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国内各地区人工湿地相关规范_规程对比分析

第35卷第8期 2019年4月

中国给水排水 CHINA WATER & WASTEWATER

Vol. 35 No. 8 Apr.2019

DB11／T 1322.89-2019 安全生产等级评定技术规范 第89部分：人民防空工程和普通地下室国内各地区人工湿地相关规范/规程对比分机

（1.西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西西安710048；2.爱尔兰都柏林 大学土木工程系Dooge水研究中心，爱尔兰）

随看海绵城市建设的全面推进和黑臭水体整治 力度的加大人工湿地因具有投资成本低、效率高、 生态服务价值高等优点，工程建设数量不断增加。 为指导人工湿地设计、施工及运行管理我国住建部

与原环境保护部相继出台了《人工湿地污水处理技 术导则》RISN—TG006—2009）与《人工湿地污水 处理工程技术规范》（HJ2005一2010），一些省份在 近年也相继颁布了相关省级规程（指南、规范)

人工湿地处理效果与众多因素有关我国幅员 辽阔不同地区气候、人文、生活习惯和地理位置等 差异性较大在如此大的地域内很难采用一个统一 的设计规范。为此针对已收集到的国家及各省市 规范资料进行分析通过对不同地区人工湿地工程 的总体设计及参数选取进行对比并探讨各个规范 条文的合理性，以期为国内各地区人工湿地的规范 形成及实际建设提供建议。

1国内人工湿地应用现状

个）、浙江省（180～200个）、江苏省（20～40个）、山 东省（80~100个）、云南省（20~40个）等

在国家层面，住建部与原环境保护部分别于 2009年、2010年出台了《人工湿地污水处理技术导 则》与《人工湿地污水处理工程技术规范》两部规 范内容涉及水量水质、工艺选择、参数设计以及管 理维护等各方面，有力推动了人工湿地的应用。但 步及范围及内容较广参数也未进行地域的划分。 此外住建部于2017年出台了《污水自然处理工程 技术规程》CJJ/T54—2017，以下简称CJJ/T54规 程）其中包含了湿地与稳定塘设计的内容。在省 级层面收集到的资料显示江苏省、云南省、上海市、 浙江省、安徽省、北京市、山东省、天津市已出台各省 级人工湿地设计规范。此外河南省已有规范草案 江苏省也在2014年出台了有机填料型人工湿地规 范。可以看出随着湿地技术的不断应用各省都在 积极推进人工湿地设计标准的制定，以促进人工湿 地技术的应用。各标准由于所处地区、适用范围 不同在内容上有各自的侧重点并且在工艺选择及 参数选取上也略有差异具体情况见表1

表1我国国家及各省市人工湿地规范概况

neral situation of wetland guidelines in different provinces and

常雅婷等：国内各地区人工湿地相关规范/规程对比分析

由表1可知，一方面不同的处理水质影响人工 湿地后续处理工艺及参数的选取。在九个地区中， 江苏省、上海市、浙江省、天津市、北京市的人工湿地 主要处理生活污水及污水厂尾水，而安徽省、山东 省、河南省及云南省的人工湿地则主要针对污水厂 尾水或低浓度污（废）水。另一方面地域温度的差 异对人工湿地去除效率及保温措施等会产生一定影 响。华东、西南地区气温偏高而华北地区冬季一月 温度均在0℃以下因此需要重点考虑冬季低温运 行效果及相应保温措施，

：人工湿地相关规范比较：总体设计

3人工湿地相关规范比较：总体设计

处理水量大小决定着人工湿地建设规模及工艺 选择。按污水类型不同其确定方法也有所不同。当 湿地水体来源为市政污水厂、工业废水厂尾水时由 于数据易得一般采用实测数据。当处理水为生活污 水时则按用水定额和排水设施水平综合确定。对 于湿地受纳生活污水水量的确定江苏省、天津市给 出了人均用水量和污水系数两个指标的参考值，其 中人均用水量区分了城镇及农村，但污水排放系数 未做区分分别为80%~90%、90%。未经区分的

污亏水系数对于农村污水收集而言是偏大的大津市 90%的污水系数也仅针对村镇管网延伸工程供水范 围内的新农村适用性较弱。农村生活污水具有水 量少、居住人口分散、变化系数大等特征[3]。因此 在考虑平均用水定额的同时，也应实地调查农村地 区用水及排水设施情况考虑是否存在较多生产经 营活动等也可参考相应地区农村生活污水处理指 南进行综合确定。除生活污水及尾水处理之外天 津市相关规范指出了人工湿地作为景观水体旁路处 理及雨水调蓄池出水时的水量确定方法。 对于水量的确定，不论处理何种类型污水都应 综合当地特点采取历史经验与实际调查相结合的 方式因地制宜地进行选择特别是在农村地区，

