TCSES 30-2021 污水处理厂尾水人工湿地深度净化技术指南.pdf

ICS 13.020 CCS Z 00/09 团体标准 T/CSES 302021 污水处理厂尾水人工湿地深度净化 技术指南 Technical guide for constructed wetland for deep purification of tail water from wastewater treatment plant 2021-07-15 发布 2021-07-15 实施 中国环境科学学会 发 布 全国团体标准信息平台T/CSES 302021 I 目 次 前 言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 设计水量和设计水质.3 5 总体要求.4 6 尾水人工湿地深度净化系统.4 7 附属建（构）筑物.8 8 施工与验收.8 9 运行管理.9 附录 A（资料性）尾水人工湿地深度净化系统推荐工艺流程中人工湿地单元设计参数.12 附录 B（资料性）尾水人工湿地深度净化系统推荐的湿地植物.13 全国团体标准信息平台T/CSES 302021 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由南京大学提出。本文件由中国环境科学学会归口。本文件起草单位：南京大学、博域环保技术研究院（南京）有限公司、南京市市政设计研究院有限公司、江苏省环境科学研究院、常州环保科技开发推广中心、无锡市环境科学研究所。本文件主要起草人：杨柳燕、高燕、孔宇、钱新、王国红、喻学敏、花铭、周立万、潘瑞松、汪锋。全国团体标准信息平台T/CSES 302021 1 污水处理厂尾水人工湿地深度净化技术指南 1 范围 本文件规定了污水处理厂尾水人工湿地深度净化技术设计水量和设计水质、总体要求、尾水人工湿地深度净化系统、附属建（构）筑物、施工与验收和运行管理等技术要求。本文件适用于污水处理厂尾水人工湿地深度净化，可作为污水处理厂尾水人工湿地深度净化技术的选择、设计、施工、验收及其建成后运行管理的技术依据。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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 3838 地表水环境质量标准 GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB 14554 恶臭污染物排放标准 GB 18599 一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准 GB 18918 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 34330 固体废物鉴别标准 通则 GB/T 37655 光伏与建筑一体化发电系统验收规范 GB 50014 室外排水设计规范 GB 50052 供配电系统设计规范 GB 50054 低压配电设计规范 GB 50069 给排水工程构筑物结构设计规范 GB 50093 自动化仪表工程施工及质量验收规范 GB 50141 给水排水构筑物工程施工及验收规范 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 50254 电气装置安装工程 低压电器施工及验收规范 GB 50268 给水排水管道工程施工及验收规范 GB 50334 城市污水处理厂工程质量验收规范 CJJ/T 54 污水自然处理工程技术规范 HJ 588 农业固体废物污染控制技术导则 HJ 2005 人工湿地污水处理工程技术规范 JGJ 79 建筑地基处理技术规范 RISN-TG 006 人工湿地污水处理技术导则 建设项目竣工环境保护验收暂行办法 国环规环评20174号 环境监测管理办法 国家环境保护总局令第39号 3 术语和定义 全国团体标准信息平台T/CSES 302021 2 下述术语和定义适用于本文件。3.1 尾水 tail water 经污水处理厂处理后达标排放的出水。3.2 人工湿地 constructed wetland 人工建造和长期管理的具有湿地性质的生态处理系统，利用湿地床体中物理、化学和生物的三重协同作用净化污水。按照进出水和布水方式的不同，人工湿地主要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。3.3 电解-水平潜流人工湿地 electrolysis-horizontal subsurface flow constructed wetland 在水平潜流人工湿地基质层内合理布置铁等不同类型的电极，通过电极连接光伏电池或电网联合供电进行湿地床体内的电化学反应，实现污水中氨氮、硝态氮、磷酸盐、有机物、重金属等污染物质的去除。3.4 铁碳微电解人工湿地 iron carbon micro-electrolysis constructed wetland 通过在人工湿地基质中添加一定数量的铁粉和活性炭，构成铁碳微电解反应体系，有效削减污水中氮、磷和有机物等污染物。3.5 稳定塘 stabilization pond 一种天然的或经过一定人工构筑的污水净化系统。污水在塘内经较长时间的停留、储存，通过微生物（细菌、真菌、藻类、原生动物等）的代谢活动，以及相伴随的物理的、化学的、物理化学的过程，使污水中的有机污染物、营养元素和其他污染物质进行多级转换、降解和去除，从而实现污水的无害化、资源化与再利用。3.6 基质 substrate 提供人工湿地植物与微生物生长并对污染物起过滤和吸附作用的填充材料，包括土壤、砂、砾石、沸石、石灰石、页岩、火山岩、塑料、生物质炭、生物陶粒、其它可去除特定污染物的新型环保材料等。3.7 湿地植物厌氧发酵液补碳 carbon supplied by anaerobic fermentation liquid from wetland plant 全国团体标准信息平台T/CSES 302021 3 将一些湿地植物初步粉碎处理，进行厌氧发酵后形成含有各种有机酸等的发酵液，有效控制其中碳、氮和磷含量的比值。