标准主要技术内容 (24)3.1标准适用范围 (24)3.2标准章节主要包含的内容 (24)3.3术语和定义 (24)3.4主要技术说明 (24)3.4.1术语定义 (24)3.4.2设计要求 (25)3.4.3预处理 (27)3.4.4人工湿地系统 (28)3.4.5施工和验收 (34)3.4.6运行与管理 (36)1项目背景1.1项目来源自19世纪80年代以来,我国人工湿地发展经历了研究与探索、应用和提升阶段,如今,人工湿地技术在生活污水、养殖废水、工业废水、农业退水、河水、黑臭水体等领域已经得到了广泛的应用。
为了推广和规范该技术,2009年及2010年住建部和环保部分别发布了人工湿地相关技术规范。
因此,在人工湿地的设计、运行与管理方面积累了一定的经验。
为深入推进水污染防治,打好碧水保卫战,我省水污染防治工作领导小组办公室组织制定了《河北省碧水保卫战三年行动计划( 2018-2020年) 》,明确以水环境质量改善为核心, 着力开展八大专项行动,多次提出实施人工湿地工程建设,以保持优良水质不退化,不达标控制单元确保水质按期达标:其中“大运河生态带”中要求“以卫运河、南运河、北运河等重污染河流为靶向,加快实施人工湿地建设等治理项目,加强生态流量保障工程建设”,“(三)河流湖库流域综合治理专项行动——修复水生态空间”中提出“实施生态缓冲带保护修复工程、人工湿地工程建设”,“水质达到或优于Ⅲ类的控制单元,要加大保护力度,针对性实施人工湿地和初期雨水收集处理等工程,进一步削减入河(湖)污染负荷,保持优良水质不退化;全力推进滹沱河、龙河、凤河、沧浪渠、滏阳河等重污染河流(河段)环境治理攻坚,强化污染源头治理……人工湿地建设等措施,确保水质按期达标”等。
人工湿地水质净化技术标准一、引言随着工业化和城市化的快速发展,水资源短缺和水环境污染问题日益严重。
为了保护水资源,改善水环境质量,人工湿地作为一种具有较高处理效率和良好生态效益的水处理技术得到了广泛关注和应用。
为了规范人工湿地的设计、建设和运行管理,提高水质净化效果,本标准对人工湿地水质净化技术进行了规定。
二、适用范围本标准适用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村生活污水处理等场所的人工湿地水质净化工程。
三、术语和定义1. 人工湿地:通过模拟自然湿地生态系统,利用植物、微生物和土壤等生物和非生物要素共同作用,对污水进行净化处理的工程设施。
2. 水质净化效果:人工湿地对污水中污染物的去除效果,包括有机物、氮、磷等污染物的去除率。
四、设计原则1. 人工湿地的设计应根据污水处理规模、水质特点、地形地貌等因素,合理选择湿地类型、植物种类和布局方式。
2. 人工湿地的设计应充分考虑生态安全、经济可行性和运行管理要求。
3. 人工湿地的设计应符合国家和地方有关法律法规、标准和技术规范的要求。
五、设计参数1. 人工湿地的处理能力应根据污水处理规模、水质特点和湿地类型等因素确定。
2. 人工湿地的水力负荷应根据湿地类型、植物种类和生长状况等因素确定。
3. 人工湿地的水力停留时间应根据污水处理规模、水质特点和湿地类型等因素确定。
4. 人工湿地的填料厚度应根据湿地类型、植物种类和生长状况等因素确定。
六、施工与验收1. 人工湿地的施工应符合国家和地方有关法律法规、标准和技术规范的要求。
2. 人工湿地的施工应保证工程质量,确保湿地各组成部分的正常运行。
3. 人工湿地的验收应按照国家和地方有关法律法规、标准和技术规范的要求进行。
七、运行与管理1. 人工湿地的运行应保证水质净化效果,确保出水达到国家和地方有关法律法规、标准和技术规范的要求。
2. 人工湿地的运行应定期对湿地各组成部分进行检查、维护和修复,确保湿地的正常运行。
3. 人工湿地的运行应建立健全运行管理制度,加强对运行人员的培训和管理。
人工湿地法污水处理技术资料2009年1月10日目录一:人工湿地技术简介 (2)1.1人工湿地的概念 (2)1.2 人工湿地的类型 (3)1.3 人工湿地的构造 (5)二人工湿地去除污染物机理 (7)2.1 有机物的去除 (7)2.2 氮的去除 (7)2.3 磷的去除 (8)2.4 悬浮物的去除 (8)三人工湿地处理技术的优缺点 (9)一:人工湿地技术简介1.1人工湿地的概念人工湿地污水处理技术是(CW-Constructed Wetland)一种人工将污水有控制地投配到种有水生植物的土地上,按不同方式控制有效停留时间并使其沿着一定的方向流动,在物理、化学、生物共同作用下,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现水质净化的生物处理技术。
