人工湿地设计规范-38666

1、人工湿地设计规范1总则1.0.1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，规范人工湿地污水处理技术，保护和改善环境，提高人民健康水平，建设环境友好型社会，特制定本规程。1.0.2本规程适用于江苏省内人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理。1.0.3人工湿地污水处理对象为生活污水、生活废水，或具有类似性质的污废水。包括城市生活污水、农村生活污水、学校生活污水、住宅小区生活污水、宾馆污水、机关事业单位污水、疗养院污水、景区污水、污水处理厂尾水等。1.0.4本规程适用的处理规模：生活污水处理规模w2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模w10000m3/

2、日处理水量。1.0.5人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外，还应符合国家、省现行有关标准的规定。2术语2.1.1 人工湿地constructedwetlands人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。2.1.2 表面流人工湿地freewatersurfaceconstructedwetlands指水在人工湿地介质层表面流动，依靠

3、表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。2.1.3 水平潜流人工湿地subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。2.1.4 垂直流人工湿地verticalflowconstructedwetlands指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排由，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排由，使水得以净化的人工湿地。垂直流人工湿地分单向垂直流人工湿地和复合垂直流人工湿地两种。2.1.5 孔隙率porosity

4、指人工湿地充填介质中，存在于介质间的孔隙体积占全部体积的百分比。2.1.6 水力停留时间hydraulicretentiontime指水在人工湿地内的平均停留时间。2.1.7 表面污染物负荷organicsurfaceloading指一定人工湿地表面积中，单位时间内去除的污染物数量。2.1.8 表面水力负荷hydraulicsurfaceloading指一定人工湿地表面中，单位时间内通过的水体积。2.1.9 水力坡度hydraulicslope指水在人工湿地内，沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。2.1.10 渗透系数permeabilitycoefficient指水在人工湿地介质或防渗

5、层中，单位时间内流动通过的距离。3人工湿地处理工艺设计3.1 处理设施选址与总体布置3.1.1 人工湿地污水处理设施位置的选择，应符合居住区、村镇或厂区总体规划及环境影响评价的要求，并应结合下列因素综合确定：1宜靠近自然水体、市政排污管道的排放点或便于处理后回用的地点；2在城市、居住区处理站内宜在夏季主导风向的下风侧，应与建筑保持一定距离，并用绿化带与建筑物隔开；3居住区内处理站宜设置在绿地、停车坪及室外空地；农村地区宜设置在地势相对较低的荒地处；4处理设施与生活供水泵站及其清水池水平距离应不得小于10m;5处理设施地点应便于施工、维护和管理等3.1.2 人工湿地地点的选择，应考虑当地地质、气

6、象、水文特征等因素，并进行工程地质、水文地质等方面勘察，避免人工湿地池裂损、淹没、河水倒灌、排水不畅等情况发生。3.1.3 人工湿地处理构筑物的间距应紧凑、合理，满足各构筑物的工程施工、设备安装、填料装填、湿地池疏通及日常管理的要求。3.1.4 人工湿地处理设施应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计宜符合下列要求：1主要车行道的宽度：单车道为3.54.0m,双车道为6.07.0m,并应有回车道；2车行道的转弯半径宜为6.010.0m;3人行道的宽度宜为1.52.0mo3.1.5 对并行运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换的连通管渠、超越管渠。3.1.6

7、 生产管理建筑物和生活设计宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一定距离。3.1.7 农村地区宜结合当地农业生产，加强生活污水削减和尾水的回收利用。3.1.8 设计工艺1 .预处理pretreatment指为满足工程总体要求、人工湿地进水水质要求及减轻湿地污染负荷，在人工湿地前设置的处理工艺，如格栅、沉砂、初沉、均质、水解酸化、稳定塘、厌氧、好氧等。2 .后处理aftertreatment指为满足由水达标排放或回用要求，在人工湿地后设置的处理工艺，如：活性炭吸附、混凝沉淀、过滤、消毒、稳定塘等。3 .基质bedfiller指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