当尾水中缺乏碳源导致潜流人工湿地脱氮效率下降时，在潜流人工湿地前端可填加湿地植物厌氧发酵液补碳，提高人工湿地系统的反硝化脱氮能力。3.8 生物残体 biological residue 人工湿地和稳定塘等生态净化系统产生的生物体、收割物、废弃物、老化的生物膜和生物污泥等物质。3.9 电解-生态滤床 electrolysis-biofilter 电解-生态滤床吸收处理含致臭物质的尾气，基质由生物质炭、生物陶粒、石子和沸石等组成，基质层内垂直布置铁阳极和铁阴极等电极，在光伏电池或电网联合供电进行电解反应，当发酵池或发酵罐恶臭气体流经电解-生态滤床时，发生铁离子和硫化物的沉淀反应、氨氧化作用等，有效去除发酵池或发酵罐的恶臭气体等污染物质，特别是致臭物质。4 设计水量和设计水质 4.1 污水处理厂尾水收集要求 4.1.1 污水处理厂尾水可根据当地的地形、地貌和经济水平等条件通过沟渠或管道进行收集。4.1.2 当污水处理厂处于环境敏感区域或受纳水体对水质要求较高时，管道或沟渠需进行必要的防渗设计。4.2 污水处理厂尾水收集水量和水质 4.2.1 人工湿地净化系统收集的进水为污水处理厂处理后排放的尾水。4.2.2 尾水中氨氮、总氮、总磷和化学需氧量等污染物浓度应达到 GB 18918 一级 B 标准，部分一类污染物最高允许排放浓度（日均值）可参考 GB 18918 中表 2 的标准值执行；如重点流域对排放尾水水质有特别要求时，应同时执行相关规定。4.2.3 对于接纳工业废水为主的污水处理厂尾水，其选择的控制项目宜由地方生态环境主管部门根据污水处理厂接纳的工业污染物的类别和区域水环境质量要求规定，参考 GB 18918 标准执行。4.3 尾水水质现状调查与分析 4.3.1 尾水人工湿地与污水处理厂同步设计施工时，按照污水处理厂尾水排放污染物指标浓度最高值作为尾水人工湿地的进水设计指标值；对于已经运行的污水处理厂，应收集近三年内尾水水质数据，不足三年时应以运行期内水质数据为准。污水处理厂近三年处理水量变化较大时，应同步收集尾水水量数据。4.3.2 尾水水质按照 HJ 91.1 进行分析与调查。4.3.3 污水处理厂尾水人工湿地净化后排放出水水质评价符合 GB 3838 的规定。4.4 净化目标 4.4.1 尾水人工湿地深度净化之后排放水的水质应满足受纳水体要求，主要水质指标和部分一类污染物指标（GB 18918 中表 2）应符合 GB 3838 的规定。全国团体标准信息平台T/CSES 302021 4 4.4.2 尾水人工湿地深度净化处理效率一般建议化学需氧量去除率达到 20%，氨氮去除率达到50%75%，总氮去除率达到 50%80%，总磷去除率达到 60%80%。5 总体要求 5.1 建设规模 5.1.1 小型人工湿地深度净化系统工程的日处理能力宜10000 m3/d。5.1.2 中型人工湿地深度净化系统工程的日处理能力宜为 10000 m3/d 50000 m3/d。5.1.3 大型人工湿地深度净化系统工程的日处理能力宜为50000 m3/d。5.2 场址选择 5.2.1 应符合当地总体发展规划和生态环境保护规划的要求，综合考虑交通、土地权属、土地利用现状、发展扩建和再生水回用等因素。5.2.2 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，满足工程地质和水文地质等方面的要求。5.2.3 应考虑防洪排涝，符合该地区防洪标准的规定，不受洪水、潮水或内涝的威胁，且不影响行洪安全。5.2.4 应符合城镇、居住区或厂区总体规划及环境影响评价的要求，避让基本农田和规划林地。5.2.5 宜建在城镇夏季主导风向的下风侧，应与建筑物保持一定距离，并用绿化带与建筑物隔开。5.2.6 宜选择自然坡度为 0%3%的洼地或塘，以及未利用土地。5.2.7 宜靠近污水处理厂尾水的排放点、监控点或处理后回用的地点。5.3 总体布置 5.3.1 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、气候和地质条件，便于工程施工、运行维护和日常管理等因素，合理安排，紧凑布置。5.3.2 生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并与尾水人工湿地净化单元保持一定距离。5.3.3 尾水人工湿地净化单元应设置通向各建（构）筑物和附属建筑物的必要通道。5.3.4 多单元人工湿地净化系统高程设计应尽量结合自然坡度，内部水体流动宜采用重力流形式，水位需提升时，宜一次提升。高程计算时，以最终出水设计标高为基准从后向前推算。5.3.5 对并联运行的人工湿地应设均匀配水装置及配套构筑物，各人工湿地单元间宜设可切换的连通管渠或超越管渠。5.3.6 尾水人工湿地出水的设计标高应高于受纳水体最高洪水位，防止受纳水体的倒灌，必要时采取适宜的防洪措施。6 尾水人工湿地深度净化系统 6.1 工艺流程 6.1.1 尾水人工湿地深度净化工艺流程应在综合比选表面流人工湿地、潜流人工湿地、电解-水平潜流人工湿地、铁碳微电解人工湿地和稳定塘的基础上进行集成与组合，宜采取模块化组合方法，以达到高效净化尾水污染物的目的。6.1.2 以去除尾水中氨氮为主要目标污染物时，宜采用下向垂直潜流人工湿地和稳定塘组合工艺。为提高溶解氧含量宜在下向垂直潜流人工湿地中设置曝气措施。全国团体标准信息平台T/CSES 302021 5 6.1.3 以去除尾水中硝态氮为主要目标污染物时，宜采用上向垂直潜流人工湿地。为提高硝态氮去除率可适当补充湿地植物厌氧发酵液或其他碳源。6.1.4 以去除尾水中总磷为主要目标污染物时，宜采用电解-水平潜流人工湿地，或在人工湿地中添加具有除磷能力的基质。6.1.5 以去除尾水中难降解有机污染物为主要目标污染物时，宜采用电解-水平潜流人工湿地或铁碳微电解人工湿地。6.1.6 以去除尾水中重金属离子为主要目标污染物时，宜采用上向垂直潜流人工湿地，配合电解-水平潜流人工湿地强化去除重金属离子，后段结