HJ 2005-2010 人工湿地污水处理工程技术规范.pdf

HJ 20052010 1 人工湿地污水处理工程技术规范 1 适用范围 本标准规定了人工湿地污水处理工程的总体要求、工艺设计、施工与验收、运行与维护等技术要求。本标准适用于城镇生活污水、城镇污水处理厂出水及与生活污水性质相近的其他污水处理工程，可作为人工湿地污水处理工程设计、施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与维护的技术依据。2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB/T 12801 生产过程安全卫生要求总则 GB 14554 恶臭污染物排放标准 GB 18918 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 50003 砌体结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50013 室外给水设计规范 GB 50014 室外排水设计规范 GB 50015 建筑给水排水设计规范 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范 GB 50034 工业企业照明设计规范 GB 50040 动力机器基础设计规范 GB 50052 供配电系统设计规范 GB 50053 10 kV 及以下变电所设计规范 GB 50054 低压配电设计规范 GB 50069 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB 50070 混凝土结构设计规范 GB 50140 建筑灭火器配置设计规范 GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50231 机械设备安装工程施工及验收通用规范 GB 50268 给水排水管道工程施工及验收规范 GB 50335 污水再生利用工程设计规范 GBJ 87 工业企业厂界噪声控制设计规范 GBJ 141 给水排水构筑物施工及验收规范 GB/T 13663 给水用聚乙烯（PE）管材 HJ/T 15 环境保护产品技术要求 超声波明渠污水流量计 HJ 20052010 2 HJ/T 96 pH 水质自动分析仪技术要求 HJ/T 101 氨氮水质自动分析仪技术要求 HJ/T 103 总磷水质自动分析仪技术要求 HJ/T 353 水污染源在线监测系统安装技术规范 HJ/T 354 水污染源在线监测系统验收技术规范 HJ/T 355 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范 HJ/T 377 环境保护产品技术要求 化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪 CJJ 17 城市生活垃圾卫生填埋技术规范 CJJ 60 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程 建设项目竣工环境保护验收管理办法（国家环境保护总局令 第 13 号）3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 人工湿地 constructed wetland 指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化。按照污水流动方式，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。3.2 表面流人工湿地 surface flow constructed wetland 指污水在基质层表面以上，从池体进水端水平流向出水端的人工湿地。3.3 水平潜流人工湿地 horizontal subsurface flow constructed wetland 指污水在基质层表面以下，从池体进水端水平流向出水端的人工湿地。3.4 垂直潜流人工湿地 vertical subsurface flow constructed wetland 指污水垂直通过池体中基质层的人工湿地。3.5 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。3.6 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。3.7 基质 bed filler 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。3.8 水力停留时间 hydraulic retention time 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式（1）计算：HJ 20052010 3 VtQ （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 organic surface loading 指每平方米人工湿地在单位时间去除的五日生化需氧量。按式（2）计算：301()10osQCCqA （2）式中：osq表面有机负荷，kg/（m2 d）；Q人工湿地设计水量，m3/d；0C人工湿地进水 BOD5质量浓度，mg/L；1C人工湿地出水 BOD5质量浓度，mg/L；A人工湿地面积，m2。3.10 表面水力负荷 hydraulic surface loading 指每平方米人工湿地在单位时间所能接纳的污水量。按式（3）计算：hsQqA （3）式中：hsq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。3.11 水力坡度 hydraulic slope 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。按式（4）计算：100%HiL （4）式中：i水力坡度，%；H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，m。