采用人工湿地技术净化污水始于1953年德国的Max Planck研究所,该研究所的Seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机物和无机物。
到20世纪70年代末期逐渐发展成为一种独具特色的新型污水处理技术。
人工湿地污水处理技术具有处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。
同时,人工湿地对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有益处。
因此,大力开发人工湿地污水处理技术,对我国水环境污染的治理具有重大的意义,在我国具有广泛的发展前景。
1.2 人工湿地的类型人工湿地的基本类型自由表面流人工湿地(FWS):和自然湿地相类似,水面位于湿地基质层以上,其水深一般为0.3—0.5m,采用最多的水流形式为地表径流,这种类型的人工湿地中,污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面,部分污水蒸发或渗入湿地,出水经溢流堰流出。
这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。
潜流型人工湿地系统(SFS):污水在湿地床的表面下流动,利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。
人工湿地工程是一种新型的生态修复技术,通过模拟自然湿地生态系统,利用微生物、植物、土壤等生物和非生物因素的共同作用,对污水进行深度处理和净化。
近年来,在我国环境保护和治理中,人工湿地工程发挥了重要作用,得到了广泛的应用。
本文将从人工湿地工程的定义、特点、施工流程和应用等方面进行介绍。
一、人工湿地工程的定义与特点人工湿地工程是指通过人工构建的湿地生态系统,对污水进行处理和净化的工程。
它具有以下特点:1. 生态效益高:人工湿地工程能够有效地去除污水中的有机物、氮、磷等污染物,提高水质,同时还能改善湿地周边的生态环境,恢复生物多样性。
2. 处理效果稳定:人工湿地工程具有很强的抗冲击负荷能力,能够在不同季节和不同水质条件下保持稳定的处理效果。
3. 投资运营成本低:人工湿地工程的建设成本相对较低,且运行维护简单,能耗低,适合在我国国情下推广应用。
4. 具有良好的景观效果:人工湿地工程的建设过程中,可以结合当地的文化和景观特点,打造优美的湿地景观,提升城市形象。
二、人工湿地工程的施工流程人工湿地工程的施工流程主要包括以下几个阶段:1. 施工准备:包括工程图纸会审、施工方案制定、施工队伍组织、施工材料准备等。
2. 场地平整:对施工场地进行平整,清除杂物,为湿地工程建设创造良好的基础条件。
3. 湿地构建:根据设计要求,构建湿地床体、植被、护坡等结构,并进行排水、进水等系统的设计和施工。
4. 湿地填充:在湿地床体中填充介质,如砂、石、土壤等,为微生物和植物提供生长环境。
5. 植被种植:选择适合湿地环境的植物,进行种植和养护,形成稳定的湿地生态系统。
6. 系统调试:对人工湿地工程进行调试,确保各项设施正常运行,处理效果达到预期目标。
7. 竣工验收:完成工程建设的各项任务后,进行竣工验收,交付使用。
三、人工湿地工程的应用人工湿地工程在我国得到了广泛的应用,主要应用于以下几个方面:1. 城市污水处理:人工湿地工程可以有效去除城市污水中的有机物、氮、磷等污染物,提高水质,减轻城市环境压力。
高效垂直流人工湿地系统水质净化技术介绍工艺原理人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法,其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物,从而建立起一个人工湿地生态系统,当污水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化。
