污水处理厂尾水人工湿地工程技术规范Word下载.docx
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L——污水在人工湿地内渗流路程的水平距离,m。
8、水力停留时间
水在人工湿地内的平均停留时间。
潜流人工湿地的水力停留时间按式计算。
t——水力停留时间,d;
V——人工湿地填料在自然状态下的淹水体积,包括填料实体及其开口、闭口孔隙,m3;
——孔隙率,%;
——人工湿地设计水量,m3/d。
9、表面水力负荷
单位面积人工湿地在单位时间内所能接纳的污水量。
——表面水力负荷,m/(m•d);
——人工湿地设计水量,m3/d;
——人工湿地面积,m2。
10、表面有机负荷
单位面积人工湿地在单位时间内去除的五日生化需氧量(BOD5)。
——表面有机负荷,kg/(hm•d);
——人工湿地进水有机污染物浓度,mg/L;
——人工湿地出水有机污染物浓度,mg/L;
11、孔隙率
人工湿地填料层中,存在于填料间的孔隙体积占总体积的百分比,%。
12、渗透系数
水在人工湿地填料或防渗层中,单位水力坡度下的渗流流速,m/s。
二、总体设计
(一)基础资料调查收集
1、调查收集满足人工湿地工程设计要求的气象、水文、地质等基础资料和地形图、排水管网或排水管道图等图纸及测量资料。
2、收集人工湿地工程所在地区域总体发展规划及现状资料、城镇污水处理厂尾水水质、水量和排放规律资料、人工湿地出水受纳水体的水文、水质资料等。
(二)场址选择
1、应符合当地总体发展规划和生态环境保护规划的要求,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。
2、宜选择离污水处理厂尾水排放口较近或便于回用的地点。
3、优先考虑自然坡度为0%~3.0%的洼地、荒地或塘等经济价值低、便于利用的土地进行建设,应充分利用原有地形,高程设计宜与建造地点的地势相一致。
4、考虑洪水、内涝的威胁,人工湿地设计应满足相应的防洪标准。
(三)总平面布置
1、充分利用场地环境条件,按照使用功能和流程要求,构筑物的布置应紧凑、合理,构筑物间距应满足施工、设备安装、填料装填及日常管理的要求。
2、应符合排水通畅、降低能耗的要求。
系统内水流应优先采用重力流,需提升时,宜一次提升。
3、结合湿地植物配置、景观设施建设,形成与周围环境协调、自然的湿地风貌。
4、总平面布置应考虑近远期结合,有条件的地方可按远期规划水量布置,分期建设。
人工湿地系统内道路可建在单体与单体之间的堤坝上,各单体间宜有道路连通。
5、办公室、化验室、管理房等附属构筑物,宜布置在夏季主导风向的上风向。
三、工程设计
(一)设计水量和水质
1、人工湿地设计水量应根据城镇污水处理厂的实际外排水量确定,结合可利用土地面积,考虑处理规模的近、远期分配。
2、人工湿地进水水质应符合GB18918和地方标准关于城镇污水处理厂尾水水质的要求。
3、人工湿地出水水质参考项目环评批复和当地环境管理要求确定。
4、人工湿地出水用作再生回用水时,出水水质根据不同用水途径应符合GB20922、GB/T19923、GB/T18920、GB/T18921、GB/T19772、GB/T25499等相关要求。
(二)工艺选择
1、人工湿地工艺选型应根据进、出水水质和处理水量,综合考虑各类型人工湿地的特点、工程用地和投资等因素,通过技术经济比选确定最佳方案。
2、根据进水水质情况和出水水质要求,可在人工湿地系统前端设置水质调节池、生物氧化池、生态滞留塘、挺水植物过滤区等预处理设施,在人工湿地系统后端设置强化除磷、消毒等后处理设施。
人工湿地工程工艺流程见图1。
城镇污水处理厂尾水排放或回用
注:
虚线框内为可选择工艺单元。
图1污水处理厂尾水人工湿地工程工艺流程图