8、用的填充材料，包括土壤、砂、砾石、沸石、石灰石、页岩、塑料、陶瓷等。4 .水力停留时间hydraulicretentiontime指污水在人工湿地内的平均驻留时间。潜流人工湿地的水力停留时间按公式(1)计算：t=(VX)/Q(1)式中:t水力停留时间，d;V-人工湿地基质在自然状态下的体积，包括基质实体及其开口、闭口孔隙，m3;孔隙率，%;Q人工湿地设计水量，m3/d。3.9表面有机负荷organicsurfaceloading指每平方米人工湿地在单位时间去除的五日生化需氧量。按公式(2)计算：(2)式中:qhs表面有机负荷，kg/(m2?d);Q人工湿地设计水量，m3/d;C0人工湿地进水B

9、OD脓度，mg/L;C1人工湿地由水BOD脓度，mg/L;A人工湿地面积，m25 .表面水力负荷hydraulicsurfaceloading指每平方米人工湿地在单位时间所能接纳的污水量。按公式(3)计算：(3)式中：qhs表面水力负荷，m3/(m2?d);Q人工湿地设计水量，m3/d;A人工湿地面积，m26 .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。按公式(4)计算：t-xHNM(4)式中:i水力坡度，%；All污水在人工湿地内渗流路程长度上的水位下降值，m;L污水在人工湿地内渗流路程的水平距离，m3.2 设计水量与水质3.2.1 生活

10、污水水量宜根据当地实际用水量经调查后确定，或根据当地用水定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。可按当地相关用水定额的80%-90林用，采用埋地塑料管或地下水位较高时取高值。居民生活用水量可参考下表(升/人.日)：卫生设施类型农村居民用水量城镇居民用水量经济好设施齐全90-150150-180较好,较齐全60-120120-150一般，有简单的卫生设施50-10090-120无卫生间和沐浴设备，主要利用地表水/井30-903.2.2 设计污水水质应经实地监测资料确定，或参照相同性质居住区、污水处理厂或乡镇污BOD5K的水质确定。如缺乏相关资料时，可根据下表数据确定：指标B

11、ODCOD5s氨氮总氮总磷住宅230-300455-600155-18020-5025-703-6宾馆饭店140-175295-380P5-12025-602-5办公教学楼195-260260-340195-26025-5030-703-5公共浴室P50-65115-145F40-165F10-3015-5013城市生活污水100-400250-700100-30020-5020-802-63.2.3 人工湿地由水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域的水质，应执行一级标准的A标准;由水排入GB3838地表水III类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）、GB3097海

12、水二类功能水域时，应执行一级标准的B标准；由水排入GB3838地表水IV、V类功能水域或GB3097海水三、四类功能海域，执行二级标准；人工湿地类型应根据污水特征、区域环境、由水水质要求等因素进行确定。设计内容应包括湿地池结构设计（面积、集配水系统、防渗等）、填料选择、植物种类选择、预处理系统、设备控制系统等。3.3 .湿地工艺3.3.1 人工湿地污水处理典型工艺组合如下：土港湾水一资效理人工,捧教或三与1 .生活污水处理工艺2 .污水厂尾水深度处理工艺港水厂星水人工鼻第挂教或回用3.3.2 当人工湿地的流量在100川/日以上时，人工湿地池不宜少于2组。3.3.3 污水处理的工艺流程应充分利用

13、地形，减少或不用提升设备而达到排水通畅、降低能耗的要求。3.3.4 应尽可能利用建设地地形落差进行污水自然充氧，减少或不用曝气设施。4.污水预处理4.1 一般规定4.1.1 为保证人工湿地处理效果，生活污废水应经预处理方可进入人工湿地进行处理。4.1.2 预处理系统的设计应达到下列要求:1去除悬浮物，漂浮物以及降解有机物的能力；2具一定水量平衡能力;3污泥处理和容纳能力。4.1.3 预处理程度根据具体水质情况与水质要求，选择一级处理、强化一级处理和二级处理等适宜工艺，以达到协同削减有机污染物的目的。4.1.4 污水进入预处理系统前应设格栅拦截。当处理量较小时可选用人工清除格栅，处理量较大时用自