不同水质的进水指标。对于出水水质应根据受纳 水体环境容量及各省现行污水排放相关标准确定。 对于农村生活污水国家自前尚未制定专门的 水污染物排放标准。为指导和控制当地农村生活污 水的排放福建省、宁夏回族自治区、山西省、浙江 省、河北省、江苏省、重庆市、北京市均制定了农村生 活污水排放标准。而其他地区对于农村生活污水排 放标准一般按《城镇污水处理厂污染物排放标准》 （GB18918一2002）执行，对于农村地区而言，出水 中TN、TP的限值要求过严。以北京市为例2018年 北京发布了《农村生活污水处理设施水污染物排放 标准》征求意见稿）将出水SS与TN浓度均放宽 至20mg/L，且二级标准不控制TN。可以看出放 宽的排放限值与农村适用的处理技术相符合避免 出现制定的标准与现实技术水平脱节、水环境容量 与排放标准相互孤立等问题[4]。并且水环境中的 污染物N、P对于农业生产则是必需的营养物质在 处理过程中应考虑N、P的资源化

基质为人工湿地中的水生植物提供载体和营养 物质，为微生物的生长提供稳定的依附场所在污水 的净化过程中起到重要作用[3]。在设计过程中需 要考虑基质种类及粒径两个问题。 基质选择采取就近原则，可选用建筑市场的砾 石也可选用石灰石、火山岩、沸石、页岩、陶粒、炉渣 以及加工筛选后的混凝土块等。需注意石灰石、碱 生矿渣、钢渣会提高出水碱度应考虑植物的耐受性 及在填料中的比例。对于粒径的选择，各省市规范 均给出了参考值大致趋势为水平潜流湿地进出水 区略大于主体区垂直潜流湿地自上而下依次增大， 粒径的选择与进水水质有关。以云南省为例进水 BODs、COD浓度不高，但SS接近400mg/L。因此 云南省在垂直潜流中选择了反粒径的铺设方式，减 轻表层负荷，可有效缓解系统堵塞。 当对于磷去除有较高要求时，CJJ/T54规程及 江苏省、浙江省、北京市的规范指出可选择在湿地主 本填料前后端铺设具有吸磷功能的填料。选择此种 方式而不是直接将吸磷填料与基质混合可能是考虑 了成本问题并且置于前后端更便于吸附饱和之后 填料的更换。 在基质部分需要特别指出两点：一是覆土层的 取舍。C.JI/T54规程及上海市、浙江省、河南省规范

在条文中指出“在填料上层铺设适宜植物生长的王 壤或砂石覆盖层”。这种规定/建议是不可取的湿 地中植物可以直接生长在基质中，无需外填土壤。 天津市规范中解释了湿地中由于水的存在植物根 系会向下生长从而吸收养分和水分有无土壤层覆 盖意义不大。覆盖土壤层还会堵塞上层基质，可能 降低湿地渗透系数。二是基质堵塞处理方式。人工 湿地运行中易出现堵塞问题，可采取一些措施，例如 前期控制进水悬浮物浓度、强化预处理及运行中停 未轮休或局部更换基质等但有些地区规范对此规 定不够合理山东省及河南省规范提到通过反冲洗 冲刷填料使生物膜脱落以及投加虾蚓进行疏通这 两种方式中反冲洗仅在实验室模型中将人工湿地看 作“滤池”进行论证目前实际工程中反冲洗是极 难以实现的；而蚯蚓疏通或其他后期修复措施对于 缓解堵塞效果较差在实际应用中运用较少

人工湿地工艺选择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 件等因素因地制宜地选择合适的处理工艺， 综合所有规范提及的工艺，可大致分为三类分 别为结合预处理、运行方式组合及复合型湿地。具 体如图1所示。人工湿地工艺灵活多变，可并联、串 联或组合使用，也可将每分项设计为多级、多类型 等。在实际应用时应因地制宜地进行综合考虑进 步保障及提高人工湿地的运行及处理效果，