3、人工湿地主要去除有机物时,根据进水水质特征、出水水质要求和实际用地条件,合理选择组合表面流人工湿地、水平潜流人工湿地或垂直潜流人工湿地。
4、人工湿地主要去除氨氮(NH3-N)时,宜采用垂直下行流人工湿地。
5、人工湿地主要去除总磷(TP)时,可选择垂直上行流人工湿地,也可在人工湿地后端设置TP强化处理设施。
6、人工湿地出水消毒方式根据出水排放去向或回用途径确定。
(三)工艺设计
1、主要工艺设计参数宜根据试验资料确定,也可参考表1确定。
表1人工湿地主要设计参数
项目
表面流人工湿地
水平潜流人工湿地
垂直潜流人工湿地
处理单元长宽比
3:
1~5:
1
<
处理单元面积∕m2
—
≤800
≤1000
水深∕m
0.3~0.5
填料厚度∕m
0.8~1.4
水力坡度∕%
0.5
0.5~1
水力停留时间∕d
5~8
2~4
1.5~3
表面水力负荷∕[m3/(m2•d)]
≤0.07
≤0.3~0.5
≤0.4~0.6
BOD表面负荷∕[kg/(hm2•d)]
5
≤4
≤30
2、应根据处理水量的大小合理确定处理单元数,一般不应少于平行两组。
(四)集配水方式
1、表面流人工湿地
(1)人工湿地单元进水口应根据湿地形状合理选择布水方式,宜采用多点进水或溢流堰进水,如穿孔管、穿孔墙、配水堰等装置,保证配水均匀。
(2)穿孔管的长度应与人工湿地单元的宽度基本一致,管孔密度应均匀,相邻孔距宜按湿地宽度的10%计,不宜大于1m,孔径宜为2cm~3cm。
(3)穿孔墙可设置于床面以下,长度略小于人工湿地单元的宽度,开孔率宜为30%,孔径和间距取决于水的流量、流速及进水的水力学特性。
(4)配水堰宜采用三角堰、梯形堰及矩形堰,配水堰的形式和尺寸应根据进水的流量及水力学特性进行选择。
(5)人工湿地集水应均匀,宜采用穿孔管,出水宜设置可旋转弯头或其他水位调节装置。
(6)人工湿地出水宜设置排空阀等排空设施。
2、潜流人工湿地
(1)人工湿地进出水系统宜设置进出水闸、阀、堰进行流量控制,保证配水和集水的均匀性、可调性。
(2)根据植物生长的需要、水力停留时间和湿地单元的维护等因素确定湿地水位,在出水处设置旋转弯头、控制阀门等装置保证水位可调。
(3)人工湿地宜采用多点配水,可采用穿孔花墙、并联管道、穿孔管等方式均匀配水。
(4)穿孔花墙的开孔比宜为30%,孔口流速不宜大于0.2m/s。
(5)穿孔管的长度应与人工湿地单元的宽度基本一致,管孔密度应均匀,相邻孔距宜按湿地宽度的10%计,不宜大于1m,管内流速宜为1.5m/s~2m/s,配水孔宜斜向下45°
交错布置,孔口直径不小于5mm,孔口流速不小于1m/s。
(6)垂直流人工湿地的配水支管长度不宜大于6m,间距宜为1m~2m。
(7)人工湿地集水应均匀,宜采用穿孔管,集水管流速不宜小于0.8m/s,集水孔宜斜向下45°
交错布置,孔口直径宜为2cm~3cm。
(8)穿孔管周围填料的粒径应大于穿孔管孔径。
(9)人工湿地应设置通气管,与集水管相连,管口高出覆盖层顶面300mm。
(10)人工湿地各单元宜设置排空阀等排空设施。
(五)填料设计
1、人工湿地填料应选择机械强度高、比表面积大、稳定性好、具有合适孔隙率及粗糙度、取材方便、价格低廉的材料,兼顾当地资源条件,选用石灰石、砾石、矿渣、蛭石、沸石、砂石等。
2、人工湿地填料应达到设计要求的粒径范围,有效粒径比例不宜小于80%。
3、人工湿地填料可
4、选用多种材料不同配比、填料粒径大小及正反级配组合,增强净化效果,减缓堵塞。
5、人工湿地填料可根据污染物处理要求的不同,选择使用功能性填料。
湿地出水水质对TP要求较高时,可使用含钙、镁较为丰富的高炉渣、粉煤灰、聚合氯化铝残渣、陶粒等具有吸磷功能的材料强化除磷,也可使用包裹铁粉、麦饭石、膨润土、骨料等的填料强化除磷;
出水水质对NH3-N要求较高时,可使用沸石、硅石、陶粒、粉煤灰、钢渣、附载复合微生物菌剂的陶粒、沸石、硅石等强化除氮;