方法特点人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点,同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用。
但另一方面具有占地面积较大的缺点。
适用范围经过人工湿地系统系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准,因此它实际上是一种深度处理的方法。
特别适用于饮用水源和景观用水保护,处理后的水可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。
因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的生活污水或直接对受污染水体的水进行处理,或者为这些水体提供清洁的水源补充。
基建与运行费用基建费用与很多因素有关:地形特征、地层结构、选用的前处理方法、进水水质情况、出水水质要求、外观要求等等因素有关。
因而根据情况的不同有很大差异,但比二级污水处理厂低很多。
人工湿地系统运行费用特别低,如果仅以电费计,通常不会超过0.05元/吨/天(主要用于提高进水水位,如果水位不需提升则没有此项费用),另外需要工人进行简单的操作和维护管理。
处理效果出水水质可以因进水水质或停留时间的不同达到地面水水质标准(GB3838-88)II至V类标准。
系统可以根据进水水质状况和出水水质要求进行设计。
研究与应用实例1.研究工作1996年以来,深圳市环境科学研究所开展了热带和亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建的生物工艺学对策研究(1996.9-1999.9)项目,此项目为为欧盟科学,研究与发展部主管的与第三世界国家和国际组织合作项目,是由中国、德国和奥地利的六个研究单位合作开展的。
该课题研究的主导思想是利用能耗低、运行费用低的人工湿地系统和生态学方法净化地面水,可应用于饮用水、景观用水的净化和污水处理。
水质净化湿地施工方案设计引言水质净化湿地是一种生态工程方法,通过运用湿地中的植物和微生物,以及湿地自身的物理、化学和生物过程,去除水中的污染物,改善水质。
本文将详细介绍水质净化湿地的施工方案设计。
施工方案设计步骤1. 地点选择首先要选择适合建设水质净化湿地的地点。
选择地点要考虑水源的污染程度、流量、土质等因素。
同时要符合环保要求,不对生态环境造成不良影响。
2. 湿地类型选择根据具体需要,选择合适的湿地类型。
常见的湿地类型包括自然湿地、人工湿地、人工修复湿地等。
每种湿地类型的净化效果和适用场景都有所不同,根据需要选择最合适的类型。
3. 设计湿地规模根据实际需要和地点条件,确定湿地的规模。
湿地规模的大小与处理水量和净化效果直接相关。
要充分考虑湿地的生态容量和可持续性发展问题。
4. 确定湿地布局确定湿地的布局是施工方案设计中的重要环节。
可以根据需要设计多个湿地单元并进行串联,以提高净化效果。
同时还要考虑湿地的进水口、出水口、水流动方式等因素。
5. 确定植被配置湿地的植被配置是影响湿地净化效果的重要因素。
根据施工需求和实际情况,选择适宜的植物种类和密度。
植物能够吸收水中的营养物质和重金属,对水质净化起到积极作用。
6. 设计渗透层和滤料层渗透层和滤料层的设计对于湿地净化效果至关重要。
渗透层应具有良好的渗透性,能够使水快速渗透到滤料层。
滤料层应具有良好的除污能力,能够有效去除水中的悬浮物和污染物。
7. 设计进水系统和出水系统设计进水系统和出水系统是确保湿地正常运行的关键。
进水系统要能够稳定地将污水引入湿地并均匀分布。
出水系统要能够有效地收集和排放净化后的水。
此外,还需考虑进水口和出水口的维护和清理问题。
8. 考虑污泥处理湿地运行一段时间后,湿地中会产生大量的污泥。
设计方案中要考虑对污泥的处理和利用。
常见的处理方法包括厌氧发酵、土壤堆肥等。
9. 安全考虑在设计施工方案时,要充分考虑安全性问题。
包括施工过程中的安全防护,例如围栏、安全标识等。
一、工程背景随着城市化进程的加快,城市水体污染问题日益严重,为改善城市生态环境,提高居民生活质量,本项目对人工湖进行水生态工程施工,以恢复和改善水生态环境。
二、工程目标1. 提高人工湖水环境质量,使水质达到地表水IV类标准。
2. 优化人工湖生态系统,提高生物多样性。
