農村生活污水處理站設計要點分析

高小艷 韓濤 李炳

摘 要：本文通過闡述某農村污水處理站的設計過程，從設計流量、總平面布置、構筑物設計等方面闡述了農村生活污水處理站設計過程中應該注意的問題，為后續農村生活污水站的設計提供參考。

關鍵詞：農村污水處理站;設計流量;總平面布置

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）28-0136-03

Analysis on Design of Rural Domestic Sewage Treatment Station

GAO Xiaoyan HAN Tao LI Bing

（Beijing Water Consulting Co.， Ltd.，Beijing 100044）

Abstract： This paper described the design process of the rural sewage treatment station， and expounded the notice in the design from the design flow， general layout， structure design and other aspects， it provided a reference for the follow-up design of rural sewage station.

Keywords： rural sewage treatment station;design flow;general layout

隨著農村生活水平的不斷提高，農村生活污水的產出量也在不斷增加。2016年，我國農村生活污水產生量為55.67億～125.26億m3[1]，成為農村人居環境整治的難點和重點之一。農村生活污水如果不經處理直接排放，會造成水體中的藻類大量繁殖，對地下水水質有較大威脅[2]。我國污水處理率逐年上升，2017年全國城市污水處理率為94.54%，縣城污水處理率為90.21%，而農村污水處理率僅為49.35%[3]。

沈興剛等[4-5]對農村污水處理率低的原因進行了調查分析，指出處理率低的原因：一是污水項目零散，處理成本高;二是基礎設施建設落后;三是缺乏專項資金支持;四是管理人員素質有待提升;五是技術適應性較差;六是政府監管缺位;七是農村生活污水處理機制有待建立與完善。

吳時雨等[6-9]調查研究后指出，生活污水收集率低、實際污水量小、設施及設備損壞、存在協調問題、缺乏資金和專業技術人員是農村現有污水處理設施運行率不高的重要原因。

本工程在進行農村生活污水處理站設計時，考慮現有農村污水處理站出現的問題，進行合理設計，總結設計要點，對后續污水處理站設計提供參考。

1 工程概況

本工程位于北京市密云區，項目所在村莊原污水處理站處理能力不足，本工程在其村莊擴建污水處理站一座。

2 進出水水質

2.1 進水水質

進水指標根據北京市地方標準《水污染物綜合排放標準》（DB11/307—2013）和現狀處理站進水水質的檢測報告（部分），結合《給水排水設計手冊》城鎮排水典型生活污水水質指標確定，具體如表1所示。

2.2 出水水質

本次工程設計出水水質達到北京市地方標準《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB11/1612—2019）表1中的一級A標準。出水水質如表2所示。

每年12月1日—3月31日執行括號內的排放限值。

3 工藝流程

本工程采用AO+MBR和人工濕地工藝，具體流程為：來水→提籃格柵→預處理池→一級提升泵→提籃格柵→調節池→二級提升泵→一體化設備→人工濕地→附近溝渠。

污水收集后進入預處理池，在其進水處設有孔隙15 mm的提籃格柵，通過截流、沉淀污水中的大顆粒雜質，防止后續提升泵堵塞，減輕后續處理構筑物的負荷。預處理池出水經提升后進入調節池。調節池進水處設有孔隙5 mm的提籃格柵，其出水進入一體化設備進行處理。一體化設備出水排入人工濕地，對水質進行進一步凈化后排入附近溝渠。流程圖如圖1所示。

4 設計要點

4.1 設計流量確定

項目所在地村莊位于旅游景點附近，旅游人口較多，設計流量分別考慮了常住人口和旅游人口的用水量。計算公式為：

式中：[Q1]表示常住人口用水量，用水量標準取為120 L/（人·d）;[Q2]表示旅游人口用水量，用水量標準取為150 L/（人·d）;[KZ]表示時變化系數，取2.5;[α]表示折污系數，取0.8。

本工程考慮了10%的不可預見水量。

4.2 總平面布置

4.2.1 總進水和總出水確定。本污水處理站來水接自現狀污水管網。人工濕地附近有現狀溝渠，總出水排入此溝渠中。

考慮到大雨沖刷，進出管道堵塞和設備損壞等異常發生會影響污水處理站的正常運行，本工程分別在污水處理站和人工濕地前設置了溢流管和超越管。污水處理站內污水經回流通過溢流管排入附近溝渠，當關閉濕地進水，開啟超越管時，一體化設備出水將直接排入附近溝渠，方便管理人員及時對設備進行檢修。