出水水质考虑总氮(TN)时,可填充缓释碳源填料或自养反硝化填料。
6、水平潜流人工湿地填料层的初始孔隙率宜控制在30%~50%;
垂直潜流人工湿地的填料层中上部分的初始孔隙率宜控制在15%~30%,中下部分的初始孔隙率宜控制在20%~40%。
7、人工湿地填料层应能为植物根系提供足够生长空间,潜流人工湿地填料厚度宜为80cm~140cm。
(六)植物选配
1、人工湿地宜选用移栽后成活率高、根系发达、耐污去污能力强、具有抗冻及抗病虫害能力、综合效益高、容易管理的本土植物,谨慎选择外来入侵物种。
2、人工湿地的植物应根据植物的去污特性、生长周期、景观效果等由一种或几种植物搭配构成。
3、应根据人工湿地水深和湿地类型合理配置植物,表面流人工湿地可选择芦苇、菖蒲、水葱等挺水植物;
潜流人工湿地可选择芦苇、水芹、水葱、香蒲、千屈菜、菖蒲、风车草、鸢尾等挺水植物。
4、人工湿地植物的种植包括根幼苗移植、种子繁殖、收割植物的移植及盆栽移植等,植物栽种初期要保证其成活率,应根据植物生长特性确定种植时间,宜为春季。
为提高低温季节净化效果,人工湿地植物宜采取一定的轮作方式,秋冬季节可种植黄花鸢尾、水葱、水芹、西伯利亚鸢尾等具有耐低温性能的植物。
5、人工湿地植物的种植密度可根据植物种类与工程要求进行调节,挺水植物宜为10株/m2~25株/m2,浮水植物宜为3丛/m2~9丛/m2,沉水植物宜为9丛/m2~25丛/m2。
6、人工湿地植物种植时应保持介质湿润,生长初期池内应保持一定水深,逐步增大水力负荷使其驯化适应处理水质。
(七)防渗设计
1、人工湿地应在底部和侧面进行防渗处理,防渗层的渗透系数应不大于10-8m/s。
2、当原有土层渗透系数大于10-8m/s时应构建防渗层,防渗材料可根据当地的实际情况选取,优先选取复合土工膜(两布一膜)。
3、人工湿地内穿墙管、穿孔管、穿孔墙等处应作防渗局部处理。
4、人工湿地应根据进水水质和土壤渗透系数进行防渗设计。
5、在施工时应尽量保持原土层,在原土层上采取防渗措施。
6、防渗层完工后应进行渗透试验。
四、主要辅助工程
(一)电气系统
1、供电方式应根据用电要求,与当地电力部门协商确定。
2、供配电设计应符合GB50052和GB50053相关要求。
3、低压配电设计应符合GB50054相关要求。
4、照明设计应符合GB50034相关要求。
(二)给水、排水和消防
1、应有可靠的供水水源和完善的供水设施,给水设计应符合GB50013和GB50015相关要求。
2、排水设计应符合GB50014相关要求。
3、消防设施设计应符合GB50016和GB50140相关要求。
(三)土建与结构
1、围护宜采用土堤、钢筋混凝土挡墙或砌筑挡墙结构,条件允许时优先选用土堤。
2、人工湿地池体采用原土结构时应根据土质确定放坡坡度,且不得陡于45°
。
3、建(构)筑物结构设计应符合GB50003、GB50010和GB50069等相关要求。
4、建筑物抗震等设计应符合GB50011相关要求。
五、施工与验收
(一)工程施工
1、施工单位应具有相应的施工资质,施工过程应符合国家及地方有关标准和规范要求。
2、施工单位应采取有效的污染控制措施及安全技术措施。
3、施工中使用的设备、材料、器件等应有产品合格证,设备与器材在安装前应进行完好性和完整性检验。
4、管道工程、混凝土结构工程、砌体结构工程、构筑物工程的施工,应分别符合GB50268、GB50204、GB50203和GB50141等相关要求。
6、开挖基坑有一定的角度放坡,采用机械开挖与人工修整相结合的施工技术方法,基坑上平面周边布设草坪稳定基坑周边土方。
潜流人工湿地周边护坡宜采用夯实的土壤构建,夯实过程应满足JGJ79相关要求。
7、防渗层下方的基础层应平整、压实、无裂缝、无松土,表面应无积水、石块、树根和尖锐杂物。
