高原湖泊区域人工湿地技术规范

1、 ICS 83.140 Y 28 中 华 人民共 和国 国家 质量 监督 检验检疫总局备案号：-2008 DB53/T 3062010 高原湖泊区域人工湿地技术规范 Technical specifications of constructed wetlands in plateau lake region 2010-03-16 发布 2010-07-01 实施 云南省质量技术监督局 发布 ICS 13.020 Z06 中华 人民共和 国国家质 量监督 检验检疫总局备案号：27409-2010 DB53/T 3062010 I 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水污染防治法

2、，实现云南省高原湖泊地区低浓度面源污水净化，削减入湖面源污染负荷，科学合理地指导人工湿地工程设计、建设及运行维护管理工作，充分地发挥人工湿地的生态环境效益，防治湖泊污染，保护和改善湖泊环境质量，特制定本标准。 本标准按 GB/T 1.12009标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写规则给出的规则起草。 本标准由云南省环境保护厅提出并归口。 本标准起草单位：云南省环境科学研究院。 本标准主要起草人：陈静、杨逢乐、和丽萍、田军、李跃青。 DB53/T 3062010 1 高原湖泊区域人工湿地技术规范 1 范围 本标准规定了高原湖泊区域人工湿地的术语和定义、适宜范围及进出水水质、类型及设计、

3、土建、湿地植物选择及配置、监测监控、维护及运行管理等方面的技术要求。 本标准适用于高原湖泊区域水污染防治中新建、改建和扩建人工湿地工程的工程设计、建设、运行和维护管理。其他地区的人工湿地可根据当地具体情况作适当调整后参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50014 室外排水设计规范 水和废水监测分析方法国家环境保护总局（第四版） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 人工湿地 constructed wetlands 是

4、一种由人工建造和监督控制的与沼泽地类似的场地，其主要利用自然生态系统中的物理、生物化学等多重协同作用来实现对污水的净化作用。 3.2 格栅 bar screen 用于拦截水中尺寸较大漂浮物或其它杂物的装置。 3.3 沉砂池 grit chambar 去除水中自重较大、能自然沉降的较大粒径砂粒和杂粒的构筑物。 3.4 布水 influent distribution 控制人工湿地单元进水流量、方向、路径，实现人工湿地均匀配水。 3.5 填料 filler 人工湿地内的固体填充物。 3.6 外围堤埂 external dyke 人工砌筑而成的人工湿地外围边界堤埂。 3.7 中间导流埂 interm

5、ediate diversion of dyke 为了使人工湿地配水均匀而于人工湿地内设置的堤埂，用于划分湿地单元和疏导水流方向。 DB53/T 3062010 2 3.8 表流 surface flow 在人工湿地表面自由流动的水流，存在自由水面。 3.9 潜流 subsurface flow 在人工湿地填料孔隙中流动的水流。 3.10 氧化塘 oxdation pond 对人工湿地来水进行水量调蓄、均质、悬浮固体颗粒物沉淀和污染物初步降解的生物池塘。 3.11 表流湿地 surface constructed wetland 类似于沼泽，污水从湿地表面缓慢流过的湿地。 3.12 潜流湿地

6、subsurface constructed wetland 污水从湿地填料床内部缓慢流过的湿地，根据污水流向该种湿地分为水平流、向上流和向下流几种类型。 3.13 基底 bottom material 人工湿地的底部材料。 3.14 排水口 effluence 人工湿地排水出口。 4 适宜范围及进出水水质 4.1 适宜范围 人工湿地适宜净化的水源主要包括农田面源污水、径流水和城镇污水处理厂出水等低浓度污水。 4.2 不宜采用人工湿地技术的区域 在集中式给水水源卫生防护带，含水层露头地区，裂隙性岩层和溶岩地区，不宜采用人工湿地技术处理污水。 4.3 进出水水质 4.3.1 进水水质 人工湿地系

7、统进水污染物适宜浓度为：pH 6pH 9，CODCr60 mg/L，BOD520 mg/L，SS400 mg/L，TN10.0 mg/L，TP1.0 mg/L。若污水中污染物浓度超过上述限值，污水进入人工湿地前应经过预处理。 4.3.2 预处理要求 预处理措施主要有好氧处理工艺等。好氧处理系统设计参数具体取值可根据 GB 50014 相关条款确定。 DB53/T 3062010 3 4.3.3 出水水质 在进水水质符合 4.3.1 规定的条件下，设计合理、管理规范的人工湿地的出水污染物浓度一般为pH 6pH 9，CODCr30 mg/L，BOD510 mg/L，SS40 mg/L，TN5.0