14、动清除格栅。食堂和餐厅的含油污水，应需隔油池处理后方可进入预处理系统。4.1.5 预处理设施应设置排臭系统，其排放口位置应避免对周围人、畜、植物造成危害和影响4.1.6 对污水处理厂的一级处理由水、二级处理由水或类似污废水进行深度处理时，可不需预处理，直接进入人工湿地。4.2 预处理设施4.2.1 化粪池有效容积应为污水部分和污泥部分容积之和。生活污水与生活废水合流排放，化粪池体积应按有关公式计算确定；如生活污水单独排放，则根据使用人数选用相关规格化粪池。采用化粪池预处理时，应符全下列要求：1化粪池外壁距建筑物外墙n20m距离地下水取水构筑物n30m2化粪池可作污水一级处理构筑物时，BOCfe

15、除率可按20%计算。3污水在池中停留时间应根据污水量确定，宜采用1824h;污泥清掏周期宜采用612个月。4.2.2 调节池主要在待处理的污水量、污水水质变化较大时设置，停留时间设为48小时，起到调节水量、均恒水质作用。4.2.3 厌氧池水力停留时间宜A24小时，有机污染物浓度较高则停留时间可适当延长。厌氧池作为预处理设施时，应注意：1接触厌氧池内宜用固着型弹性填料，填料间宜保持1030cm间距以防堵塞，水力停留时间宜n18小时。2沼气池作为预处理单元加以利用，可改建成厌氧滤池，将生活污水直接接入人工湿地处理系统3用化粪池、沼气池改建为厌氧池时，应检查池体的防渗状况，存在渗漏现象的应加以改造。

16、4.2.4 当采用豉风曝气时，曝气池的超高为0.51.0m,处理每立方米污水的供气量不应小于3mL供氧量应能维持混合液达2mg/L的溶解氧量。曝气器的数量，应根据供氧量和服务面积计算确定。4.2.5 生物接触氧化池的结构设计应符合：1生物接触氧化池平面形状宜为矩形，每池可分为两室，由水宜采用堰式由水。2生物接触氧化池中的填料可采用全池布置（底部进水、进气）、两侧布置（中心进气、底部进水）或单侧布置（侧部进气、上部进水），填料应分层安装。曝气装置安装宜根据填料的布置形式布置。3生物接触氧化池的五日生化需氧量容积负荷，宜根据试验资料确定。无试验资料时，碳氧化宜为2.05.0kgBOD5/（m3d）

17、,碳氧化/硝化宜为0.22.0kgBOD5/（m3d）。4.2.6 生物滤池的设计应符合：1好氧生物过滤有曝气生物滤池与自然充氧生物滤池两种，农村地区处理规模低于150m/d宜采用自然充氧生物滤池。2曝气生物滤池宜采用滤头布水布气系统；自然充氧生物滤池宜采用固定喷嘴布水或穿孔管布水系统，沿滤池池壁四周下部设置自然通风孔，其总面积不应少于池表面积的1%3生物滤池滤料应具有强度大、不易磨损、空隙率高、比表面积大、化学物理稳定性好、易桂膜、生物附着性强、比重小和不易堵塞的性质。4生物滤池的容积负荷宜根据实验资料确定，无实验资料时，曝气生物滤池的五日生化需氧量容积负荷宜为3-6kgBOD/(m3d),

18、自然充氧生物滤池五日生化需氧量容积负荷宜为0.3-1.0kgBOD5/(m3-d.)4.3 设备及控制系统4.3.1 当预处理构筑物出口与人工湿地排水口高差小于0.5m时，预处理设施应采用污水提升设备保持由水口一定的高度，保证人工湿地的水力条件。4.3.2 污水提升泵宜采用潜污泵，应至少设一台备用泵。水泵安装于池底时应进行固定，同时要保证污水泵吸水口距污水池底面0.2m高度。4.3.3 豉风曝气系统中的曝气器，应选用有较高充氧性能、布气均匀、阻力小、不易堵塞、耐腐蚀、操作管理和维修方便的产品，并应具有充氧性能、底部流速等技术资料4.3.4 设备电源宜采用三相动力电源。当无动力电源、处理水量较小