3. 增强人工湖的景观效果,提升城市形象。
三、工程内容1. 水质净化工程(1)设置人工湿地系统,利用植物、微生物等生物净化水质。
(2)建设曝气系统,增加水体溶解氧,改善水质。
(3)实施底泥疏浚,清除底泥污染物。
2. 生态修复工程(1)恢复湖岸植被,提高湖岸生态稳定性。
(2)建设生态浮岛,增加水生植物种类,丰富水生生物多样性。
(3)设置鱼道,方便鱼类洄游,提高生物多样性。
3. 景观提升工程(1)改造湖岸景观,建设亲水平台、观景平台等。
(2)设置景观照明,增强夜间景观效果。
(3)完善周边配套设施,如停车场、休息区等。
四、施工方案1. 施工组织(1)成立项目领导小组,负责项目整体规划、协调、监督等工作。
(2)设立施工项目部,负责具体施工、质量、安全等工作。
(3)明确各部门职责,确保施工顺利进行。
2. 施工进度(1)编制施工进度计划,明确各阶段施工时间节点。
(2)合理安排施工工序,确保各工程内容同步推进。
(3)加强施工管理,确保工程按期完成。
3. 施工技术(1)采用先进的施工技术,提高施工质量和效率。
(2)加强施工过程控制,确保工程质量符合设计要求。
(3)注重施工安全,严格执行安全生产规定。
4. 质量控制(1)制定严格的质量管理制度,确保施工质量。
(2)加强原材料、施工过程、成品检验,确保工程质量。
(3)对不合格工程及时整改,确保工程达标。
5. 环境保护(1)加强施工现场环境管理,减少施工对周边环境的影响。
(2)采用环保材料,降低施工污染。
(3)加强施工废弃物处理,确保环保达标。
五、施工保障措施1. 人员保障:选拔经验丰富、责任心强的施工人员,确保施工质量。
人工湿地水质净化工程方案一、背景随着城市化和工业化的快速发展,水资源的污染问题日益严重,特别是地表水和地下水污染的情况越来越严重。
为了解决这一问题,人工湿地水质净化工程应运而生。
人工湿地是一种通过植物和微生物的作用,利用湿地土壤、植物和微生物对水体中的有害物质进行吸附、降解和转化的一种天然生态工程。
通过构建人工湿地,可以有效地净化污水,改善水质,保护地下水资源,增加湿地生态系统功能,促进生物多样性的恢复和稳定。
二、目标本次工程的目标是利用人工湿地对城市污水进行净化处理,降低COD、氨氮、重金属等污染物的含量,提高水质达标排放,减轻环境压力,保护水资源,改善生态环境。
三、工程原理人工湿地水质净化的工程原理主要包括植物吸附、微生物降解和土壤过滤等过程。
植物根系可以吸附和富集水体中的有机物和重金属等污染物,同时植物本身和根际微生物可以进行污染物的吸附、分解和转化。
湿地土壤可以起到过滤和转化污染物的作用,有效降解污染物的浓度,提高水质。
四、工程设计1. 选址人工湿地水质净化工程选址应尽量选择城市污水排放口附近,以达到减少输送成本、方便管线布设和运维管理的目的。
2. 工程规模根据当地城市污水处理规模和水质净化需求,确定人工湿地的规模和设计处理能力,一般按照单位面积处理能力来设计。
一般可按照每平方米处理5-10吨水的规模设计。
3. 工程构建人工湿地由水文土壤环境、植物群落和微生物群落组成。
水文土壤环境包括水体、湿地土壤和植被层,应根据当地的水资源和土壤环境情况进行合理构建。
植物群落主要选择适合水质净化的湿地植物进行植被配置,不同层次的植物对污染物的去除效果不同,应进行合理配置。
微生物群落主要是通过土壤中的细菌和真菌来达到水质净化的效果。
4. 工程运维人工湿地水质净化工程的运维管理包括植被养护和土壤保护。
应定期对植被进行修剪和除草,保持湿地水体通畅。
对湿地土壤进行合理施肥和保水,保持土壤的通透性和生物活性,以保证湿地的水质净化效果。
污水处理中的人工湿地技术应用随着城市化进程的不断加快,城市污水处理成为重要的环保问题。
人工湿地技术作为一种生物处理方法,在城市污水处理中发挥着重要的作用。
本文将就污水处理中的人工湿地技术应用进行探讨。
一、人工湿地技术概述人工湿地技术是一种利用湿地植物、微生物等生物组合体的作用,通过生物、物理和化学作用共同处理水体中的有机物、氮、磷等污染物的技术。
它以湿地植物为载体,通过湿地植物的吸收和生物膜的作用,将污水中的有害物质分解、吸收、降解,最终达到净化水质的目的。
二、人工湿地技术的优点1. 生态环保:人工湿地技术是一种生态系统工程,它模仿自然湿地的生态过程,具有良好的生态环境效应。