8、mg/L，TP0.5 mg/L，可作为湖泊、河流及城市景观生态用水。 5 分类及设计 5.1 分类 从工程应用的角度，人工湿地主要分为单一型人工湿地和复合型人工湿地。 a) 单一型湿地，单一型湿地细分为： 1) 植物氧化塘； 2) 表面流人工湿地； 3) 水平潜流湿地； 4) 垂直潜流湿地。 b) 复合型人工湿地，是单一湿地或其与其它水处理技术相组合形成的复合型人工湿地，主要分为： 1) 塘潜(可以多级、多类型)人工湿地； 2) 塘潜表人工湿地； 3) 塘表(可以多级)仿自然人工湿地 4) 强化预处理潜表人工湿地等。 5.2 设计参数 5.2.1 单一型人工湿地 单一型人工湿地主要设计参数见表

9、1。 表 1 单一型人工湿地工艺设计参数 植物氧化塘 类 型 表面流 人工湿地 水平潜流人工湿地 垂直潜流人工湿地 (包括上行流或下行流) 以沉淀为主 景观塘 停留时间 2 d 6 d 1 d 3 d 1 d 3 d 5 h 24 h 2d 水力负荷，m3/m2d 0.020.1 0.10.5 0.10.5 13 0.10.3 BOD5 1.85(24) 58 58 35 13 CODCr 28(35) 1015 1015 510 26 TN 0.51.0 24 35 12 0.51.0 TP 0.050.08 0.20.5 0.30.5 0.10.3 0.050.1 污染负荷g/m2d SS

10、 37 46 46 1020 37 床体深度，m 0.10.6(0.3) 1.01.5 1.52 24 12.5 长宽比 1:14:1 1:1 3:15:1 2:13:1 地坡，% 0.10.2 0.53(1) 平底 0.1 0.1 注： 括号内的值为常用值 5.2.2 塘潜人工湿地 5.2.2.1 塘潜人工湿地常用组合型式见图 1。 DB53/T 3062010 4 I 型： II 型： III 型： 图1 塘潜人工湿地常用组合型式 5.2.2.2 塘潜组合式人工湿地由植物氧化塘(兼沉淀池)与潜流湿地组合而成。氧化塘作为预处理单元，以水质均质化及去除悬浮态污染物为主；潜流湿地的组合可以一级或

11、多级水平流或垂直流人工湿地串、并联组合，根据处理程度、现场地形条件等确定。 5.2.2.3 塘潜人工湿地工艺设计参数见表 2。 表 2 塘潜人工湿地工艺设计参数 分项设计参数 项目 总体设计参数 氧化塘(兼沉淀池) 潜流湿地 停留时间，d 35 12 23 水力负荷，m3/m2d 0.050.2 13 0.20.5 BOD5 46 35 58 CODCr 812 510 1015 TN 23 12 35 TP 0.20.4 0.10.3 0.30.5 污染负荷g/m2d SS 35 1020 46 平均水深，m 1.52.5 1.0 水头损失，m 0.30.7 0.050.1 垂直流：0.20

12、.4 水平流：0.30.6 5.2.3 塘潜表人工湿地 5.2.3.1 塘潜表人工湿地常用组合型式见图 2。 I 型： II 型： 图 2 塘潜表人工湿地常用组合型式 下行潜流湿地 废水 拦污配水 植物氧化塘 上行潜流湿地 出水 (兼沉淀池) 废水 多级水平潜流湿地 出水 拦污配水 植物氧化塘 (兼沉淀池) 多级垂直潜流湿地 植物氧化塘 (兼沉淀池) 多级水平潜流湿地 废水 出水 拦污配水 多级(水平或垂直) 潜流湿地 废水 拦污配水 出水 植物氧化塘 (兼沉淀池) 表面流 湿地 多级(水平或垂直) 潜流湿地 废水 拦污配水 出水 植物 氧化塘 表面流 湿地 表面流 湿地 DB53/T 306