19、时，也可采用二相电源水泵。4.3.5 污水预处理系统的电气、设备、控制系统及检测仪器，宜装设在构筑物附近室内。如条件不允许而安装在室外时，则应有防雨、防晒及防盗等保护措施。5人工湿地5.1 一般规定5.1.1 人工湿地的表面积设计应考虑最大污染负荷和水力负荷，可按CODcr表面负荷、水力负荷、TN表面负荷、NHI+-N表面负荷、TP表面负荷进行计算，应取设计计算结果中的最大值，并校核水力停留时间是否满足设计要求。5.1.2 人工湿地的进水，宜控制CO康200mg/L,SSC80mg/Lo5.1.3 人工湿地污水处理工程的接纳污水中含有有毒、有害物质时，其浓度应符合GB8978中第一类污染物最高

20、允许排放浓度的有关规定。5.1.4 人工湿地前的预处理程度应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。5.2 工艺形式5.2.1 自由表面流人工湿地水面在人工湿地填料表面以上，水流从池体进水端水平流向由水端的人工湿地。自由表面流人工湿地由于占地面积较大及存在一定的环境卫生问题，在实际污水处理工程中应用较少，本规程对该类型人工湿地不进行详细说明5.2.2 水平潜流人工湿地水面在人工湿地填料表面以下，水流从池体进水端沿填料孔隙水平流向由水端的人工湿地。5.2.3 垂直潜流人工湿地污水从人工湿地表面垂直流过填料层的人

21、工湿地，分单向垂直流型人工湿地和复合垂直流型人工湿地两种。单向垂直流型人工湿地一般采用间歇进水运行方式，复合垂直流型人工湿地一般采用连续进水运行方式5.3 设计参数及公式5.3.1 生活污水或具有类似性质的污水，经过一级处理和二级处理后可直接采用水平潜流人工湿地进行处理，相应的人工湿地作为二级处理和深度处理设施，其主要设计参数如表所示。水平潜流湿地主要设计参数:1设计参数二级处理深度处理COD表面负荷16g/m2*d16g/m2dTN表面负荷2.5-8g/ni2d2.5-8g/m2d氨氮表面负荷2-5g/m2d2-og/m2*d:总磷表面负荷0.3-0.5g/m2d0.3-0,5g/m2*d水

22、力负荷40L/m2-dW200L-300L/m2d:停留时间23dNO.5d填料深度700-1000mm700-1000mm1人工湿地污染负荷有CODc表面负荷、TN表面负荷、NH4+-N表面负荷、TP表面负荷，用污染负荷计算人工湿地面积为：A.式中Q污水流量,m3/dQ一进水污染物浓度，mg/L或g/rr?G一出水污染物浓度，mg/L或g/m3N一污染物表面负荷，g/m上d53.2垂直流人工湿地主要设计参数:设计参数二级处理深度处理COD表面负荷20g/mJ.d20g/m!.d水力负荷80L/m5.d100300L/mdTN表面负荷3-10g/md3-lOg/m1.d氨氮表面负荷2.5-8g

23、/md2,5-8g/md总磷表面负荷0.3-0.5g/md。.3-0%/叽d停留时间Nld池底坡度20.5%25%填料深度800-1400mm800-1400mm5.4 结构设计5.4.1 人工湿地池体可采用混凝土、砖、毛石或黏土结构，采用混凝土和砖砌结构时池底需要设置不低于100mn#的C10混凝土垫层，采用黏土结构时，防渗要求需要符合5.5规定。5.4.2 水平潜流人工湿地的单元长宽比宜控制在3:1-10:1之间，垂直流人工湿地长宽比宜控制在1:1-3:1之间。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。5.4.3 潜流人工湿地设计中如采用多个人工湿地单元时

24、，独立单元面积不宜大于800m2多个人工湿地并联时，各单元面积应平均分布，并保证配水均匀。潜流人工湿地的应保持一定深度，以保证人工湿地单元中植物的生长及必要的好氧条件。在设计人工湿地时，应考虑雨季暴雨径流带来的超高水位，此时淹没的最大深度应保证大部分植物能够生存并发挥功能，淹没深度宜控制在200mmW下。5.4.4 在冬季易发生冻害的地区，人工湿地设计时应考虑以下两种保温防冻措施：1低温环境时将人工湿地水位上升至人工湿地表面上50mm位置，形成表面冰层对人工湿地填料区及水生植物根系进行保温。2在人工湿地表面覆盖树叶、树枝或农用塑料薄膜进行隔离，减少人工湿地热量散失。5.4.5 人工湿地防堵塞设

