人工湿地污水处理工程技术规范 (征求意见稿)编制说明.Tex...

《人工湿地污水处理工程技术规范》（征求意见稿）编制说明《人工湿地污水处理工程技术规范》编制组年，国家环境保护部下达了《“十一五”国家环境保护标准规划》环发〔2006〕20号，其中提出了制定《污水土地处理工程技术规范》（项目编号1394）行业标准的任务。由沈阳环境科学研究院承担该标准的编制工作。2标准制定必要性环境保护标准化是我国环境保护的一项重要的发展战略，建立与国际接轨的环境工程服务技术标准体系和环境技术评估体系，是当前加快环境保护标准化步伐的一项重要任务。它对于提升我国环境工程服务业的国际竞争能力，规范环境工程服务业市场，保证环境工程建设和运行管理质量，为环境管理提供技术支撑和保障具有重要意义。环境工程服务技术标准包括工程类技术标准和产品类技术标准两大类，是环境工程立项、科研、招投标、设计、建设施工、验收、运行全过程服务的技术依据。在工程类技术标准方面，目前人工湿地设计参照有关部门制定的城市污水等相关的部分工程建设设计规范，整体上环境工程领域标准化工作仍是一个薄弱环节。虽然我国颁布的《中华人民共和国水污染环境防治法》、《室外排水设计规范》等对于水环境质量标准、污染物排放标准、水污染防治的监督管理、防止地表水和地下水污染作了相应的规定，但目前我国尚没有人工湿地污水处理技术领域的技术规范，对此类技术的具体工程应用还缺乏相应的技术指导和管理规范。为加强我国人工湿地污水处理工程的规范化管理，制定切实可行的技术规范用于指导此类污水处理工程的技术应用和运行管理是非常有必要的。3主要工作过程本规范原名称为《污水土地处理工程技术规范》，预定目标是结合我国污水处理领域工程建设现状及未来发展趋势，制定相应的技术规范，为我国污水土地处理系统的建设标准、工程设计、运行管理以及环境管理提供切实可行的技术手段和方法，确保污水土地处理系统规范化建设和安全运行与管理。本规范的编制于2007年6月初开始启动，经过对污水土地处理系统及其五种工艺类型（慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、人工湿地、地下渗滤）的国内外技术进展、工程运用以及社会各界重视程度等情况深入调研，考虑到五种工艺类型在工艺适宜条件、工艺参数以及运行管理等方面存在着较大的差异，人工湿地较其它四种工艺类型在污水处理、信息资料、研究报道、社会关注程度方面存在着较大的优势，我们在开题论证前申请将本规范改名为《人工湿地污水处理工程技术规范》，并提交了《更名理由》，经过开题论证会时专家的论证，同意更名。在编制过程中查阅了大量的国内外相关文献资料，包括与污水排放、污水处理有关的法律、部门规定和环境标准，以及技术研究发展情况、工程运用情况、管理现状等。所有的文献资料都在本技术规范的编制过程中进行了有益的吸收和借鉴，并于2008年3月编制了开题报告和规范初稿。2008年4月，国家环境保护部科技标准司在北京主持召开开题论证会与初稿讨论会。会专家认为开题报告内容详实、技术路线可行、符合技术规范开题的相关要求，同意开题，并对规范初稿提出了修改意见。会后，按照专家意见，反复修改，于2009年12月形成征求意见稿和编制说明。4国内外相关标准研究上世纪90年代，为了对人工湿地的建设、维护管理达到更加科学、规范化，由美国各个洲代表组成的交流组织共同研究编制了一个适用于美国的人工湿地污水处理工程的规范，主要规定了人工湿地的管道设计标准、厂址选择要求、运行管理及设施维护管理等方面的内容。在选择厂址方面，规范重点提出人工湿地禁止建设在洪水多发的水域和平原地带，同时对场地土地面积、地形地貌、土壤条件提出了建议；在运行管理方面，规范规定人工湿地启动初期的控制要求、设施的维护管理要求、水生植物系统的管理要求，以及系统的监控要求等，其监控要求遵守统一的人工湿地监控标准。除此之外，规范还提出人工湿地的植物和填料介质的选择原则。可以说，美国人工湿地污水处理工程规范的出台对人工湿地的设计、建设、运行及维护管理方面，起到了很好的规范化和指导作用。5国内外人工湿地污水处理技术应用和管理现状5.1国外人工湿地污水处理技术应用和管理现状自西德1974年建成第一座人工湿地以来，人工湿地在20世纪80年代得到了迅速的发展。北美至20世纪70年代已有174座人工湿地，并对其进行了广泛的试验。20世纪80年代末和90年代初，美国相继召开了多次人工湿地研讨会，国际上也曾就人工湿地这一新型污水处理工艺召开过四次研讨会，总结各国人工湿地污水处理的经验，提出了相关的理论和参考设计参数。这标志着人工湿地作为一种独具特色的新型污水处理技术正式进入水污染控制领域。据统计，截至2006年，欧洲建有一万多座人工湿地，北美有近两万座人工湿地，亚洲、大洋洲、拉丁美洲也有越来越多的人工湿地建成和投入运行。