13、2010 5 5.2.3.2 塘潜表组合式人工湿地是在塘、潜流人工湿地的基础上增加一级或多级表面流湿地，增强水体复氧，强化好氧生物对水体中污染物的净化作用。 5.2.3.3 塘潜表人工湿地工艺设计参数见表 3。 表 3 塘潜表人工湿地工艺设计参数 分项设计参数 项目 总体设计 参数 氧化塘 (兼沉淀池) 潜流湿地 表面流湿地 停留时间，d 58 12 23 23 水力负荷，m3/m2d 0.070.15 13 0.20.5 0.050.1 BOD5 36 35 58 24 CODCr 612 510 1015 35 TN 13 12 35 0.51.0 TP 0.10.4 0.10.3 0.3

14、0.5 0.050.08 污染负荷g/m2d SS 35 1020 46 37 平均水深，m 1.52.5 1.0 0.30.4 水头损失，m 0.350.9 0.050.1 垂直流：0.20.4 水平流：0.30.6 0.10.2 5.2.4 塘表仿自然人工湿地 5.2.4.1 塘表仿自然人工湿地常用组合型式见下图 3。 I 型： II 型： 图 3 塘表仿自然人工湿地常用组合型式 5.2.4.2 塘表仿自然湿地主要通过基底、水深、水生植物的变化，创造不同的生境，使废水在流动过程中得以净化。塘表仿自然湿地主要用于湖泊湖滨带地区，不但有较好的水处理效果，更有良好的生态效果。 5.2.4.3 塘

15、表仿自然人工湿地工艺设计参数见表 4。 表 4 塘表仿自然湿地设计工艺设计参数 分项设计参数 项目 总体设计参数 氧化塘 表面流湿地 停留时间，d 410 24 26 水力负荷，m3/m2d 0.020.05 13 0.050.1 BOD5 12 35 24 CODCr 24 510 35 TN 0.51 12 0.51 TP 0.050.08 0.10.3 0.050.08 污染负荷g/m2d SS 37 1020 37 植物氧化塘 (兼沉淀池) 多级表面流湿地 废水 拦污配水 出水 废水 拦污配水 氧化塘 出水 表面流 湿地 氧化塘 表面流 湿地 DB53/T 3062010 6 表 4（

16、续） 分项设计参数 项目 总体设计参数 氧化塘 表面流湿地 平均水深，m 1.52.5 0.20.4 水头损失，m 0.20.4 0.10.2 0.10.2 5.3 拦污 选用下列方式在人工湿地进水口应设置拦污栅： a) 处理对象为有组织排放的生活污水时，拦污设施可采用人工粗格栅或机械粗格栅，格栅间隙 3 cm 5 cm，具体设计参数按照 GB 50014 相关条款确定； b) 当处理对象为面源废水、河渠低浓度水时，建议采用大断面拦污技术措施，拦污栅设施过水断面需经过必要的水力计算，确保雨洪期河渠的行洪安全。 5.4 布水 5.4.1 设计高程 人工湿地应尽可能自流进水及出水；进水、出水标高是

17、人工湿地设计的控制性标高，进水标高的确定应确保上游农田、房屋等设施安全，出水标高应避免接纳水体的回灌。 5.4.2 布水方式 人工湿地应尽可能实现场地内过水设施的均匀布水配水。人工湿地可采用三角堰、矩形堰、花墙、空心砖过水埂、渗滤埂、多孔管等布水方式，并通过设置闸门、闸板、弯头设施，实现人工湿地的均匀配水。布水堰（埂）根据需要可以兼作维护管理通道。 5.4.3 布水方式选择 5.4.3.1 表面流人工湿地 表面流人工湿地一般采用三角堰布水，在水流扰动不大情况下，也可采用空心砖过水埂、渗滤埂等布水。 5.4.3.2 水平潜流人工湿地 5.4.3.2.1 水平潜流人工湿地一般采用 PVC 多孔管配

