全康環(huán)保:摘要：人工濕地污水處理技術(shù)是一種處理污水的生態(tài)處理方法，近年來(lái)在中國(guó)得到快速發(fā)展和推廣應(yīng)用。2009年起，國(guó)家和部分省份的職能部門(mén)頒布實(shí)施了一系列人工濕地標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)并規(guī)范人工濕地設(shè)計(jì)建設(shè)，內(nèi)容主要包括人工濕地構(gòu)筑物設(shè)計(jì)、污染負(fù)荷設(shè)計(jì)和水力負(fù)荷設(shè)計(jì)等三個(gè)方面的參數(shù)。比較了各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中潛流人工濕地的設(shè)計(jì)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)的污染負(fù)荷和水力負(fù)荷差異明顯。人工濕地設(shè)計(jì)面積計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)于不同性質(zhì)的廢水，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)核算不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，不應(yīng)只根據(jù)水力負(fù)荷或僅采用污染負(fù)荷進(jìn)行人工濕地設(shè)計(jì)。同時(shí)，需要考慮氣候、濕地填料、深度、植物等其他因素對(duì)人工濕地處理效果的影響。

作者簡(jiǎn)介：張翔（1995- ），男，江蘇蘇州人，碩士研究生，研究方向?yàn)槿斯竦匚鬯幚怼?/p>

01 我國(guó)頒布的相關(guān)人工濕地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

表1列出了我國(guó)發(fā)布的人工濕地相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)以及發(fā)布時(shí)間。

從表1可見(jiàn)，我國(guó)最早的人工濕地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是2009年由住建部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織編制并發(fā)布的，近年來(lái)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)包括天津規(guī)程、山東指南和廣東規(guī)范。廣東規(guī)范只含有水平流濕地的設(shè)計(jì)，不包括垂直流濕地的設(shè)計(jì)，山東指南、浙江規(guī)范不對(duì)潛流濕地類(lèi)型進(jìn)行區(qū)分，統(tǒng)一推薦設(shè)計(jì)參數(shù)。青海規(guī)范的內(nèi)容主要是針對(duì)復(fù)合潛流濕地設(shè)計(jì)推薦的參數(shù)。

按地區(qū)看，華東地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)最多，包括浙江規(guī)范、江蘇規(guī)程、上海規(guī)程等，華南地區(qū)有廣東規(guī)范，華北地區(qū)有北京規(guī)范和天津規(guī)程，西南地區(qū)有云南規(guī)范，西北地區(qū)有青海規(guī)范和寧夏規(guī)范。

02 人工濕地標(biāo)準(zhǔn)中的參數(shù)與指標(biāo)

各個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，垂直流人工濕地和水平流人工濕地的設(shè)計(jì)指標(biāo)有SS濃度、COD負(fù)荷、BOD5負(fù)荷、水力負(fù)荷、水力停留時(shí)間、床體深度、核心處理層厚度和核心層粒徑范圍。COD負(fù)荷、BOD5負(fù)荷指的是單位面積人工濕地可削減的有機(jī)污染物質(zhì)量，常用于計(jì)算人工濕地床體面積。水力負(fù)荷指單位時(shí)間單位面積人工濕地接納的污水量。水力停留時(shí)間指水在人工濕地處理區(qū)總?cè)莘e內(nèi)的平均停留時(shí)間。

03 人工濕地工程設(shè)計(jì)

人工濕地工程設(shè)計(jì)主要是面積設(shè)計(jì)計(jì)算，但是要保證良好的處理能力，濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)深度、填料性質(zhì)和粒徑、植物種類(lèi)等因素也非常重要。

3.1 人工濕地負(fù)荷設(shè)計(jì)

①進(jìn)水SS和有機(jī)污染負(fù)荷指標(biāo)

SS會(huì)在濕地基質(zhì)的空隙中積累，為了保證濕地正常運(yùn)行，必須控制進(jìn)水SS濃度。各標(biāo)準(zhǔn)鐘潛流人工濕地進(jìn)水SS濃度的限值如表2所示。北京規(guī)范、浙江規(guī)范和山東指南中沒(méi)有對(duì)潛流人工濕地的進(jìn)水SS濃度做出規(guī)定，云南規(guī)范的SS濃度最高限值為400 mg/L，明顯高于其他標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)保部規(guī)范和廣東規(guī)范對(duì)水平流人工濕地的進(jìn)水SS濃度要求值最低，為60 mg/L。

污染負(fù)荷指標(biāo)通常有COD負(fù)荷（有機(jī)負(fù)荷）、BOD5負(fù)荷（有機(jī)負(fù)荷）和其他污染（氨氮、總氮和總磷）負(fù)荷。各標(biāo)準(zhǔn)中潛流人工濕地有機(jī)污染負(fù)荷建議值見(jiàn)表3。大部分標(biāo)準(zhǔn)的污染負(fù)荷指標(biāo)設(shè)計(jì)值僅推薦了COD負(fù)荷或BOD5負(fù)荷，廣東規(guī)范和云南規(guī)范對(duì)兩種指標(biāo)都有推薦值。對(duì)于垂直流濕地，江蘇規(guī)程的最高COD負(fù)荷可達(dá)90 g/(?O?d)，而住建部導(dǎo)則的最高COD負(fù)荷為20 g/(?O?d)。對(duì)于水平流濕地，最高的COD負(fù)荷限值為廣東規(guī)范的50 g/(?O?d)，而住建部導(dǎo)則的最高COD負(fù)荷為16 g/(?O?d)。各標(biāo)準(zhǔn)建議兩種濕地的BOD5負(fù)荷，大部分的設(shè)計(jì)值在12 g/(?O?d)以下。Li等對(duì)1990年―2015年運(yùn)行超過(guò)3年的人工濕地工程的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)垂直流濕地的BOD5負(fù)荷范圍為10.6～55.3g/(?O?d)，而西方國(guó)家普遍為6～10 g /(?O?d)。