2. 经济效益:相较于传统的污水处理设备,人工湿地的建设和运维成本较低,具有一定的经济效益。
3. 水资源利用:人工湿地技术可将废水中的水分循环利用,在达到净化效果的同时,实现了对水资源的有效利用。
三、人工湿地技术的应用领域1. 城市污水处理:人工湿地技术广泛应用于城市污水处理厂,作为传统污水处理设备的补充,能够有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。
2. 工业废水处理:人工湿地技术也适用于一些工业废水的处理,如化工厂废水、冶金厂废水等,能够有效去除废水中的有机物和重金属等污染物。
3. 农田灌溉:人工湿地技术可将河道中的水源通过处理后用于农田灌溉,既减少了污水对自然水体的污染,又实现了水资源的可持续利用。
四、人工湿地技术应用案例1. 某市污水处理厂引入人工湿地技术,通过建设湿地植物区、沉淀池和过滤层等设施,成功将污水中的有机物、氮、磷等污染物降解处理,使处理后的水质达到国家标准,可用于循环利用或者河流排放。
2. 某化工厂废水处理采用人工湿地技术,在人工湿地内种植特定的湿地植物,并通过湿地植物的根系和微生物的作用,将废水中的有机物和重金属降解去除,达到了排放标准。
五、人工湿地技术面临的挑战1. 技术问题:人工湿地技术还需要进一步完善,特别是在硬质有机物和微污染物的处理上,仍存在一定困难。
人工湿地水质净化工程技术指南(征求意见稿)编制说明《人工湿地水质净化工程技术指南》编制组二◦一九年十月I项目名称:人工湿地水质净化工程技术指南项目统一编号:本规范起草单位:河北省环境工程评估中心、北京科技大学。
本规范主要起草人员:本规范主要审查人员:1项目背景 (1)1.1项目来源 (1)1.2工作过程 (2)1.2.1现状调研 (2)122 资料收集与整理 (2)1.2.3 标准制订 (2)2标准编制研究 (3)2.1已有标准现状 (3)2.1.1现行人工湿地相关标准 (3)2.1.2现行人工湿地相关标准人工湿地设计参数分析 (4)2.2现场调研情况 (11)2.2.1河北省霸州市石沟干渠生态砾石床湿地水体净化工程 (11)2.2.2河北省廊坊市安次区龙河水环境综合治理工程 (15)2.2.3河北省廊坊市香河县生态砾石床 (18)2.2.4河北省沧州南大港污水处理厂 (21)3标准主要技术内容 (25)3.1标准适用范围 (25)3.2标准章节主要包含的内容 (25)3.3术语和定义 (25)3.4主要技术说明 (25)3.4.1术语定义 (25)3.4.2设计要求 (26)3.4.3预处理 (28)3.4.4人工湿地系统 (29)3.4.5施工和验收 (35)1项目背景1.1项目来源自19世纪80年代以来,我国人工湿地发展经历了研究与探索、应用和提升阶段,如今,人工湿地技术在生活污水、养殖废水、工业废水、农业退水、河水、黑臭水体等领域已经得到了广泛的应用。
为了推广和规范该技术,2009年及2010 年住建部和环保部分别发布了人工湿地相关技术规范。
因此,在人工湿地的设计、运行与管理方面积累了一定的经验。
为深入推进水污染防治,打好碧水保卫战,我省水污染防治工作领导小组办公室组织制定了《河北省碧水保卫战三年行动计划(2018 — 2020年)》,明确以水环境质量改善为核心,着力开展八大专项行动,多次提出实施人工湿地工程建设,以保持优良水质不退化,不达标控制单元确保水质按期达标:其中“大运河生态带”中要求“以卫运河、南运河、北运河等重污染河流为靶向,加快实施人工湿地建设等治理项目,加强生态流量保障工程建设”,“(三)河流湖库流域综合治理专项行动一一修复水生态空间”中提出“实施生态缓冲带保护修复工程、人工湿地工程建设”,“水质达到或优于川类的控制单元,要加大保护力度,针对性实施人工湿地和初期雨水收集处理等工程,进一步削减入河(湖)污染负荷,保持优良水质不退化;全力推进滹沱河、龙河、凤河、沧浪渠、滏阳河等重污染河流(河段)环境治理攻坚,强化污染源头治理……人工湿地建设等措施,确保水质按期达标”等。
我省《关于白洋淀生态环境治理和保护意见》中提出:(1)安装傍水村庭院式人工湿地污水处理系统,(2)开展河流湿地建设,优先启动府河、漕河、瀑河、萍河、唐河、孝义河、潴龙河等汇入雄安新区前,在行洪范围外生态湿地项目建设。