这些人工湿地的规模可大可小，最小的仅为一家一户排放污水的处理，面积约40m2，大的有占地数十亩至上千亩，可处理万人以上村镇的生活污水。目前，北美2/3的湿地是表面流人工湿地，其中一半是自然湿地，其余为表面流人工湿地，系统水深范围一般为30cm～40cm。在欧洲应用较多的则是潜流人工湿地，特别在一些东欧国家应用较广。在系统中种植有芦苇、菖蒲、香蒲等湿地植物，为了保证潜流，绝大多数系统采用砾石作为填料。欧洲采用此类系统趋向于对近1000人口当量的乡村级社区进行二级处理，北美则趋向于对人口较多的地区进行深度处理，在澳大利亚和南非，则用于处理各类污水。美国东部的400多个污水排放点是通过人工湿地处理后再进入地下水、河口、河流和湖泊的。在密执安、威斯康星、佛罗里达、俄勒冈、田纳西州等地区，通过人工湿地处理了大量的城市和工业污水、城市雨水、农业径流水、酸性矿坑水、固体废物填埋场的渗滤液等，其目的是维持上述水资源100%再利用。如美国佛罗里达州奥兰多地区的一个人工湿地，连续8年净化该地区水回收公司的污水；加利福尼亚州的Arcata人工湿地，是美国最著名的人工湿地污水处理工程之一，属于表面流人工湿地，主要处理地表径流水，已运行近20年；加利福尼亚州贾斯汀市的人工湿地，属于表面流人工湿地，主要处理牛奶厂产生的农业污水，已运行近20年；科罗拉多州乌雷市的人工湿地，属于潜流人工湿地，主要处理排入河流的城市污水，已运行15年；纽约市英米诺镇的人工湿地，属于潜流人工湿地，主要处理城市生活污水，已经运行14年；肯塔基州水部门管理的人工湿地有Benton、Hardin、Pembroke等，这些人工湿地都是为了保护田纳西河水源保护地而对流域内小城镇污水处理而建的。美国EPA目前正在开发北美人工湿地数据库，地方数据库在其它国家已经存在，为减少重复劳动和改良经验人工湿地设计方法，所有人工湿地都应通过公共数据库使世界各地的工程师和科技人员能够获得。这样的数据库可减少人工湿地建设的风险。目前，两种人工湿地的设计指南已经出版，但仍需要进一步工作，有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据，以便在将来的建设中提供更合理的参数。垂直流人工湿地在欧洲一些地方投入运行已有几十年。垂直流人工湿地至今未广泛使用是因为其需要更细致的建设和基质选择。最近的国际会议上有几篇文章对垂直流人工湿地评价很高，目前全世界科技工作者正投入大量精力以改良垂直流人工湿地技术。此外，不仅对垂直流人工湿地，对所有类型的人工湿地都需深入研究以改良优化工程设计参数，而且需要对系统的长期运行能力和管理问题进行研究。5.2国内人工湿地污水处理技术应用和管理现状国内的人工湿地研究起步较晚，直到“七五”期间才开始做较大规模的实验，取得了人工湿地工艺特征、技术要点和工程参数等方面的研究成果。从20世纪80年代末开始，先后在天津、北京昌平、深圳、成都和上海建设了人工湿地污水处理工程，并对污水处理的规律及机理进行了比较系统的研究。进入21世纪以来，我国在人工湿地污水处理技术，及其在工程应用方面都取得了较大的进展，目前全国已有数十座城市开展了人工湿地的研究，并有上百座人工湿地投入运行。污水处理量从10m3/d～100m3/d的小规模到110000m3/d的大规模，应用于处理生活污水、市政污水、景观河湖水、工业污水、采矿污水等。这些人工湿地运行以来，产生了良好的经济和社会效益，为我国的环境保护做出了贡献。从工程实际的角度出发，按照系统布水方式的不同或水流方式的差异，人工湿地可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地。相比于水平潜流和垂直潜流人工湿地，表面流人工湿地虽有投资省、运行费用低、操作简便等优点，但也有负荷低、去污能力有限等缺点，且表面流人工湿地的运行受自然气候条件影响较大，夏季易滋生蚊蝇，产生臭味而影响湿地周围的环境。因此，在我国单一的表面流人工湿地实际工程应用较少，大多是与水平潜流或垂直潜流混合应用。如滇池流域农村污水生态系统采用表面流和水平潜流复合人工湿地污水处理技术，处理总水量为80m3/d，出水水质稳定。除此之外，该系统还具有景观及生态效果，这对于滇池流域环境的恢复及保护具有特殊的意义。近年来，沈阳环境科学研究院、深圳市环境科学研究所、上海市环境科学研究院等环境科研院所在水平潜流、垂直潜流人工湿地的研究和工程应用上取得了较大的进展。针对北方地区气候特点，沈阳环境科学研究院开展了水平潜流人工湿地技术在北方的单元应用研究与工程示范。2003年底建设运行的沈阳满堂河生态污水处理厂，其污水处理量为20000m3/d，工程采用浮动生物床预处理+水平潜流人工湿地的组合工艺，大幅度降低了污染物含量，处理后的水质达到了再生水回用景观水体的水质要求。2