国内各地区人工湿地相关规范_规程对比分析

国内各地区人工湿地相关规范_规程对比分析
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国内各地区人工湿地相关规范_规程对比分析简介:

人工湿地是一种模仿自然湿地生态系统的人工生态环境,主要用于水体净化、生态恢复、生物多样性保护等多种环境服务。在中国,由于地域广阔,地理、气候、水质等条件各异,因此在人工湿地的设计、建设和管理上,各地都有相应的规范和规程,以适应当地的具体环境。

以下是对中国各地人工湿地规范、规程的一些对比分析:

1. 国家层面:国家林业和草原局发布有《人工湿地建设技术规程》(LY/T 2814-2012),这是全国统一的标准,规定了人工湿地的基本设计原则、建设技术要求、运行管理等内容,为全国人工湿地建设提供了基本的指导。

2. 地方层面:各省份和地区根据自身的环境特点和需求,制定了相应的规范。例如,北京市有《北京市湿地保护与恢复技术规程》(DB11/T 1328-2017),强调了湿地保护与修复的科学性和生态化;江苏省有《江苏省湿地保护与修复技术规程》(DB32/T 1911-2016),注重湿地的综合功能和生态效益。

3. 地质条件:不同地区的地质、气候条件对人工湿地的影响较大。比如在南方湿润地区,人工湿地的设计可能更注重水体的循环和净化;而在干旱或半干旱地区,人工湿地可能更侧重于水分的储存和利用。

4. 环境保护:各地的环保法规也对人工湿地的建设有约束。例如,一些地方在污水排放、土地使用、动植物保护等方面有特定的要求。

5. 技术水平:随着科技的发展,各地也在不断引进和推广新的湿地建设技术和管理方法,如生态修复技术、智能监控等。

总的来说,中国各地区的人工湿地规范和规程在遵循国家统一标准的同时,结合地方特色进行了因地制宜的调整,以实现最大的环境效益。

国内各地区人工湿地相关规范_规程对比分析部分内容预览:

(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JGJ 76-2019 特殊教育学校建筑设计标准,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DB36∕T 1009-2018 桥梁工程清水混凝土施工技术规程,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

GB∕T 30872-2014 建筑用丙烯酸喷漆铝合金型材4. 1 气温差异性对比

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