人工湿地设计规范

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≤2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m3/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出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，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3.5~4.0m，双车道为6.0~7.0m，并应有回车道；2车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m；3人行道的宽度宜为1.5~2.0m。3.1.5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指为满足出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=(V×ε)/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；ε——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BOD5浓度，mg/L；C1——人工湿地出水BOD5浓度，mg/L；A——人工湿地面积，m2。5.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，m2。6.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：（4）式中：i——水力坡度，%；Δll——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%采用，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BOD5水的水质确定。如缺乏相关资料时，可根据下表数据确定:指标BODCODSS氨氮总氮总磷住宅230-300455-600155-18020-5025-703-6宾馆饭店140-175295-38095-12020-4025-602-5办公教学楼195-260260-340195-26025-5030-703-5公共浴室50-65115-14540-16510-3015-501-3城市生活污水100-400250-700100-30020-5020-802-63.2.3人工湿地出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；出水排入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海水二类功能水域时，应执行一级标准的B标准；出水排入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、出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：1.生活污水处理工艺2.污水厂尾水深度处理工艺3.3.2当人工湿地的流量在100m3/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出水、二级处理出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≥20m，距离地下水取水构筑物≥30m。2化粪池可作污水一级处理构筑物时，BOD去除率可按20%计算。3污水在池中停留时间应根据污水量确定，宜采用18~24h；污泥清掏周期宜采用6~12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4~8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≥24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10~30cm间距以防堵塞，水力停留时间宜≥18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。4.2.4当采用鼓风曝气时，曝气池的超高为0.5~1.0m，处理每立方米污水的供气量不应小于3m3。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，出水宜采用堰式出水。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2.0~5.0kgBOD5/(m3·d)，碳氧化/硝化宜为0.2~2.0kgBOD5/(m3·d)。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150m3/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、易挂膜、生物附着