4 设计水量和设计水质 4.1 设计水量 设计水量的确定应符合 GB 50014 中的有关规定。4.2 设计水质 4.2.1 当工程接纳城镇生活污水时，其设计水质可参照 GB 50014 中的有关规定；接纳与生活污水性质相近的其他污水时，其设计水质可通过调查确定。HJ 20052010 4 4.2.2 当工程接纳城镇污水处理厂出水时，其设计水质应按 GB 18918 中的规定取值。4.2.3 人工湿地系统进水水质应满足表 1 的规定。表 1 人工湿地系统进水水质要求 单位：mg/L 人工湿地类型 BOD5 CODCr SS NH3-N TP 表面流人工湿地 50 125 100 10 3 水平潜流人工湿地 80 200 60 25 5 垂直潜流人工湿地 80 200 80 25 5 4.3 人工湿地系统污染物去除效率 人工湿地系统污染物去除效率可参照表 2 中数据取值。表 2 人工湿地系统污染物去除效率 单位：%人工湿地类型 BOD5 CODCr SS NH3-N TP 表面流人工湿地 4070 5060 5060 2050 3570 水平潜流人工湿地 4585 5575 5080 4070 7080 垂直潜流人工湿地 5090 6080 5080 5075 6080 5 总体要求 5.1 建设规模 5.1.1 应综合考虑服务区域范围内的污水产生量、分布情况、发展规划以及变化趋势等因素，并以近期为主，远期可扩建规模为辅的原则确定。5.1.2 建设规模按以下规则分类：a）小型人工湿地污水处理工程的日处理能力3 000 m3/d；b）中型人工湿地污水处理工程的日处理能力 3 00010 000 m3/d；c）大型人工湿地污水处理工程的日处理能力10 000 m3/d。注：下限值含该值，上限值不含该值。5.2 工程项目构成 5.2.1 工程项目主要包括：污水处理构（建）筑物与设备、辅助工程和配套设施等。5.2.2 污水处理构（建）筑物与设备包括：预处理、人工湿地、后处理、污泥处理、恶臭处理等系统。5.2.3 辅助工程包括：厂区道路、围墙、绿化、电气系统、给排水、消防、暖通与空调、建筑与结构等工程。5.2.4 配套设施包括：办公室、休息室、浴室、食堂、卫生间等生活设施。5.2.5 人工湿地系统可由一个或多个人工湿地单元组成，人工湿地单元包括配水装置、集水装置、基质、防渗层、水生植物及通气装置等。5.3 场址选择 5.3.1 应符合当地总体发展规划和环保规划的要求，以及综合考虑交通、土地权属、土地利用现状、发展扩建、再生水回用等因素。5.3.2 应考虑自然背景条件，包括土地面积、地形、气象、水文以及动植物生态因素等，并进行工程HJ 20052010 5 地质、水文地质等方面的勘察。5.3.3 应不受洪水、潮水或内涝的威胁，且不影响行洪安全。5.3.4 宜选择自然坡度为 0%3%的洼地或塘，以及未利用土地。5.4 总平面布置 5.4.1 应充分利用自然环境的有利条件，按建（构）筑物使用功能和流程要求，结合地形、气候、地质条件，便于施工、维护和管理等因素，合理安排，紧凑布置。5.4.2 厂区的高程布置应充分利用原有地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求；多单元湿地系统高程设计应尽量结合自然坡度，采用重力流形式，需提升时，宜一次提升。5.4.3 应综合考虑人工湿地系统的轮廓、不同类型人工湿地单元的搭配、水生植物的配置、景观小品设施营建等因素，使工程达到相应的景观效果。6 工艺设计 6.1 一般规定 6.1.1 工艺设计应综合考虑处理水量、原水水质、占地面积、建设投资、运行成本、排放标准、稳定性，以及不同地区的气候条件、植被类型和地理条件等因素，并应通过技术经济比较确定适宜的方案。6.1.2 预处理、后处理、污泥处理、恶臭处理等系统设计应符合 GB 50014 及相关行业规范中的有关规定。6.1.3 人工湿地系统由多个同类型或不同类型的人工湿地单元构成时，可分为并联式、串联式、混合式等组合方式。6.2 工艺流程 按工程接纳的污水类型，基本工艺流程如下：a）当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近的其他污水时，基本工艺流程为：污水预处理人工湿地后处理排放或回用污泥处理 图 1 工程接纳城镇生活污水或与生活污水性质相近的其他污水的工艺流程图 b）当工程接纳城镇污水处理厂出水时，基本工艺流程为：污水人工湿地后处理排放或回用 图 2 工程接纳城镇污水处理厂出水的工艺流程图 6.3 预处理 6.3.1 预处理的程度和方式应综合考虑污水水质、人工湿地类型及出水水质要求等因素，可选择格栅、沉砂、初沉、均质等一级处理工艺，物化强化法、AB 法前段、水解酸化、浮动生物床等一级强化处理工艺，以及 SBR、氧化沟、A/O、生物接触氧化等二级处理工艺。HJ 20052010 6 6.3.2 污水的 BOD5/CODCr小于 0.3 时，宜采用水解酸化处理工艺。6.3.3 污水的 SS 含量大于 100 mg/L 时，宜设沉淀池。6.3.4 污水中含油量大于 50 mg/L，宜设除油设备。6.3.5 污水的 DO 小于 1.0 mg/L 时，宜设曝气装置。6.4 人工湿地 6.4.1 设计参数 6.4.1.1 人工湿地面积应按五日生化需氧量表面有机负荷确定，同时应满足水力负荷的要求。6.4.1.2 人工湿地的主要设计参数，宜根据试验资料确定；无试验资料时，可采用经验数据或按表 3的数据取值。表 3 人工湿地的主要设计参数 人工湿地类型 BOD5负荷/kg/（hm2 d）水力负荷/m3/（m2 d）水力停留时间/d 表面流人工湿地 1550 0.1 48 水平潜流人工湿地 80120 0.5 13 垂直潜流人工湿地 80120 1.0（建议值：北方：0.20.5；南方：0.40.8）13 6.4.2 几何尺寸 6.4.2.1 潜流人工湿地几何尺寸设计，应符合下列要求：a）水平潜流人工湿地单元的面积宜小于 800 m2，垂直潜流人工湿地单元的面积宜小于 1 500 m2；b）潜流人工湿地单元的长宽比宜控制在 31 以下；c）规则的潜流人工湿地单元的长度宜为 2050 m。对于不规则潜流人工湿地单元，应考虑均匀布水和集水的问题；d）潜流人工湿地水深宜为 0.41.6 m；e）潜流人工湿地的水力坡度宜为 0.5%1%。6.