表3中數(shù)據(jù)顯示，北京規(guī)范和云南規(guī)范的污染負(fù)荷低于環(huán)保部規(guī)范中的最小污染負(fù)荷值，北京規(guī)范的取值與住建部導(dǎo)則較為接近，而上海規(guī)程和江蘇規(guī)程的最大污染負(fù)荷值很大程度超過(guò)了環(huán)保部規(guī)范的最大值，這可能是由于人工濕地設(shè)計(jì)的床體深度、選擇的基質(zhì)材料以及氣候的差異造成的，對(duì)于垂直流濕地，上海規(guī)程建議粒徑范圍是2～6mm，而北京規(guī)范推薦的粒徑范圍為0.2～5mm，北京規(guī)范和上海規(guī)范其他設(shè)計(jì)指標(biāo)比較接近。

②水力學(xué)指標(biāo)

除山東指南和云南規(guī)范外，其他人工濕地標(biāo)準(zhǔn)的適用對(duì)象都是生活污水、二級(jí)出水或類(lèi)似性質(zhì)污水。各標(biāo)準(zhǔn)中潛流人工濕地水力負(fù)荷建議值見(jiàn)表4。可以看出，垂直流人工濕地的水力負(fù)荷設(shè)計(jì)值普遍高于水平流人工濕地，各標(biāo)準(zhǔn)中垂直流濕地的水力負(fù)荷明顯不同。

3.2 人工濕地深度設(shè)計(jì)：

不同標(biāo)準(zhǔn)的人工濕地床體深度和核心處理層厚度如表5所示。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中垂直流人工濕地床體深度至少800 mm，最大2000 mm，核心處理層厚度至少400 mm。寧夏規(guī)范的床體深度范圍最大，為1600～2000 mm。垂直流濕地床體深度一般需根據(jù)冬季環(huán)境溫度、植物種類(lèi)和根系生長(zhǎng)深度確定，以保證濕地床中必要的好氧條件和一定的保溫效果。床體深度越大，水平流濕地和垂直流濕地容水量越大，間歇運(yùn)行的垂直流濕地好氧條件越好，但提高了單位面積的成本，并且更換基質(zhì)難度大、成本高，維護(hù)困難。水平流濕地深度至少600 mm，最大2000 mm。部分標(biāo)準(zhǔn)缺少對(duì)核心處理層厚度的建議。

3.3 填料性質(zhì)和粒徑要求

人工濕地基質(zhì)的粒徑是人工濕地設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，一方面，粒徑的大小影響濕地比表面積，粒徑越小，基質(zhì)床體比表面積越大，對(duì)污染物的吸附效果越好，且越有利于微生物的附著生長(zhǎng)。另一方面，粒徑的減小，降低了濕地床體的水力傳導(dǎo)性，增加了濕地堵塞風(fēng)險(xiǎn)。潛流人工濕地最常選用的基質(zhì)粒徑范圍是4～16 mm，對(duì)于水平流人工濕地，在進(jìn)水配水區(qū)和出水集水區(qū)需要使用更大粒徑的基質(zhì)。北京規(guī)范和寧夏規(guī)范要求填料粉末含量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求值，但沒(méi)有給出具體要求。住建部導(dǎo)則和廣東規(guī)范要求填料粒徑符合級(jí)配曲線范圍，但廣東規(guī)范沒(méi)有給出級(jí)配曲線。各標(biāo)準(zhǔn)中潛流人工濕地基質(zhì)粒徑建議值見(jiàn)表6。另外，丹麥濕地指南要求黏土和淤泥（顆粒<0.125 mm）的含量必須小于0.5％，可供參考。

3.4 植物要求

各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人工濕地的植物部分提出植物種類(lèi)選用、種植密度、種植時(shí)間、種植方法、植物馴養(yǎng)和植物管理等方面的建議，住建部導(dǎo)則、上海規(guī)程、江蘇規(guī)程對(duì)植物部分的描述相對(duì)更細(xì)致。各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人工濕地選用植物的要求可以總結(jié)為耐污去污能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)和生物量大、移植成活率高、耐寒、抗病害、兼顧觀賞性和經(jīng)濟(jì)性的6個(gè)特性，部分標(biāo)準(zhǔn)提及其中3～4點(diǎn)。各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于植物種類(lèi)、數(shù)量、種植時(shí)間的要求如表7所示

3.5 標(biāo)準(zhǔn)中的其他設(shè)計(jì)要求

基質(zhì)材料通常選用砂、礫石、沸石和石灰石等一種或多種填料組合。大部分標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定運(yùn)行方式，部分提及適當(dāng)采用間歇運(yùn)行防堵塞，上海規(guī)程和廣東規(guī)范規(guī)定可以采用連續(xù)運(yùn)行、間歇運(yùn)行和潮汐運(yùn)行3種運(yùn)行方式。只有北京規(guī)范對(duì)間歇運(yùn)行的時(shí)間進(jìn)行了說(shuō)明：對(duì)于連續(xù)流運(yùn)行的濕地池體，至少每月降低一次濕地水位，實(shí)施間歇運(yùn)行3～5 d。設(shè)計(jì)使用年限僅有北京規(guī)范和山東指南提及，北京規(guī)范的設(shè)計(jì)使用年限為30年，山東指南建議質(zhì)保期一般為2年。