18、水，过流量按公式（2）计算。 5.4.3.2.2 水平潜流湿地的进水可以在湿地前端进水，推流式流动，也可在湿地前半段多重进水，呈阶梯状；常用方法为进水管与出水管设置于湿地两端并上下错落布置，水流呈斜角状态流动；为有效地控制湿地水位，在出水多孔管一端设置旋转弯头和控制阀门。 5.4.3.3 垂直潜流人工湿地 5.4.3.3.1 垂直潜流人工湿地以水流的垂直流动为主，同时在湿地表层或底层存在一定的水平流动，其布水以 PVC 多孔管为主，并可以辅助三角堰布水。 5.4.3.3.2 一般采用 PVC 多孔管并排布置于湿地底部或顶部，管间距 0.5 m 左右。垂直流一般有上流式和下流式两种流态，上流式湿

19、地的布水系统设置于床体底部，为避免堵塞及清理的需要，可设置堵头、阀门、泵等组成的反冲洗系统；下行流式湿地则布水管设置于床体上部，便于表面基质堵塞后的清理。 5.4.4 三角堰布水 DB53/T 3062010 7 5.4.4.1 三角堰口的设置一般宜小开口、密布置，布水堰的个数主要取决于过水流量及运行水位(堰上水深)，通过实用堰堰流公式（1）计算确定： Q=nm0b(2g)0.5H1.5 (1) 式（1）中: Q 过堰流量（m3/s）； m0 流量系数，一般取0.40； b 堰顶宽（m），三角堰b=2Htg(/2)； 三角堰角度； H 堰上水深（m）； 淹没系数(自由出流为0)； 收缩系数；

20、n 三角堰数量（个）。 5.4.4.2 布水堰墙的设置依据场地实际而定，一般应设置多级布水堰，布水堰主要设置于转角、地形形状变化大的地方，堰与堰之间的距离一般不超过 50 m。在过水断面较宽的情况下，在分块的表面流湿地中一般应设置导流土埂，沿水流方向保持一定的长宽比，一般不小于2:1；水平流速一般为0.1 m/s 0.5 m/s。 5.4.5 空心砖过水埂、渗滤埂布水 5.4.5.1 空心砖过水埂水力可按淹没孔口出流公式（2）计算。 Q=A（2gZ）0.5 (2) 式（2）中: Q 过水流量（m3/s）； 流量系数，一般取0.70.9； A 孔口面积（m2）； Z 过水堰两侧液位差（m）。 5

21、.4.5.2 渗滤埂布水可按渗流公式（3）计算。 Q=kAI(3) 式（3）中: Q 渗流量（m3/d）； A 孔口面积（m2）； k 渗流系数（m/d或cm/s），取值参照相关水力学手册中各种土类的渗透系数k值； I 水力坡降，I=h/L，h为水头受损（m），L为渗透长度（m）。 6 土建 6.1 土建结构 6.1.1 基本要求 6.1.1.1 人工湿地的土建结构设计应在取得充分地质资料的基础上，考虑气候、抗震等有关要求，按国家现行土建结构设计规范进行设计。 6.1.1.2 人工湿地的土建工程主要有湿地外围堤埂、湿地内部导流埂、布水堰（埂）、湿地底部防渗工程。 6.1.1.3 构筑物在确保结

22、构稳定、防渗的前提下，应尽可能采用泥土质生态结构。 6.1.2 外围堤埂 人工湿地外围堤埂除水力冲刷较大的地方采用混凝土浇灌或块石支砌外，一般应采用自然泥土夯实结构。 DB53/T 3062010 8 6.1.3 布水堰（埂） 6.1.3.1 布水堰一般应采用钢筋砼、毛石砼、砖砌或浆砌块石，结构较为稳定而结实。 6.1.3.2 在生态及景观要求较高的地区（如湖滨区）则应采用生态布水埂，其结构有生态水泥埂、由土工网(布)包捆渗透性较好的基质形成的生态堤埂。 6.1.4 基底 人工湿地基底应作防渗处理，同时又不宜硬化。场地粘土层较厚的可采用自然黏土夯实即可；场地自然防渗能力差，则需进行人工防渗，可

23、采用粘土夯实，或采用高密度聚乙烯膜、砼、钢筋砼等措施。 6.2 填料 6.2.1 表面流人工湿地 表面流人工湿地一般保持自然泥土基底，不需要填料；潜流人工湿地则需要填料，填料的选用应综合考虑水质特征、防堵塞、选种植物、当地优势材料等确定。一般选用多孔、比表面积大、Ca、Fe 含量高的物质，最常用的填料是石灰石，根据处理水质特点不同也可采用沸石、陶粒、卵石、砾石等。 6.2.2 潜流人工湿地 6.2.2.1 潜流人工湿地填料应注重粒径的搭配，以延缓湿地的堵塞。 6.2.2.2 水平潜流湿地进水配水区和出水集水区的填料一般采用粒径为60 mm100 mm 的砾石，分布于整个床宽。处理区中段填料粒径