图1各省市规范工艺选择

在人工湿地污水处理中植物的功能主要为吸 收净化、维持湿地环境、传输氧气分泌化感物质以及 美观价值7选取基本原则为耐污能力强、根系发 达、具有抗冻及抗病虫害能力具有一定经济价值、 容易管理的本土植物。各规范对其种植密度、移栽 方式及时间等内容均有规定，但未明确植物收割问 题。当植物在冬季进入休眠或枯萎期时合理收割 可以避免二次污染且去除湿地中氮磷等营养物[8] 收割后植物进行湿地表面覆盖具有冬季保温的作 用。因此在规范中应结合实际情况指出收割时间 次数以及收割具体方式等。在此部分需注意两点 ①当直接排入河流、湖泊时谨慎选择“凤眼莲”等外 来入侵物种。②在生长初期需保持池内一定水深 避免杂草与湿地植物竞生且为减少植物坏死需逐 斩增大污水负荷使其化。图2给出了常见湿地植 物种类。

图2湿地常见植物种类 Fig. 2 Common plant species in wetlands

常雅婷等：国内各地区人工湿地相关规范/规程对比分

科学的运行管理模式是维持人工湿地处理能力 和生态修复效果的重要保障。虽然与传统污水处理 技术相比人工湿地系统的运行管理更为简单但不 能因此忽视运行管理给人工湿地处理系统带来的影 响9。随着人工湿地建成运行数量的不断增加运 行管理方面的问题也逐渐突出。一方面是运行过程 中所面临的冬季结冰、基质堵塞、植物收割等问题。 对此各省规范均提出了一些解决方法，例如针对冬 季低温提出冰层覆盖、地膜覆盖等针对基质堵塞提 出间歇运行、局部更换机制等。另一方面则是管理 机构设置不完善管理投资不足或缺少专业性管理 人员等均直接或间接影响湿地处理效果并减少湿 地使用年限。 对于运行管理内容，各规范都有提及。应在遵 循基本管理条文之外根据实际湿地运行效果进行 合理调整才能充分发挥湿地水质净化与环境美化 的双重作用

4人工湿地相关规范比较：设计参数

由于各地区规范各有侧重不同湿地类型对于 参数选择具有一定差异主要涉及污染物表面负荷、 水力负荷、水力停留时间等。因此选择江苏省、北京 市、山东省、浙江省四个地区规范以潜流人工湿地 为例进行对比重点考虑气温、水质两个因素对参数 选择产生的影响。四个地区人工湿地的主要设计参 数如表2所示。

表2江苏、北京、山东、浙江人工湿地设计参数

表2江苏、北京、山东、浙江人工湿地设计参数

DB11／T 1591-2018 城市道路日常养护作业规程4. 1 气温差异性对比

为比较气温对人工湿地设计参数的影响选择 处理水为生活污水时对冬季气温差异较大的浙江

人工湿地主要处理生活污水和市政污水厂尾 水两种水质区别很大在主要污染物表面负荷及水 力负荷两个参数选择上也存在较大差异。以山东省 规范为例与浙江省、北京市、江苏省规范进行对比。 可以看出除TP表面负荷以外山东省其余污染物 负荷偏小而水力负荷偏大。这可能是由于其为微污 染水污染物浓度低在高水力负荷下仍可取得设计 出水效果。 当人工湿地主要处理农村生活污水时由于农 村生活污水不直接排入河流而涉及回用、灌溉等其 他用途因此北京市针对于农村污水处理设施的规 范中其TN、TP的表面负荷偏低

GB／T 51387-2019 钢铁渣处理与综合利用技术标准候、水质差异性较小地区

浙江省和江苏省在地理位置上临近，气候条件 相似且同为处理生活污水通过参数比较可以看出 江苏省COD表面负荷略大于浙江省水力负荷差距 较大其余参数差别不大。参考其余规范可以发现 即使所处地区、处理水质均相似，COD表面负荷与 水力负荷两个参数仍可能存在一定差异。原因可能 为人工湿地进行表面积设计时，一般选择COD污染 物表面负荷进行计算不同经济发展下的城市存在 可利用占地面积不同的情况造成经济实力较强地 区COD污染物表面负荷偏大的趋势。而水力负荷 参数与处理水质、出水要求、当地气温、经济发展等 各种因素均有一定关系影响因素较多导致该参数 在相似外部条件下仍会存在一定差异。

目前我国已有两部国家级人工湿地规范及九 个省市级规程其中包括征求意见稿及草案主要涉 及人工湿地处理生活污水及尾水过程中所面临的设 计和运行管理等内容。按客省地区划分华东地区 出台数最多，包括江苏省、安徽省、浙江省、山东省、 上海市五个地区而我国西北及东北地区尚未有相 应规范出台。同时也可看出这些已出台及即将出 台的人工湿地指导规范在一定程度上均会促进人工