25、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：1人工湿地采用多个单元并联运行时，可以考虑每隔5-7d对部分人工湿地停止进水1-2d,采取间歇运行的方式。2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。3选择合适的基质粒径及级配，基质粒径及级配的选择应综合考虑净化效果和防止堵塞因素。5.4.6 潜流人工湿地，水位控制应保证其接纳最大设计流量时，进水端不能由现雍水现象，防止发生表面流。5.4.7 人工湿地由水排放应按照当地有关部门要求设置排放口，排放口应采取防冲刷

26、、消能、加固等措施。5.5 防渗设计5.5.1 人工湿地建设时，应在底部和侧面进行防渗处理。5.5.2 当原有土层渗透系数大于10-8m/s时，应构建防渗层，一般采取下列措施：1水泥砂浆或混凝土防渗：砖砌或毛石砌后底面和侧壁用防水水泥砂浆防渗处理，或采用混凝土底面和侧壁，按相应的建筑工程施工要求进行建造。2塑料薄膜防渗：薄膜厚度宜大于1.0mni两边衬垫土工布，以降低植物根系和紫外线对薄膜的影响。宜优选PE膜，敷设要求应满足聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范等专业规范要求。3黏土防渗：采用黏土防渗时，黏土厚度应不小于60cm,并进行分层压实。亦可采取将黏土与膨润土相混合制成混合材料，敷设不小

27、于60cm的防渗层，以改善原有土层的防渗能力。5.5.3 对于渗透系数小于10-8m/s,且有厚度大于60cm的土壤或致密岩层时，可不需采取其他防渗措施。工程建设中，应对湿地底部和侧壁60cm厚度范围进行渗透性测定.5.6 人工湿地填料5.6.1 人工湿地填料应能为植物和微生物提供良好的生长环境，并具有良好的透水性。填料安装后湿地孔隙率不宜低于0.3。5.6.2 人工湿地常用的填料有石灰石、矿渣、蛭石、沸石、砂石、高炉渣、页岩等，碎砖瓦、混凝土块经过加工、筛选后也可作为填料使用。5.6.3 填料应预先清洗干净，按照设计确定的级配要求充填。5.6.4 为提高人工湿地对磷的去除率，可在人工湿地进口

28、、由口等适当位置布置具有吸磷功能的填料，强化除磷。5.6.5 在水平潜流人工湿地的进水区，人工湿地填料层的结构设置，应沿着水流方向铺设粒径从大到小的填料，颗粒粒径宜为166mm在曲水区，应沿着水流方向铺设粒径从小到大的填料，颗粒粒径宜为8-16mm5.6.6 人工湿地填料层的结构设置，垂直流人工湿地一般从下到上分为滤料层、过渡层和排水层，滤料层一般由粒径为0.22mm之间的粗砂构成，厚度为500-800mm左右；过渡层由48mmi勺砂砾构成,厚度为100-300mm左右；排水层一般由粒径为816mm勺砾石构成，厚度为200-300mm左右。5.6.7 为避免布水对滤料层的冲蚀，可在布水系统喷流范围内局部铺设50mm勺覆盖层，粒径范围为816mmi勺砾石。5.7 植物选配5.7.1 人工湿地植物的选择宜符合下列要求：1根系发达，输氧能力强；2适合当地气候环境，优先选择本土植物；3耐污能力强、去污效果好；4具有抗冻、抗病害能力；5具有一定经济价值；6容易管理；7有一定的景观效应。5.7.2 人工湿地常用的植物有芦苇、香蒲、菖蒲、早伞草、美人蕉、水葱、灯心草、水芹、菱白、黑麦草等5.7.3 植物种植时间宜选择在春季。为提高低温季节净化效果，人工湿地植物宜采取一定的轮作方式，秋冬季节可种植黑麦草、水葱、水芹等具有耐低温性能的植物。5.7.4 植物种