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)在中國得到快速發(fā)展和推廣應用。2009年起，國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準，用于指導并規范人工濕地設計建設，內容主要包括人工濕地構筑物設計、污染負荷設計和水力負荷設計等三個(gè)方面的參數。比較了各個(gè)標準中潛流人工濕地的設計參數，發(fā)現不同標準的污染負荷和水力負荷差異明顯。人工濕地設計面積計算結果表明，對于不同性質(zhì)的廢水，設計時(shí)應核算不同的設計參數，不應只根據水力負荷或僅采用污染負荷進(jìn)行人工濕地設計。同時(shí)，需要考慮氣候、濕地填料、深度、植物等其他因素對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，研究方向為人工濕地污水處理。

01 我國頒布的相關(guān)人工濕地技術(shù)標準

表1列出了我國發(fā)布的人工濕地相關(guān)標準的機構以及發(fā)布時(shí)間。

從表1可見(jiàn)，我國最早的人工濕地技術(shù)標準是2009年由住建部標準定額研究所組織編制并發(fā)布的，近年來(lái)發(fā)布的標準包括天津規程、山東指南和廣東規范。廣東規范只含有水平流濕地的設計，不包括垂直流濕地的設計，山東指南、浙江規范不對潛流濕地類(lèi)型進(jìn)行區分，統一推薦設計參數。青海規范的內容主要是針對復合潛流濕地設計推薦的參數。

按地區看，華東地區的標準最多，包括浙江規范、江蘇規程、上海規程等，華南地區有廣東規范，華北地區有北京規范和天津規程，西南地區有云南規范，西北地區有青海規范和寧夏規范。

02 人工濕地標準中的參數與指標

各個(gè)技術(shù)標準中，垂直流人工濕地和水平流人工濕地的設計指標有SS濃度、COD負荷、BOD5負荷、水力負荷、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負荷、BOD5負荷指的是單位面積人工濕地可削減的有機污染物質(zhì)量，常用于計算人工濕地床體面積。水力負荷指單位時(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總容積內的平均停留時(shí)間。

03 人工濕地工程設計

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

3.1 人工濕地負荷設計

①進(jìn)水SS和有機污染負荷指標

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

污染負荷指標通常有COD負荷（有機負荷）、BOD5負荷（有機負荷）和其他污染（氨氮、總氮和總磷）負荷。各標準中潛流人工濕地有機污染負荷建議值見(jiàn)表3。大部分標準的污染負荷指標設計值僅推薦了COD負荷或BOD5負荷，廣東規范和云南規范對兩種指標都有推薦值。對于垂直流濕地，江蘇規程的最高COD負荷可達90 g/(?O?d)，而住建部導則的最高COD負荷為20 g/(?O?d)。對于水平流濕地，最高的COD負荷限值為廣東規范的50 g/(?O?d)，而住建部導則的最高COD負荷為16 g/(?O?d)。各標準建議兩種濕地的BOD5負荷，大部分的設計值在12 g/(?O?d)以下。Li等對1990年―2015年運行超過(guò)3年的人工濕地工程的數據進(jìn)行了分析，發(fā)現垂直流濕地的BOD5負荷范圍為10.6～55.3g/(?O?d)，而西方國家普遍為6～10 g /(?O?d)。

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

②水力學(xué)指標

除山東指南和云南規范外，其他人工濕地標準的適用對象都是生活污水、二級出水或類(lèi)似性質(zhì)污水。各標準中潛流人工濕地水力負荷建議值見(jiàn)表4?？梢钥闯?，垂直流人工濕地的水力負荷設計值普遍高于水平流人工濕地，各標準中垂直流濕地的水力負荷明顯不同。

3.2 人工濕地深度設計：

不同標準的人工濕地床體深度和核心處理層厚度如表5所示。大多數標準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冬季環(huán)境溫度、植物種類(lèi)和根系生長(cháng)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，維護困難。水平流濕地深度至少600 mm，最大2000 mm。部分標準缺少對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計的重要參數，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，對污染物的吸附效果越好，且越有利于微生物的附著(zhù)生長(cháng)。另一方面，粒徑的減小，降低了濕地床體的水力傳導性，增加了濕地堵塞風(fēng)險。潛流人工濕地最常選用的基質(zhì)粒徑范圍是4～16 mm，對于水平流人工濕地，在進(jìn)水配水區和出水集水區需要使用更大粒徑的基質(zhì)。北京規范和寧夏規范要求填料粉末含量應符合設計要求值，但沒(méi)有給出具體要求。住建部導則和廣東規范要求填料粒徑符合級配曲線(xiàn)范圍，但廣東規范沒(méi)有給出級配曲線(xiàn)。各標準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

各標準對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、植物馴養和植物管理等方面的建議，住建部導則、上海規程、江蘇規程對植物部分的描述相對更細致。各標準對人工濕地選用植物的要求可以總結為耐污去污能力強、根系發(fā)達和生物量大、移植成活率高、耐寒、抗病害、兼顧觀(guān)賞性和經(jīng)濟性的6個(gè)特性，部分標準提及其中3～4點(diǎn)。各個(gè)標準中對于植物種類(lèi)、數量、種植時(shí)間的要求如表7所示

3.5 標準中的其他設計要求

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。大部分標準未明確規定運行方式，部分提及適當采用間歇運行防堵塞，上海規程和廣東規范規定可以采用連續運行、間歇運行和潮汐運行3種運行方式。只有北京規范對間歇運行的時(shí)間進(jìn)行了說(shuō)明：對于連續流運行的濕地池體，至少每月降低一次濕地水位，實(shí)施間歇運行3～5 d。設計使用年限僅有北京規范和山東指南提及，北京規范的設計使用年限為30年，山東指南建議質(zhì)保期一般為2年。