24、一般为20 mm40 mm，处理区末段填料粒径一般采用5 mm10 mm。 6.2.2.3 垂直潜流湿地一般分层配置，下流式表层采用粒径为60 mm100 mm 的砾石，中间层可采用 10 mm20 mm 的碎石，底层用 5 mm10 mm 碎石；上流式与下流式的填料分层布置相反。 7 湿地植物选择及配置 7.1 湿地植物选择原则 7.1.1 生态安全的原则，为防止外来生物物种入侵，确保区域生态安全，湿地植物主要选择本地物种，杜绝外来有害物种。 7.1.2 适地适生的原则，人工湿地植物选择应适应项目所在地气候、海拔和生境等自然条件。 7.1.3 去污能力强的原则，人工湿地植物应选择污染物去除能

25、力强和耐污的品种。 7.2 植物选择 7.2.1 人工湿地植物主要选择水生植物，其植被类型主要包括挺水植物、浮叶植物、浮水植物和沉水植物，同时也可选择部分陆生植物包括湿生乔木及禾本科植物等。 7.2.2 挺水植物可选择芦苇、香蒲、菖蒲、茭草、旱伞竹、风车草、慈姑、水芹等物种；浮叶植物可选择荇菜、睡莲及莲等；浮水植物可选择水鳖、凤眼莲等物种；沉水植物可选择狐尾藻、眼子菜等物种；湿生乔木可选择柳树、中山杉等物种；禾本科植物可选择美人蕉、马蹄莲等物种。 7.3 植物配置 7.3.1 氧化沉淀塘植物配置以凤眼莲、水芹菜、李氏禾、睡莲为主。 7.3.2 潜流湿地植物配置可采用旱伞竹、风车草、美人蕉、芦苇

26、、香蒲、菖蒲、马蹄莲及柳树、中山杉等。 7.3.3 表流湿地植物配置可采用水芹菜、水花生、荇菜、慈姑、芦苇、茭草等。 7.3.4 景观生物塘可采用狐尾藻、眼子菜、荇菜、慈姑、睡莲、莲等。 DB53/T 3062010 9 7.4 植物种植 7.4.1 种植时间 植物种植适宜时间一般为春季。 7.4.2 种植方法 7.4.2.1 挺水植物种植方法为直接将连根带土并削去叶稍的种苗移栽目标区域，种苗株高 1.5 m2.0 m，种植株行距 0.5 m0.5 m ，每 1 m2 种植 4 丛，每丛 2 株3 株。 7.4.2.2 浮叶和沉水植物种植方法为用 1m 左右的竹叉夹住植株基部插入泥土中，让种苗

27、露出水面，待植物生根后拔出竹叉。 7.4.2.3 浮叶植物种苗株高度以其种植后叶面能露出水面为宜，种植株行距均为 5.0 m5.0 m ，每 1 m2 种植 1 丛，每丛 5 株10 株； 7.4.2.4 沉水植物种苗株高度以其种植后从水面可以看见植株为宜，种植株行距 1.0 m1.0 m ，每 1 m2 种植 1 丛，每丛 10 株左右。 8 监测、监控 8.1 安全监控 8.1.1 人身安全，应在人工湿地塘边显眼位置设置安全警示牌，在人工湿地场界设置安全护栏，防止无关人员进入。 8.1.2 人工湿地进水闸门开闭应设专人看管，当洪水来临时应及时提闸放水，防止突发洪水对上游农田和城镇造成淹没影响。 8.1.3 湿地生态安全，应杜绝外来物种的引入，及时处理湿地植物病虫害问题，防止无关人员进入人工湿地场地。 8.2 水质监测 8.2.1 监测点布设为人工湿地各处理设施的进口和出口各设一个监测点。 8.2.2 人工湿地水质监测要按国家环境保护总局颁布的水质监测技术规范水和废水监测分析方法（第四版）的规定进行，常规监测项目主要包括进出水流量、pH、DO、SS、BOD5、CODCr、TP、TN、NH3-N等。