8、填料铺设过程中应从选料、洗料、堆放、撒料四个方面加以控制,对填料进行级配、清洁,保证填筑材料的含泥(砂)量和填料粉末含量符合设计要求值。
9、采用穿孔管进行集配水时,在施工中应注意对穿孔管的保护,不应损坏穿孔管。
(二)工程验收
1、人工湿地工程验收应按建筑工程质量验收、设备安装工程单机及联动试运转验收、植物栽种验收、环保验收、竣工验收的程序进行。
2、土建工程质量验收应符合GB50334、GB50268、GB50141相关要求。
3、设备安装工程质量验收应符合GB/T50252、GB50231、GB50334相关要求。
4、植物栽种验收内容包括植物种类、规格、栽种量、栽种密度、生长情况和养护情况等,并填写植物生长状况表。
5、环保验收在试运行结束之后进行,试运行时间6个月以上,环保验收应执行《建设项目竣工环境保护验收暂行办法》的规定。
6、在各单项验收后进行人工湿地工程竣工验收,工程竣工验收由建设单位负责组织实施,由参与工程建设的勘察、设计、施工、监理等单位共同7、工程竣工验收合格后,人工湿地方可投入正式使用。
建设单位应在规定期限内,将项目前期、勘察、设计、竣工验收报告和有关技术资料文件立卷归档,向建设行政主管部门备案。
六、运行与管理
(一)一般规定
1、可根据当地实际情况选择适宜的人工湿地管理模式,宜委托第三方运营。
2、人工湿地运营单位应定期对人工湿地运行状况进行检测,并负责对植物、布水管道、填料、附属设施等进行管理和维护,保证人工湿地正常运行。
3、运行人员、技术人员及管理人员应进行相关法律法规、专业技术、安全防护、应急处理等理论知识和操作技能的培训。
4、运行管理人员应熟悉处理工艺和设施、设备的运行要求、技术指标以及安全操作规程。
5、按照人工湿地系统运行维护手册进行后期维护和管理。
6、工程在运行前应制定设备台账、运行记录、定期巡视、交接班、安全检查、应急预案等管理制度。
7、工艺设施和主要设备应编入台账,定期对各类设备、电器、自控仪表及建(构)筑物进行检修维护。
8、工艺流程图、操作和维护规程等应示于明显部位。
(二)水质水量监测
1、人工湿地进、出水口可根据实际需要安装水质在线监测设备。
未安装水质在线监测设备的人工湿地,日常运行中应定期对湿地进、出水口流量、化学需氧量(COD)、NH3-N、TP等主要监测项目进行监测。
2、人工湿地运营单位应定期委托有资质单位对湿地进、出水口流量、水位、水温、溶解氧、pH值、悬浮物、BOD5、COD、NH3-N、TN、TP等项目进行监测,并出具监测报告,存档备案。
(三)植物管理
1、人工湿地在种植植物后即应充水,初期应进行水位调节。
2、植物系统建立后,应连续进水,保证水生植物的密度及良性生长。
3、应根据植物生长情况,进行分苗、缺苗补种、杂草清除等管理,不宜使用大量除草剂、杀虫剂等。
4、结合人工湿地内植物的生长特点,适时定期收割植物,按当地要求妥善处理,不应随意堆放。
(四)低温运行管理
1、采取预处理、人工曝气、延长水力停留时间等工艺强化措施,提高冬季湿地运行效果。
2、通过植物优选、填料组配,增强冬季湿地净化效果。
3、低温运行时应对进、出水管采取防冻保温措施。
可选择植物覆盖保温、温室大棚保温、塑料薄膜保温等保温措施;
持续低温时也可降低运行水位,在冰层和水面间形成空气隔绝层,提高保温效果。
(五)湿地防堵运行维护
1、控制进水中悬浮物的浓度,减轻人工湿地运行负荷,防止堵塞。
2、选择合适的配水及排水系统,设置人工湿地运行间歇期,促进湿地复氧,防止填料堵塞。
3、人工湿地单元宜适当进行停床轮休、增加湿地复氧及微生物内源呼吸消耗。
4、根据人工湿地实际运行情况,堵塞严重的处理单元可挖掘清洗局部填料或更换新填料。
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