此外,河北省已发布《大清河流域水污染物排放标准》(DB13/2795-2018)、《子牙河流域水污染物排放标准》(DB13/2796-2018)、《黑龙港及运东流域水污染物排放标准》(DB13/2797-2018)三部地方标准。
这些都对流域水污染防治提出新要求,更是为水质净化提出了新挑战,也推动了人工湿地技术的应用。
因此,在已有的地方经验基础上,以国家行业标准为依托,因地制宜的制定河北省人工湿地水质净化工程技术指南具有重要意义。
1.2工作过程1.2.1现状调研标准编制组于2019年7-8月赴本省和外省进行调研考察,考察内容为采用人工湿地技术的污水处理、河道治理等生态工程,调查包括项目建设前环境影响评价工作的实施情况,项目工艺参数如处理水量、湿地类型、填料选择、植物栽种等,项目施工过程中构筑物的主要技术指标,如坡度、补水管、排水管的布置等,项目竣工的验收程序及环境影响相关的主要技术指标。
与项目运行方调研建设后湿地工程的运行情况、进出水水质指标、各运行单元的去除率,运行维护中的关键要点及维护状况。
在调研过程中,标准编制组还与项目设计、施工相关方代表进行了交流,广泛听取了各方面代表和专家的建议和意见。
1.2.2资料收集与整理标准编制组收集了北京、山东等部分省份人工湿地设计、竣工验收相关标准,收集查阅了泰国、德国等国外发达国家生态工程相关标准。
结合所调研的正在施行湿地工程的在线监测数据,基本掌握了人工湿地技术的主要工艺流程、污染物净化特点及运行管理现状等,为标准的起草奠定了基础。
1.2.3标准制订在上述工作的基础上,标准编制组通过研究人工湿地的主要工艺设计、净化效率、运行管理维护、竣工验收等主要关键环节,并参考国内外相关排放标准及国内外现有的最佳实用工艺,确定了标准建议参数。
2019年10月,标准编制组完成《人工湿地水质净化工程技术指南(征求意见稿)》和编制说明。
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、COD cr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。
COD cr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COD cr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400 mg/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60 mg/L。
湿地垂直流80 无湿地如表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COD cr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COD cr负荷可达90 g/(m2d),而导则的最高COD cr负荷为20 g/(m2 d)。
对于水平流湿地,最高的COD cr负荷限值为广东规范的50 g/(m2 d),而导则的最高COD Cr负荷为16 g/(m2 d)。
各标准建议两种湿地的BOD5负荷,大部分的设计值在12 g BOD5/(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10.6-55.3g BOD5/(m2 d),而西方国家普遍为6-10 g BOD5/(m2 d)。
宋丽丽等统计了全国各个地区的生活污水P BOD5)/ P COD cr)比值,全国的P BOD5)/ pCOD cr)平均值为0.45,华北地区P BOD5)/ P COD cr)平均值为0.46,华东地区P BOD5)/P COD cr)平均值为0.42,华南地区P BOD5)/P COD cr)平均值为0.49,西北地区P BOD5)/ P COD cr)平均值为0.44。
使用各地区的P BOD 5)/ PCOD cr)平均值用于COD cr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1000 L/(m2d))以下,水平流人工湿地通常在500 L/(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a b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。