4.2.2 廠區布置。廠區布置主要包括確定設計地面高程、站內道路，預處理區構筑物和一體化設備的位置、各池體間的位置關系等。

為避免下雨時出現集水等情況，污水站設計地面高程高于現狀地面高程20 cm左右。結合廠區形狀和大小，預留5 m寬區域作行車通道，預處理區和一體化設備分別位于道路兩側，方便進行清理污泥、設備維修等。池體間的位置主要考慮處理流程，不造成管路迂回，同時考慮方便與進水管相連。貯泥池和預處理池需要清理污泥，將其布置在臨近道路一側。

4.3 構筑物設計

本工程污水處理站為地埋式污水處理站。地埋式污水處理站應注意埋深，加強通風，并做好臭氣處理，同時考慮池體受力均衡、設計合理。預處理單元總體布局為矩形，各構筑物之間用鋼筋混凝土池壁分隔。平面布置如圖2所示。

4.3.1 進水閘井。本工程在處理站前的檢查井處新建了溢流管，所以進水閘井不再單獨設置溢流管。進水閘井和調節池的墻壁設有溢流孔洞，調節池水可通過進水閘井進行溢流。

4.3.2 預處理池。預處理池兼具初級沉淀池的功能，計算容積公式為：

式中：[Q]表示高日高時用水量;[t]表示設計沉淀時間，本工程取為0.5 h。

另外，考慮沉泥需要，池底設計為2%的斜坡。

4.3.3 提升泵池。提升泵池設計水泵流量取為高日高時流量，泵池的有效容積按不小于5 min的水泵流量考慮。

4.3.4 調節池。調節池的容積根據每周來水的日變化系數和每日來水的時變化系數及污水處理站的處理能力和運行情況確定。《給排水設計手冊》中根據污水處理站8～12 h的處理能力確定調節池的日調節能力，本工程取為8 h。

4.3.5 貯泥池。一體化設備處理后的污泥排入貯泥池，有效容積按式（3）計算：

式中：[m]表示每人每日污泥量，取值范圍為10～26 g，本工程取為20 g;[l]表示人口數;[n]表示清運周期，本工程取為15 d;本工程生化污泥含水率按99%考慮。

4.4 設備清單

本工程所用設備和參數見表3。

5 結語

本文通過工程實例，總結了農村生活污水站的設計要點：一是流量計算時應分析污水量的構成，考慮不可預見因素，避免因污水量小導致污水站不能正常運行;二是結合現場實際條件，考慮異常情況發生時的處理，設置溢流管道和超越管道，方便及時對設備等進行檢修;三是進行廠區平面設計時應考慮后續運行操作方便，對人流和車流流向進行合理設計;四是構筑物設計時應使其受力合理，節約用地。通過合理設計，以提高污水處理站運行的經濟性和高效性。

參考文獻：

[1]于法穩，侯效敏，郝信波.新時代農村人居環境整治的現狀與對策[J].鄭州大學學報（哲學社會科學版），2008（3）：64-68.

[2]Shannon M A ， Bonn P W ， Elimelech M ， et al. Science and technology for water purification in the coming decades[J]. Nature，2008（7185）：301-310.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.2017年城市建設統計年鑒[Z].

[4]沈興剛，栗霞，起江，等.農村生活污水處理設施運行管理問題芻議[J].資源節約與環保，2008（7）：97-98.

[5]于法穩，于婷.農村生活污水治理模式及對策研究[J].重慶社會科學，2019（3）：6-17.

[6]吳時雨，王訓，張曉茜.武漢市“十二五”期間農村生活污水處理設施運行情況及綜合評價[J].科技經濟與資源環境，2018（16）：110.

[7]王勇.房山區農村生活污水處理效果與后評價[D].北京：中國農業大學，2016.

[8]郝振學.北京市延慶區農村污水處理設施調查與建設運行模式研究[J].鄉村科技，2017（8）：85-86.

[9]邱彥昭.北京市農村污水處理設施現狀調研及運營管理措施研究[D].北京：北京化工大學，2016.